站在“新基建”海潮上的第三代半导体财富 （上）

本文为祥峰投资对第三代半导体财富研究内容，个中包括了各原料机能比拟与原料应用范畴，利便从底层相识半导体财富成长，系列文章较长，提议保藏阅读。本文为上篇，下篇请点击：第三代半导体财富（下）

4月20日，国度发改委初次官宣“新基建”的范畴，正式定调了5G基建、人工智能、家产互联网等七大规模的成长偏向。在建树需求的驱动下，一大批科技创新企业也将迎来成长的窗口期。

“新基建”作为新兴财富，一端毗连着不绝进级的斲丧市场，另一端毗连着飞速成长的科技创新。值得留意的是，无论是5G、新能源汽趁魅照旧家产互联网等，“新基建”各个财富的建树都与半导体技能的成长痛痒相干。譬喻：

以氮化镓(GaN) 为焦点的射频半导体，支撑着5G基站及家产互联网体系的建树；

以碳化硅(SiC) 以及IGBT为焦点的功率半导体，支撑着新能源汽车、充电桩、基站/数据中心电源、特高压以及轨道交通体系的建树；

以AI芯片为焦点的SOC芯片，支撑着数据中心、人工智能体系的建树。

不丢脸出，氮化镓 (GaN) 和碳化硅(SiC) 为首的第三代半导体是支持“新基建”的焦点原料。在“新基建”与国产更换的加持下，海内半导体厂商将迎来庞大的成长机会。

祥峰投资中国基金自创立以来，亲近存眷半导体行业的成长，早在2013年就投资了半导体表现芯片供给商——云英谷科技，尔后接连投资了地平线、慧智微电子、芯驰科技、移芯科技、BlueX、Lightelligence等一批高生长性的半导体芯片企业。

作为中国半导体行业的调查者，祥峰投成本次带来一份《第三代半导体财富研究陈诉》，将切磋以下题目，分为上、下两期详细睁开：

上：

第三代半导体相较第一代、第二代有哪些前进？

为何氮化镓 (GaN) 和碳化硅 (SiC)在第三代半导体中备受追捧？

氮化镓(GaN) 和碳化硅 (SiC) 的应用场景有哪些？市场局限有多大？驱动二者增添的身分有哪些？

下：

第三代半导体芯片在财富链各个环节 (衬底、外延、计划、制造、封装) 的要害技能有哪些？

海表里首要的第三代半导体厂商有哪些？

1、第三代半导体在击穿电场、热导率、电子饱和速度及抗辐射手段上全面晋升

半导体的应用可追溯到上世纪五六十年月，至今经验了三个时期的的成长迭代(见下图)。

与第一代和第二代半导体原料对比，第三代半导体原料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速度及更高的抗辐射手段，更得当于建造高温、高频、大功率及抗辐射器件，可普及应用在高压、高频、高温以及高靠得住性等规模，包罗射频通讯、雷达、卫星、电源打点、汽车电子、家产电力电子等。

三代半导体原料首要机能参数较量

2、氮化镓 (GaN) 和碳化硅 (SiC)是当下局限化商用最首要的选择

在第三代半导体原料中，今朝成长较为成熟的是碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），这两种原料是当下局限化商用最首要的选择。

从下表常用的“优值（Figure of Merit, FOM）”可以清楚地看出，SiC和GaN相较于前两代半导体原料在成果与特征上有了庞大的晋升。

*以上优值以Si原料为单元1，举办了归一化

GaN和SiC在原料机能上各有是非，因此在应用规模上各有偏重和互补。

GaN的高频Baliga优值明显高于SiC，因此GaN的上风在高频小电力规模，齐集在1000V以下，譬喻通讯基站、毫米波等

SiC的Keye优值明显高于GaN ，因此SiC的上风在高暖和1200V以上的大电力规模，包罗电力、高铁、电动车、家产电机等

在中低频、中低功率规模，GaN和SiC都可以应用，与传统Si基器件竞争

GaN与SiC的应用规模

3、氮化镓(GaN) 的应用场景、市场局限及增添驱动的身分

GaN器件首要包罗射频器件、电力电子功率器件、以及光电器件三类。GaN的贸易化应用始于LED照明和激光器，其更多是基于GaN的直接带隙特征和光谱特征，相干财富已经成长的很是成熟。射频器件和功率器件是施展GaN宽禁带半导体特征的首要应用规模。

GaN射频器件

射频器件的首要技能包罗硅基的RF CMOS、Si-LDMOS方案，基于GaAs的方案，以及GaN方案。

硅基的RF CMOS合用于低频、低功率规模。在蓝牙、Zigbee应用占主导职位，一些WiFi和低端手机也行使该方案

GaAs方案得当小功率应用，凡是低于50W，是今朝4G/LTE基站射频芯片的首要技能之一。大部门手机的功放芯片也行使GaAs方案。短期内5G的手机终端也如故是GaAs方案

Si-LDMOS（横向扩散MOS）是今朝4G/LTE基站射频芯片的首要技能之一。LDMOS器件的弱点是事变频率存在极限，最高有用频率在3.5 GHz以下

GaN方案则补充了GaAs和Si-LDMOS这两种传统技能的缺陷，将在高功率，高频率射频市场上风明明，出格是在高频（大于8 GHz）、中大功率（10W~100W）范畴

（编辑：河北网）

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