器件|半导体行业深度研究报告
文章大纲
- 下游应用驱动,GaAs、GaN和SiC各领风骚
- 产业化正循环,“奇点时刻”加速到来
- GaAs代工比例提高,打造本土产业链闭环
- Cree引领SiC产业,全球供需即将失衡
半导体
下游应用驱动
GaAs、GaN和SiC各领风骚
化合物半导体具有物理特性优势
化合物半导体物理特性具有独特优势。半导体材料领域共经历三个发展阶段:第一阶段是以硅、锗为代表的IV族半导体;第二阶段是以GaAs和InP为代表的III-V族化合物半导体,其中GaAs技术发展成熟,主要用于通讯领域;第三阶段主要是以SiC、GaN为代表的宽禁带半导体材料。硅材料技术成熟,成本低,但是物理性质限制了其在光电子、高频高功率器件和耐高温器件上的应用。相比硅材料,化合物半导体材料在电子迁移速率、临界击穿电场、导热能力等特性上具有独特优势。
文章插图
硅材料主导,化合物半导体在射频、功率等领域需求快速增长。目前全球95%以上的芯片和器件是以硅作为基底材料,由于硅材料极大的成本优势,未来在各类分立器件和集成电路领域硅仍将占据主导地位。但是化合物半导体材料独特的物理特性优势,赋予其在射频、光电子、功率器件等领域的独特性能优势。
文章插图
GaAs主导sub-6G 5G手机射频
具体而言,GaAs在5G手机射频和光电子领域占据主导地位。GaAs是最为成熟的化合物半导体,具有较高的饱和电子速率及电子迁移率,使得其适合应用于高频场景,在高频操作时具有较低的噪声;同时因为GaAs有比Si更高的击穿电压,所以砷化镓更适合应用在高功率场合。因为这些特性,砷化镓在sub-6G的5G时代,仍然将是功率放大器及射频开关等手机射频器件的主要材料。根据Qorvo报告,5G手机中射频开关从4G手机的10个增加至30个、功率放大器平均单机价值从4G手机的3.25美元增加至7.5美元,这些都带动砷化镓器件市场规模的增长。GaAs的另一个优点是直接能隙材料,所以可以制作VCSEL激光器等光电子器件,在数据中心光模块、手机前置VCSEL3D感应、后置LiDAR激光雷达等应用带动下,光电子器件是砷化镓器件增长的另外一个重要驱动因素。
文章插图
文章插图
GaN在5G宏基站射频PA的大发展
相较于Si和GaAs的前两代半导体材料,GaN和SiC同属于宽禁带半导体材料,具有击穿电场强度高、饱和电子漂移速度高、热导率大、介电常数小等特点,具有低损耗和高开关频率的特点,适合于制作高频、大功率和小体积高密度集成的电子器件。GaN的市场应用偏向微波器件领域、高频小电力领域(小于1000V)和激光器领域。相比硅LDMOS(横向双扩散金属氧化物半导体技术)和GaAs解决方案,GaN器件能够提供更高的功率和带宽,并且GaN芯片每年在功率密度和封装方面都会取得飞跃,能比较好的适用于大规模MIMO技术,GaNHEMT(高电子迁移率场效晶体管)已经成为5G宏基站功率放大器的重要技术。目前在宏基站上GaN主要采用使用SiC衬底(GaN on SiC),由于SiC作为衬底材料和GaN的晶格失配率和热失配率较小,同时热导率高,更容易生长高质量的GaN外延层,能满足宏基站高功率的应用。
- 加盟行业|原来加盟行业是这么玩的!
- 图灵奖|中国科技团队创历史,360打破行业垄断,登顶世界最强人工智能榜
- 加速行业变革!比亚迪联手美国公司发布无人驾驶配送车
- 化州市富美家电维修店整合行业招商运营资源的专业平台
- javascript|奢侈品级别音响B&W加持,峰米向行业第一发起冲击?
- ROE雷迪奥到访芯映光电,共谈行业趋势,谱写合作新篇章
- 中国半导体产业进入了技术驱动成长期 半导体及元件板块短线拉升|板块异动 | 拉升
- 昌江区珠山区区县服务商整合行业招商运营资源的专业平台
- 买斗整合行业招商运营资源的专业平台
- 腾讯&复旦大学元宇宙报告,七大分类构造元宇宙生态,“元宇宙率”定义行业标准 | 智东西内参