綠碳化硅 A股市場(chǎng)第四代半導(dǎo)體材料‖（金剛石、氧化鎵）產(chǎn)

新題材！繼“碳化硅”后，第四代“半導(dǎo)體”橫空出世...

從以硅、鍺為代表的第一代半導(dǎo)體材料，到現(xiàn)在，全球半導(dǎo)體材料已經(jīng)經(jīng)歷三代，進(jìn)入第四代。

就在近期，有媒體報(bào)道，我國(guó)第四代半導(dǎo)體材料再迎突破。中國(guó)電科46所成功制備出我國(guó)首顆6英寸氧化鎵單晶，達(dá)到國(guó)際最高水平。此外，中科大的研究團(tuán)隊(duì)，也首次研制出了氧化鎵垂直槽柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

第四代半導(dǎo)體材料——氧化鎵，國(guó)內(nèi)取得突破性進(jìn)展。

實(shí)際上，在此前美國(guó)對(duì)第四代半導(dǎo)體材料——氧化鎵、金剛石、氮化鋁，實(shí)施出口管制，就曾引起全球科研與產(chǎn)業(yè)界的重視。

何為第四代半導(dǎo)體材料？較前三代有何優(yōu)勢(shì)？

我們都知道，半導(dǎo)體材料經(jīng)歷了四代。第一代半導(dǎo)體材料，就是大家都比較熟知的硅和鍺。目前，全球95%以上的半導(dǎo)體產(chǎn)品的材料都是硅。

第二代半導(dǎo)體材料以砷化鎵、磷化銦為代表，在光電子、微電子、微波功率器件等領(lǐng)域，展現(xiàn)出其巨大的優(yōu)越性。

第三代半導(dǎo)體材料以氮化鎵、碳化硅為代表，具備高擊穿電場(chǎng)、高熱導(dǎo)率、高電子飽和速率及抗強(qiáng)輻射能力等優(yōu)異性能，更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率電子器件，是固態(tài)光源和電力電子、微波射頻器件的“核芯”。

而第四代半導(dǎo)體材料，則以氧化鎵、金剛石、氮化鋁為代表。

相較于前三代半導(dǎo)體材料，第四代半導(dǎo)體材料具備更高的禁帶寬度，與碳化硅、氮化鎵相比，氧化鎵的禁帶寬度達(dá)到了4.9eV，金剛石為5.5eV，氮化鋁為6.2eV，是一種“超寬禁帶半導(dǎo)體”材料。

更寬的禁帶寬度，意味著電子需要更多的能量從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，因此氧化鎵、金剛石、氧化鋁作為半導(dǎo)體材料，具備耐高壓、耐高溫、大功率、抗輻照等特性。在同等規(guī)格下，可以制造die size更小、功率密度更高的器件綠碳化硅，節(jié)省配套散熱和晶圓面積，進(jìn)一步降低成本。

因此，第四代半導(dǎo)體材料在開發(fā)下一代的小體積、輕重量、低功耗、低成本器件，及其要求極為苛刻的應(yīng)用方面具有不可替代的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

目前，第四代半導(dǎo)體材料主要應(yīng)用于紅外探測(cè)、激光器等領(lǐng)域。

未來10年，氧化鎵器件有可能會(huì)直接與碳化硅器件競(jìng)爭(zhēng)。有數(shù)據(jù)顯示綠碳化硅，到2030年，氧化鎵功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)15億美元。

目前，國(guó)內(nèi)布局第四代半導(dǎo)體材料的企業(yè)：

第一家：南大光電

全球主要的MO源供應(yīng)商，在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體關(guān)鍵材料的制備領(lǐng)域，有多條不同產(chǎn)品體系且具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的業(yè)務(wù)線，能夠?yàn)槲覈?guó)半導(dǎo)體行業(yè)解決關(guān)鍵的卡脖子問題。其中，公司三甲基鎵產(chǎn)品可以作為生產(chǎn)氧化鎵的原材料。

第二家：航天電子

航天電子是航天九院旗下上市平臺(tái)，系國(guó)內(nèi)宇航級(jí)電子產(chǎn)品的核心供應(yīng)商，公司專業(yè)從事航天電子產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，有明顯的資質(zhì)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)。全資子公司時(shí)代民芯公司正在氧化鎵領(lǐng)域開展技術(shù)研究和布局。

第三家：藍(lán)曉科技

國(guó)內(nèi)吸附分離材料龍頭，掌握生物制藥行業(yè)分離純化關(guān)鍵技術(shù)，打破外國(guó)技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)高端吸附分離材料國(guó)產(chǎn)化。公司以吸附材料為基，逐步向?qū)游鼋橘|(zhì)等醫(yī)用材料延伸。公司為氧化鋁企業(yè)提供拜耳母液提鎵技術(shù)和運(yùn)營(yíng)服務(wù)。

第四家：天準(zhǔn)科技

工業(yè)領(lǐng)域機(jī)器視覺檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)先企業(yè)，應(yīng)用涉及消費(fèi)電子、光伏硅片、汽車智能制造、PCB、半導(dǎo)體前道量檢測(cè)和智駕域控等。公司的全資德國(guó)Muetec子公司產(chǎn)品在第三代半導(dǎo)體及第四代半導(dǎo)體領(lǐng)域有著非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

第五家：中鋼國(guó)際

相關(guān)概念：子公司中鋼設(shè)備持有浙江制造基金合伙企業(yè)20%份額，該基金間接持股北京銘鎵半導(dǎo)體，目標(biāo)公司是國(guó)內(nèi)率先從事第四代半導(dǎo)體氧化鎵材料開發(fā)及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化企業(yè)。

公司亮點(diǎn)： 具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)際知名工程承包商

主營(yíng)業(yè)務(wù)：工程總承包為主的工程技術(shù)服務(wù)業(yè)務(wù)、以機(jī)電設(shè)備及備品備件集成供應(yīng)為主的國(guó)內(nèi)外貿(mào)易業(yè)務(wù)和以工程設(shè)計(jì)、咨詢?yōu)橹鞯姆?wù)業(yè)務(wù)。

核心概念：一帶一路， 央企國(guó)企改革， 超超臨界發(fā)電

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由單個(gè)工程項(xiàng)目總承包向大型聯(lián)合企業(yè)系統(tǒng)綜合配套項(xiàng)目總承包的轉(zhuǎn)變，具備“一站式”解決方案的能力，成功實(shí)現(xiàn)了BOT、PPP等全新建設(shè)模式項(xiàng)目的突破。

氧化鎵的優(yōu)勢(shì)是什么?

1. 更高的工作溫度：第四代半導(dǎo)體具有更高的材料熔點(diǎn)和更高的熱穩(wěn)定性，可以在高溫環(huán)境下工作，可以被用于高溫應(yīng)用中，如氣體開關(guān)、飛行器和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等。

2. 更高的能效：相比于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料(如硅和鍺)，第四代半導(dǎo)體具有更大的能隙，因此更容易實(shí)現(xiàn)高功率密度和高轉(zhuǎn)換效率。這些特性使其成為電力電子器件中的理想選擇。

3. 更快的響應(yīng)速度：第四代半導(dǎo)體能夠承受更高的電場(chǎng)強(qiáng)度，具有更高的電子遷移率和更快的電子速度，因此響應(yīng)更快，并可以用于高頻應(yīng)用。

4. 更小的尺寸：第四代半導(dǎo)體比傳統(tǒng)半導(dǎo)體更小，可以制成更小的器件，從而減少電路板大小，提高器件集成度。

5. 更長(zhǎng)的使用壽命：第四代半導(dǎo)體的壽命比傳統(tǒng)半導(dǎo)體更長(zhǎng)，可以更好地承受高壓和高溫環(huán)境中的電壓和電流變化。

氧化鎵是一種新型超寬禁帶半導(dǎo)體材料，與碳化硅、氮化鎵相比，氧化鎵的禁帶寬度達(dá)到了4.9eV，高于碳化硅的3.25eV和氮化鎵的3.4eV，確保了其抗輻照和抗高溫能力，可以在高低溫、強(qiáng)輻射等極端環(huán)境下保持穩(wěn)定的性質(zhì)；而其高擊穿場(chǎng)強(qiáng)的特性則確保了制備的氧化鎵器件可以在超高電壓下使用，有利于提高載流子收集效率。（缺點(diǎn)：相關(guān)技術(shù)并未成熟，也無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，真正商用化還有很長(zhǎng)的路要走）

氧化嫁相關(guān)概念股：

1、新湖中寶：持股杭州富加鎵，專業(yè)從事氧化鎵單晶材料設(shè)計(jì)、模擬仿真、生長(zhǎng)及性能表征等工作，形成了較鮮明的特色和優(yōu)勢(shì)。

2、三安光電：子公司湖南三安致力于第三代化合物半導(dǎo)體碳化硅及氧化鎵材料、外延、芯片及封裝的開發(fā)，占領(lǐng)第三代半導(dǎo)體核心領(lǐng)域制高點(diǎn)。

3、藍(lán)曉科技：國(guó)內(nèi)金屬鎵提取領(lǐng)域處于絕對(duì)龍頭地位，坊間號(hào)稱“提鎵第一股”。

4、中國(guó)西電：子公司西電電力系持股陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心是寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域國(guó)家工程研究中心，和寬禁帶半導(dǎo)體高端裝備與新材料西安市工程研究中心合作氮化鎵、金剛石和氧化鎵的高端制備裝備和半導(dǎo)體材料的研究開發(fā)。

5、上海瀚訊：公司股東中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所超寬禁帶半導(dǎo)體氧化鎵異質(zhì)集成技術(shù)研究。

6、隆基綠能：與連城數(shù)控合作碳化硅及氧化鎵等晶體的生產(chǎn)。

7、南大光電：南京大學(xué)有氧化鎵雙極型異質(zhì)結(jié)功率器件研究。

金剛石，作為第四代半導(dǎo)體材料，金剛石材料具備高熱導(dǎo)率、高擊穿電場(chǎng)、高載流子遷移率、高載流子飽和速率和低介電常數(shù)等優(yōu)異的特性，滿足現(xiàn)代電子技術(shù)對(duì)高溫、高壓、高功率、高頻率以及抗輻射等惡劣條件的要求，已是業(yè)界公認(rèn)的“終極半導(dǎo)體材料”。（缺點(diǎn)：相關(guān)技術(shù)還未突破，暫時(shí)無法實(shí)現(xiàn)真正的商用，目前更多的只是作為襯底材料）

相關(guān)概念股（培育鉆石技術(shù)中CVD法應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)）：

1、中兵紅箭：全球培育鉆石+工業(yè)金剛石雙龍頭，高溫高壓+CVD并舉。

2、四方達(dá)：國(guó)內(nèi)CVD法培育鉆石技術(shù)儲(chǔ)備最先進(jìn)、擴(kuò)產(chǎn)力度最大、品質(zhì)最高的公司之一。

3、黃河旋風(fēng)：培育鉆石+工業(yè)金剛石雙龍頭之一，定增計(jì)劃已獲受理，加緊研發(fā)CVD大單晶和第三代半導(dǎo)體的開發(fā)和推廣。

4、國(guó)機(jī)精工：CVD法人造金剛石技術(shù)儲(chǔ)備多年，功能性金剛石核心技術(shù)引領(lǐng)者。

5、沃爾德：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的超硬刀具供應(yīng)商，公司在CVD金剛石的制備應(yīng)用方面已有超過15年積淀，培育鉆石已在線上、線下進(jìn)行銷售。

聲明：再好的邏輯也要配合市場(chǎng)熱點(diǎn)趨勢(shì)而為。以上僅為靜態(tài)整理之資料，不構(gòu)成投資建議；據(jù)此入市，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)！

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