最近一段時間半導(dǎo)體行業(yè)的熱門話題，就是那個連漲板數(shù)最多的半導(dǎo)體界“茅臺”，斯達半導(dǎo)。2020年2月4日，一家浙江嘉興的民營企業(yè)——斯達半導(dǎo)在上交所主板上市，之后連續(xù)拉了21個一字漲停，股價翻了近10.5倍。斯達半導(dǎo)主要從事IGBT模塊的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
IGBT的英文全名叫Insulated Gate Bipolar Transistor，中文叫絕緣柵雙極型晶體管，它兼具了傳統(tǒng)的BJT（雙極結(jié)型晶體管）和MOSFET（金氧半場效晶體管）的特性，是一個創(chuàng)新型的產(chǎn)品，具有開關(guān)速度高、輸入阻抗高、損耗低、控制功率小、驅(qū)動電路簡單等優(yōu)點，所以它可以被應(yīng)用于高壓、大電流、高速等領(lǐng)域，是最理想的開關(guān)器件。
長期以來，IGBT的技術(shù)主要來被國外壟斷，主要因為這個領(lǐng)域的進入有較高的門檻，核心是IGBT模塊中的IGBT芯片，要求芯片在極端環(huán)境中長時間，高頻率的工作，它的性能對于整體器件的穩(wěn)定性至關(guān)重要。
而最新的消費級IGBT芯片開關(guān)電源芯片，將大規(guī)模采用第三代寬禁帶半導(dǎo)體來制作，因此以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表第三代半導(dǎo)體材料越來越受到市場重視，同時為了應(yīng)對未來中國國內(nèi)市場大力度投資，全球產(chǎn)業(yè)界也對第三代半導(dǎo)體材料市場加快了整合速度。
事實上，對于碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)材料應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)界都已經(jīng)有了較清晰的認識，甚至中、美廠商已經(jīng)把它普及到了普通電子消費品領(lǐng)域。前段時間OPPO、小米就采用了美國公司的氮化鎵(GaN)主控開關(guān)芯片產(chǎn)品來做快充充電頭。
自然界，碳化硅(SiC)是存在的，但氮化鎵(GaN)幾乎全部來自人工合成。
在非半導(dǎo)體行業(yè)，中國不但是碳化硅(SiC)最重要的生產(chǎn)國，也是最重要的消耗國。碳化硅由于化學性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好在功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料、珠寶行業(yè)，合成碳化硅(SiC)粉，都有著龐大的應(yīng)用市場。
在半導(dǎo)體應(yīng)用行業(yè)，所指的碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)都是指單晶材料，生產(chǎn)方式也是現(xiàn)代化的長晶爐來完成。
批量量產(chǎn)單晶碳化硅(SiC)主要由前蘇聯(lián)六、七十年代利用藍寶石長晶爐研發(fā)出來，本來也是在軍事領(lǐng)域為替代藍寶石才開始的，后來市場上開始利用單晶碳化硅(SiC)來制作各種消費類寶石。
而氮化鎵(GaN)則主要是日本利用其研發(fā)出了高效LED，并在近十幾年來為全球節(jié)能減排做出了重要技術(shù)貢獻。在電子行業(yè)中，氮化鎵(GaN)LED的產(chǎn)能擴大，讓其TFTLCD顯示器背光源中得到快速普及，從而加快了替代CRT的速度。
事實上，碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)材料最早應(yīng)用在電子行業(yè)，都是在LED領(lǐng)域，利用碳化硅(SiC)材料來制作LED，甚至可以早到1907年。
然而讓兩者在電子行業(yè)中發(fā)揚光大的，卻是當時的美蘇軍事競賽時期，雙方利用單晶碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)材料制作各種功率器件，來提升太空航具和潛艇的能源轉(zhuǎn)換效率。其中核動力電池領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，同時也為后來電子行業(yè)大規(guī)模使用這類材料，積累了大量的設(shè)計工藝與量產(chǎn)經(jīng)驗。
而中國市場利用單晶碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)材料，主要是受益于改革開放后的消費類珠寶代工市場爆發(fā)，以近二十年來中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的繁榮。為了配合這兩產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，靠近溫州珠寶與小商品加工集散中心的浙江地區(qū)，部分開始利用當?shù)匦C械產(chǎn)能優(yōu)勢，切入到材料長晶環(huán)節(jié)，典型的就是天通與露笑。
說到長晶環(huán)節(jié)，前幾年讓中國人長面子是一件大事是蘋果與GT的藍寶石風波，最后蘋果不得不把GT所生產(chǎn)的約兩千個爐子拉到了中國境內(nèi)，最后由中國廠商完成了后續(xù)的整合工作。而蘋果自從那以后，一直大量采購天通和露笑生產(chǎn)的藍寶石晶體來制作各種防護鏡片，也正面認可了兩家公司在藍寶石晶體光學性能方面的成就。
可以說，藍寶石產(chǎn)能除了在前蘇聯(lián)、美國、日本得以大規(guī)模實現(xiàn)量產(chǎn)外，中國則是把藍寶石長晶規(guī)模和藍寶石消費應(yīng)用最為完善的國家。跟前面提到的碳化硅一樣，藍寶石也常被中國國內(nèi)廠商拿來制作消費類珠寶及研磨磨料。
而在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，天通和露笑均表示有介入晶圓廠測試硅片長晶環(huán)節(jié)，天通還是業(yè)界最重要的測試硅片供應(yīng)商，同時也在研發(fā)芯片硅長晶設(shè)備與材料生產(chǎn)。同時天通和露笑也都有介入到單晶碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)材料長晶環(huán)節(jié)，包括長晶設(shè)備和長晶產(chǎn)能部署，其中天通碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)的長晶設(shè)備和單晶材料，都有在市場上開始推廣。
由于天通和露笑在藍寶石長晶在市場上成功逆襲，所以對于兩家進入到碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)長晶領(lǐng)域，業(yè)界原有供應(yīng)商都抱有了十分警惕的態(tài)度。一是怕兩家的產(chǎn)能擴張速度過快，導(dǎo)致行業(yè)產(chǎn)能近剩；二是怕兩家的產(chǎn)能充分釋放出來后，在行業(yè)里形成事實的低價格壟斷現(xiàn)象，不利于高價單晶市場的發(fā)展。
事實上，目前大多數(shù)的IGBT芯片廠商，還很少采用碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)的拋光片來生產(chǎn)，而是直接在硅片上通過MOCVD外延片工藝直接線上制作，由于中國目前LED產(chǎn)能十分集中，而且可以低價生產(chǎn)MOCVD設(shè)備，所以中國國內(nèi)也擁有了全球半數(shù)以上的MOCVD設(shè)備在運行。
如果通過工藝調(diào)整，讓這些設(shè)備都可以兼容碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)單晶外延工藝的話，那么全球最大的碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)產(chǎn)能還是在中國境內(nèi)，介于LED芯片領(lǐng)域，三安光電等中國芯片廠商的低價已經(jīng)讓全球市場難以應(yīng)對，那么未來這些廠商的碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)產(chǎn)能，也同樣讓全球業(yè)界十分警惕。
而除了三安光電在近兩年大規(guī)模投資了碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)的外延產(chǎn)能外，前段時間在股市上同樣呼風喚雨的康佳，能夠打破自己長期轉(zhuǎn)型不成功印象的事件，除了那個營收幾乎可以忽略不計的存儲芯片業(yè)務(wù)外，實際上大家更關(guān)注的是其重慶重金投資的碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)芯片業(yè)務(wù)。
康佳雖然對外宣稱相關(guān)的碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)芯片是為了制作micro LED顯示器，但如果micro LED顯示器的色域控制技術(shù)得不到突破，不能真正進入到消費市場的話，那么這些產(chǎn)能會不會也成為IGBT芯片的青青大草原呢。
01月07日 18:14
