5G带动市场发展我国第三代半导体材料国产化率将进一步提升

2020-04-20 01:46

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随着半导体市场不断发展，半导体材料从第一代发展到第三代。据了解，第三代半导体材料又称为宽禁带半导体材料，主要是指禁带宽度在2.3eV（电子伏特）及以上的半导体材料，具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高、介电常数小等独特的性能，广泛于射频器件、光电器件、功率器件等制造，而5G通信和新能源汽车等新兴领域市是行业的重要发展方向。但目前由于技术壁垒，全球大部分市场被美国、日本、德国等国家的企业垄断；例如全球的碳化硅产量有70-80%来自美国。

近年来受国家支持力度的不断加大，作为下一代电子产品的重要材料和元件，半导体市场得到快速的增长，在2019年中国大陆也成为唯一增长市场。数据显示，2019年全球半导体材料市场销售额为521.2亿美元，同比下下降1.1%。其中中国台湾销售额为113.4亿美元，同比下降2.4%，占22%；韩国销售额为86.9亿美元，同比下降1.3%，占17%；中国大陆销售额为77.0亿美元，同比增长1.9%，占17%；日本销售额为77.0亿美元，同比下降1.3%，占15%；北美销售额为56.2亿美元，同比下降1.8%，占11%；欧洲销售额为38.9亿美元，与去年同期持平，占7.46%。

2019年全球各地区半导体材料销售额情况

数据来源：公开数据整理

2019年全球各地区半导体材料销售额增速情况

数据来源：公开数据整理

2019年全球各地区半导体材料销售额占比情况

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与此同时，我国企业综合实力也在不断提升。数据显示，2019年我国半导体材料国内市场规模为565亿元，行业生产企业用于国内半导体晶圆加工领域的销售额达138亿元，同比增长4.4%。整体国产化率提高到24.4%，但对比国外来说，仍然偏低。

2016-2019年我国半导体材料市场规模情况

数据来源：公开数据整理

2016-2019年我国半导体材料生产企业用于国内半导体晶圆加工领域的销售额

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2016-2019年我国半导体材料行业国产化率情况

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我国第三代半导体材料受半导体整体市场不断增长以及政策的利好，市场保持高速增长态势。数据显示，到2018年我国第三代半导体材料市场规模已达到5.97亿元，同比增长47.3%。

虽然自2018年以来，在5G、电动车、电源装置等应用的推动下，第三代半导体材料产业需已逐渐升温。尤其是5G基站射频器件对高频材料的需求，以及功率器件正向着大功率化、高频化、集成化方向发展的趋势更加凸显了第三代半导体材料的重要性及广阔前景。而我国也在积极推进第三代半导体相关产业的步伐，到现在已形成了京津冀、长三角、珠三角、闽三角以及中部等三代半产业聚集区。

目前我国第三代半导体材料分布情况
京津冀地区	研发实力全国最强，并且具有较强的SiC研究基础和产业链基础。
长三角地区	要以GaN材料为主，侧重电力电子和微波射频领域，其中上海、江苏等地已将第三代半导体作为重点发展方向之一。
珠三角地区	在半导体照明领域全国领先，是我国第三代半导体产业的南方基地，拥有“宽禁带半导体材料、功率器件及应用技术创新中心”。
闽三角地区	拥有以三安光电为代表的第三代半导体龙头企业，有效带动了上游材料企业的发展。
中部地区	科研实力、军工应用雄厚，已经涌现出一批第三代半导体材料企业。

资料来源：公开资料整理

但目前我国第三代半导体材料因产业链长、应用覆盖面广，国内绝大多数的企业技术创新方面仍不足，并且研发仍主要集中于军工领域，与国外相比仍相对薄弱。例如在IP核市场,中国依旧严重依赖外部供给,85%以上为国外供应商提供，另外在sic晶元的制备尚未空缺，大多数设备靠国外进口。

预计未来我国第三代半导体材料国产化有望加速。根据资料显示，在2019年8月，中国电子科技集团公司第十二研究所和晨鸿公司在淄博签订合作协议，在淄博打造国内首个集成电路材料产业基地，总规划占地1100亩，主要分为半导体材料园、封测产业园、综合服务园三个部分，目前山东临淄经济开发区正建设，预计建设期后，可在五年内可达产约100亿元。此外随着国家利好政策的公布，5G所带来的广阔的市场，使得国内多家企业开始重视该领域，积极布局相关项目，我国的第三代半导体材料及器件有望实现较快发展。预计未来三年我国第三代半导体材料市场规模仍将保持20%以上的平均增长速度，到2021年将达到11.9亿元。

2020年4月我国第三代半导体材料领域布局情况
4月12日	露笑科技发布2020年度非公开发行股票预案，非公开发行股票募集资金总额不超过10亿元，扣除发行费用后将用于“新建碳化硅衬底片产业化项目”、“碳化硅研发中心项目”等。
4月11日	耐威科技公告，拟投资设立全资子公司聚能海芯，以此作为项目公司，组织资源投资建设自主氮化镓微波及功率器件生产线。
4月10日	浙江博方嘉芯氮化镓射频及功率器件项目正式开工。该项目于2019年11月7日签约落地，总投资25亿元，总建筑面积约8.9万平方米，项目分两期实施，其中一期建筑面积约5万平方米，建设6寸（兼容4寸）晶圆氮化镓（GaN）芯片生产线，设计月产能为1000片。二期建筑面积约3.9万平方米，建设6寸（兼容4寸）GaN芯片生产线和外延片生产线，设计月产能为3000片GaN射频芯片、月产能20000片GaN功率芯片。项目全部达产后可实现年销售30亿元以上，年税收6600万元以上。

资料来源：公开资料整理

第三代半导体材料产业发展三大趋势
技术趋势	大尺寸和高质量SiC生长技术是未来发展的趋势、同质外延依然是GaN器件的技术改进方向，所以高质量GaN衬底的技术研发还将继续。
应用趋势	半导体照明、激光器和探测器、军事领域以及5G及新能源汽车代表的新兴领域将成为未来第三代半导体材料主要的应用领域
价格及成本趋势	未来6英寸SiC衬底预计将降至5000元/片以下、GaN衬底价格有望降至500美元/片左右，并且随着衬底和外延片尺寸的增加和生产规模的扩大，衬底和外延片的成本将有所下降，毛利率会更高。