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化合物半导体晶圆代工稀缺的当下,价值更突出!

2020-12-10 12:52
Ai芯天下
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前言:
如果可以把硅的超大规模集成电路比喻成人类大脑的话,那么化合物半导体可以比喻成人类动力的心脏。

作者 | 方文

化合物半导体愈发重要但产能稀缺

去年全球半导体的不景气现象被产业界誉为“下行之年”,受全球贸易波动、半导体元器件产品价格下滑、智能手机市场逐渐饱和等因素影响,全球半导体行业增速放慢。

在全新化合物半导体供应链的驱动下,半导体产业可迎来全新的发展周期。

据数据显示,化合物半导体去年全球的产值约为370亿美元,约占整体半导体4500亿美元产值的8%。

现在所使用的5G基站,包括以后的6G的核心器件以及光纤通信里的激光器大部分是化合物半导体制成的。其扮演了信息传输的心脏,支撑产业升级、节能减排和新的经济增长点。

在智能电网、5G、新能源汽车及自动驾驶等典型应用场景里发挥着巨大的作用,化合物半导体作为支撑产业升级、节能减排和新的经济增长点是非常重要的。

相对于广义上的数字和模拟芯片代工厂,化合物半导体晶圆代工厂商的数量较少,这就使它们在代工产能普遍稀缺的当下,价值愈加突出。

代工业务比重稳步提升

在制造和代工层面,目前,以当下主流的GaAs为例,龙头企业仍以IDM模式为主,厂商包括美国的Skyworks、Qorvo、Broadcom/Avago以及Cree,还有德国的Infineon。

与此同时,化合物半导体产业的代工模式也在不断加强,且代工比例持续提升。

代工业务的发展,在很大程度上是因为GaAs技术和市场已经发展到了非常成熟的阶段。

特别是其衬底和器件技术不断实现标准化,产品多样化,相应的设计企业增加,使得代工的业务需求不断增加。

目前,全球GaAs晶圆代工主要聚集在中国台湾地区和美国,稳懋、GCS和宏捷科技占据着全球90%的市场份额。

稳懋半导体:持续投资开发先进的化合物半导体技术,并不断扩充产能,已经成为全球规模最大的化合物半导体晶圆代工厂。

今年前10个月累计营收同比增长了23.97%,今年5000片新产能扩充已在第三季度完成,单月产能最高可达4.1万片,主要用于4G和5G PA,以及3D感测VCSEL芯片。

他们非常看好全球产业对5G和WiFi相关手持装置、基站等基础设施的需求,再加上光电元器件应用日渐普及,稳懋将会持续投入扩充产能。

为应对市场需求,该公司位于中国台湾龟山厂区满载后,将着重在南科高雄园区投资扩产,以满足未来5-10年的生产规划。

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宏捷科:在今年11月营收环比增长5.42%,同比大增30.89%,创近58个月新高,今年前11个月累计营收同比增长64.81%。

目前,该公司产能已达每月1.3万片,主要生产4G PA、WiFi芯片, 5G产品、VCSEL芯片也在开发中。

随着中国半导体国产化步伐的加快,宏捷科正在积极争取以华为海思、小米为代表的大陆客户订单。

其月产能1万片的旧厂,目前产能满载,新厂于6月开工,预计明年3—4月完工,预计月产能2.2万片,到时候,合计两座厂的总产能将达到3.2万片。

宏捷科二厂计划持续进行中,年底产能将提升至1.5万片,如果客户需求强烈,明年可能再扩充5000片产能。

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GCS正在与中国的射频芯片大厂卓胜微合作建厂,今年5月,卓胜微定增募资30亿元,投向研发及生产高端射频滤波器芯片及模组、5G通信基站射频器件,与代工厂合作建立生产线,而这家代工厂就是GCS。

据悉,这两家联合了另外几家半导体厂商及投资机构,预计总共投资100亿元,建设化合物半导体及MEMS生产线,用于高端射频前端及光电子芯片制造。

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产能满载让国内厂商迎来商机

由于化合物半导体在结构、成分、缺陷等方面难于硅晶圆制造,目前,全球能提供高水平代工的企业并不多,仅稳懋、宏捷科,以及GCS,科沃等少数企业能提供较大规模的代工服务。

随着2020年5G的大规模应用,该市场的需求量还将进一步提升,而龙头厂商产能进入满载周期,给我国大陆化合物半导体生产厂商带来了商机。

三安集成是行业龙头企业,该公司于2015年3月开启通讯微电子项目(一期),建设了GaAs和GaN芯片6英寸线各一条。

其GaAs制程包括HBT和pHEMT,HBT主要用于手机、Wi-Fi等,pHEMT主要用于卫星通信、雷达等军事领域,总规划月产能3.6万片。

明年Q1苹果发布mini LED背光的pad、mac系列产品,三安将直接受益,预计明年Q1出货,未来有望成为核心供应商。

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士兰微旗下的化合物半导体生产线项目主体厂房即将进入竣工验收阶段,砷化镓与氮化镓芯片产品都正式通线点亮。

据资料显示,项目总投资50亿元,规划建设两条12英寸90—65nm的特色工艺芯片生产线和一条4/6英寸兼容先进化合物半导体器件生产线。主要产品包括下一代光通讯模块芯片、5G与射频相关模块、高端LED芯片等产品。

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国产化替代+新基建热潮助推投资升温

在此背景下,国内第三代半导体投资热度居高不下。近期,企业携手园区、有第三代半导体特色、且投资超百亿元的产业园就包括了露笑科技、三安光电、康佳项目。

其中三安光电在第三代半导体已布局多年,如今再斥下巨资投建项目,可见十分看好对第三代半导体产业的发展前景。

7月20日,长沙三安第三代半导体项目在长沙高新区开工,项目总投资160亿元,总占地面积1000亩,主要建设具有自主知识产权的衬底、外延、芯片及封装产业生产基地。

11月28日,露笑科技第三代功率半导体产业园项目开工,该项目规划总投资100亿元,主要建设第三代功率半导体的设备制造、长晶生产、衬底加工、外延制作等产业链的研发和生产基地。

11月11日,江西南昌经开区与康佳集团股份有限公司签约仪式在南昌举行,江西康佳半导体高科技产业园暨第三代化合物半导体项目落户南昌经开区,总投资300亿元。

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国内的化合物半导体产业还处于中下游

国内开展碳化硅、氮化镓材料和器件方面的研究工作晚于国外。

国内半导体产业的材料创新以及原始创新问题,浮躁的市场环境难以忍受“只投入,不产出”的现状,让化合物半导体为代表的新材料原始创新愈加艰难。

但从某种程度上来说,化合物半导体也是我国半导体产业的关键咽喉,作为通信器件的关键一环,一旦被人扼住命脉,很多下游的终端应用企业的发展都会受到桎梏。

因此未来产业需要满足国防安全、智能制造、产业升级、节能减排等国家战略,能够支撑5G移动通信、能源互联网、新能源汽车等重大应用。

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结尾:

第三代化合物半导体迎来快速成长期,这打开了化合物半导体的潘多拉魔盒,也触发了国内半导体产业的另一面变革。当前唯有真实掌握市场需求,国内厂商才有机会在竞争中当中成长及获利。

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