三星加速布局碳化硅業務,韓國第三代半導體產業發展提速
報道稱,三星電子正試圖引進更先進的8英寸碳化硅工藝設備。據了解,迄今為止完成的投資約在1000億至2000億韓元(6-12億人民幣)之間。投資規模足以實現原型的量產,而不僅僅是簡單的工藝開發。
SiC和GaN被認為是下一代功率半導體材料。與傳統的硅相比,它具有出色的耐高溫和高電壓耐久性和功率效率。尤其是SiC的耐久性好,以電動汽車為代表的汽車市場對它的需求不斷增加。由于開關速度快,GaN被評價為更適合高頻環境下的無線通信。
報道顯示,除了三星電子DS部門內的主要部門外,LED業務團隊和三星高級技術研究所也參與了前述TF。TF的具體目標是開發8英寸SiC、GaN工藝。
一位知情人士表示,“我了解到三星電子決定推動一項計劃,將用于SiC和GaN開發的LED工藝中使用的部分8英寸設備混合使用,以提高開發效率。”
報道還透露,三星電子內部對下一代功率半導體業務抱有相當大的熱情。一位業內人士暗示說:“隨著 Gyeong Kyung-hyeon總裁負責DS部門,功率半導體業務正在蓄勢待發。”
事實上,韓國早在2000年就開始布局第三代半導體產業,并在近年來不斷加大力度,頻頻發力,政策發布,企業擴產收購不斷。
2000年韓國制訂了GaN開發計劃,政府在2004~2008年投入4.72億美元,企業投入7.36億美元以支持韓國進行光電子產業發展,使韓國成為亞洲最大的光電子器件生產國。
2009年韓國發布《綠色成長國家戰略》,全力發展環保節能產業,并致力于使得該產業成為韓國經濟增長的主要動力之一。
2010—2012年間投入約4500萬美金以推動MOCVD機臺實現國產化、引進制程自動化系統并開發高速封裝、監測設備。
2016年,韓國圍繞Si基GaN和SiC器件啟動功率電子國家項目,同時重點圍繞高純SiC粉末制備、高純SiC多晶陶瓷、高質量SiC單晶生長、高質量SiC外延材料生長4個方向,開展了國家研發項目。
2017年,韓國產業通商資源部(MOTIE)舉辦研討會,為了強化系統半導體的競爭力,產、官、學三界聯手投資4645億韓元(4.15億美元),開發低能源、超輕量和超高速的半導體芯片。
這當中1326億韓元用于開發先進超輕量傳感器、837億韓元投入低耗能的SiC功率半導體,47億韓元投資超高速存儲器和系統整合設計技術。
2021年,韓國政府對第三代半導體的發展越來越重視,并于同年發布了一份先進功率半導體研發和產能提升計劃,計劃到2025年將市場競爭力提升到全球水平,以便到那一年韓國至少有5種先進的功率半導體產品上市。
同時,韓國宣布啟動“X-band GaN半導體集成電路”國產化課題。韓國無線通信設備半導體企業RFHIC(艾爾福)被選定為課題牽頭企業,SK Siltron將參與SiC基板/GaN樹脂的制作,LIG nex1負責系統的驗證,韓國電子通信研究院(ETRI)的半導體工廠將被用來進行GaN MMIC的制作。
2022年,韓國推出其由國內半導體企業、大學、研究所等組成的“新一代晶體工程部”。以開發新一代功率半導體,應對碳化硅 (SiC)、氮化鎵 (GaN) 和氧化鎵 (Ga203) 等快速增長的全球功率半導體市場。
其中,LX Semicon、SK siltron、Hana Materials、STI等30家功率半導體公司將參與材料、零件、設備的功率半導體開發。
目前,在全球第三代半導體的爭奪戰中,韓國正在向歐美日巨頭發起沖擊。
需求確定且巨大,SiC未來數年CARG近50%
GaN和SiC是第三代半導體兩大主要材料,GaN的市場應用偏向微波器件領域、高頻小電力領域(小于1000V)和激光器領域。由于GaN器件能夠提供更高的功率和帶寬,并且GaN芯片每年在功率密度和封裝方面都會取得飛躍,能比較好的適用于大規模MIMO(多入多出)技術,GaN HEMT(高電子遷移率場效晶體管)已經成為5G宏****功率放大器的重要技術。
相比GaN,SiC材料熱導率是其三倍,并且能達到比GaN更高的崩潰電壓,因此在高溫和高壓領域應用更具優勢,適用于600V甚至1200V以上的高溫大電力領域,如新能源汽車、汽車快充充電樁、光伏和電網。
國金證券認為,SiC和GaN當前處于不同發展階段。對于SiC行業而言,目前整體市場規模較小,2020年全球市場規模約6億美元,但是下游需求確定且巨大。根據IHS Markit數據,受新能源汽車龐大需求的驅動以及電力設備等領域的帶動,預計到2027年碳化硅功率器件的市場規模將超過100億美元,2020-2027年復合增速近50%。目前制約行業發展的主要成本高昂和性能可靠性。國金證券認為SiC行業一旦到達綜合器件成本趨近于硅基功率器件的“奇點時刻”,行業將迎來爆發性增長。
