¿Quién es el líder en semiconductores de tercera generación entre Sanan Optoelectronics, Roxia Technology y China Resources Microelectronics?
La reunión de académicos de las dos academias de ciencia y tecnología del fin de semana fue de muy alto nivel. Siete gigantes asistieron juntos y la transmisión de noticias tardó 20 minutos en transmitirse. Básicamente puede mostrar el estado actual de la política de innovación científica y tecnológica en nuestro país.
Resumiendo los discursos de los líderes, se puede concluir que la tercera generación de semiconductores y la ciencia de los materiales semiconductores serán el núcleo del problema actual. Es decir, la ciencia de arriba hacia abajo con visión de futuro y la ciencia básica de abajo hacia arriba deben llevarse a cabo juntas, y ambas manos deben ser fuertes.
¿Qué son los semiconductores de tercera generación?
La tercera generación hace referencia a los cambios en los materiales semiconductores, pasando de la primera y segunda generación a la tercera generación.
La primera generación de semiconductores está representada por el silicio (Si) y el germanio (Ge). En la actualidad, la mayoría de semiconductores se basan en silicio.
Los semiconductores de segunda generación están representados por el arseniuro de galio (GaAs) y el fosfuro de galio (GaP), que son los materiales de la mayoría de los equipos de comunicación en la era 4G.
Los semiconductores de tercera generación están representados por el nitruro de galio (GaN), el carburo de silicio (SiC), el óxido de zinc (ZnO) y el diamante, que son los principales materiales en la era 5G. Los productos basados en silicio tienen ventajas incomparables en aplicaciones de comunicaciones inalámbricas, electrónica automotriz, redes eléctricas, trenes de alta velocidad, comunicaciones por satélite, radares militares, aeroespacial y otros campos.
El GaN se suele utilizar en baja tensión, como pequeños electrodomésticos, especialmente cargadores, que son los más utilizados; el SiC se suele utilizar en alta tensión, como vehículos, estaciones base 5G, redes eléctricas, etc. En pocas palabras, las ventajas de los semiconductores de tercera generación son: resistencia a alto voltaje, resistencia a altas temperaturas, alta potencia, resistencia a la radiación, fuerte conductividad, velocidad de trabajo rápida y baja pérdida de trabajo.
Principales aplicaciones de los semiconductores de tercera generación
Las principales aplicaciones posteriores de los semiconductores de tercera generación son fuentes de alimentación de consumo, fuentes de alimentación industriales, fuentes de alimentación UPS, vehículos de nueva energía, inversores fotovoltaicos, etc. Según la situación de desarrollo actual, sus principales aplicaciones son la iluminación de semiconductores, los dispositivos electrónicos de potencia, los láseres y detectores, y otros cuatro campos. La madurez de la industria en cada campo es diferente.
1. Iluminación semiconductora. Entre los cuatro campos de aplicación, la industria de la iluminación de semiconductores es la que se ha desarrollado más rápido y ha formado una escala industrial de decenas de miles de millones de dólares. Los sistemas de materiales utilizados en la iluminación de semiconductores se dividen principalmente en tres tipos: GaN basado en zafiro, GaN basado en SiC y GaN basado en Si. Los productos de cada sistema de materiales corresponden a diferentes aplicaciones. Entre ellos, el GaN a base de zafiro es el sistema de material más utilizado y maduro. La mayoría de la iluminación LED se fabrica a través de este sistema de material. El costo de fabricación del GaN basado en SiC es relativamente alto, pero debido a su buena disipación de calor, es muy adecuado para fabricar dispositivos de iluminación de alta potencia y bajo consumo de energía. El GaN basado en Si tiene el costo de fabricación más bajo entre los tres sistemas de materiales y es adecuado para pantallas de bajo costo.
2. Alimentación de dispositivos electrónicos. En el campo de la electrónica de potencia, la aplicación de semiconductores de banda ancha acaba de comenzar, con un tamaño de mercado de sólo unos pocos cientos de millones de dólares estadounidenses. Su aplicación se concentra principalmente en el ámbito de los equipos militares de última generación y poco a poco se está expandiendo al ámbito civil. En términos de dispositivos de microondas, los dispositivos de microondas de alta frecuencia y alta potencia de GaN han comenzado a utilizarse en radares militares, armas inteligentes y sistemas de comunicación. En el futuro, se espera que los dispositivos de microondas GaN se utilicen en campos civiles, como las estaciones base de comunicaciones móviles 4G 5G. En términos de dispositivos de potencia, los campos de aplicación de los sistemas de materiales de GaN y SiC son diferentes. Los principales campos de aplicación de los dispositivos GaN basados en Si son el voltaje medio y bajo (200 × 1 200 V), como fuentes de alimentación conmutadas para portátiles, servidores de alto rendimiento y estaciones base, mientras que el GaN basado en SiC se concentra en campos de alto voltaje; (1 200 V), como generación de energía solar y vehículos de nueva energía, transporte ferroviario de alta velocidad, inversores de red inteligente y otros dispositivos.
3. Láseres y detectores. En el campo de las aplicaciones de láseres y detectores, los láseres basados en GaN pueden cubrir una amplia gama de espectro, lo que permite la fabricación de láseres azules, verdes y ultravioleta y la detección ultravioleta.
Los láseres violetas se pueden utilizar para crear discos ópticos de alta capacidad que pueden almacenar hasta 20 veces más datos que los discos Blu-ray. Además, los láseres violetas también se pueden utilizar para desinfección médica, fuentes de luz de excitación fluorescente y otras aplicaciones, con una capacidad de mercado total de 1.200 millones de dólares. Los láseres azules se pueden utilizar junto con los láseres rojos existentes y los láseres verdes de curado completo con frecuencia duplicada para lograr una visualización completa en color verdadero, lo que hace que la televisión láser se utilice ampliamente. En la actualidad, el valor de producción de los láseres azules y verdes es de aproximadamente 200 millones de dólares. Si se rompe el cuello de botella técnico, el valor de producción potencial alcanzará los 50 mil millones de dólares. Los detectores ultravioleta basados en GaN se pueden utilizar en alerta temprana de misiles, comunicaciones secretas por satélite, diversos monitoreos ambientales, detección química y biológica y otros campos, pero aún no se han industrializado.
4 aplicaciones más. En el campo de la investigación de vanguardia, los semiconductores de banda prohibida amplia se pueden utilizar en células solares, biosensores, medios de producción de hidrógeno a base de agua y otras aplicaciones emergentes. Actualmente, estas áreas calientes todavía se encuentran en la etapa de investigación y desarrollo de laboratorio.
Sanan Optoelectronics
La empresa fundó Sanan Integrated en mayo de 2014 para diseñar semiconductores compuestos y construir líneas de producción de obleas epitaxiales de GaAs y GaN, así como GaAs y GaN adecuados para el mercado de las comunicaciones. Líneas de producción de chips semiconductores, etc. En diciembre de 2017, Sanan Optoelectronics fundó Quanzhou Sanan Semiconductor para expandir su negocio de semiconductores compuestos e invirtió 33.300 millones de yuanes en la construcción de 2 proyectos de obleas epitaxiales LED y 5 proyectos de semiconductores compuestos. En 2020, la empresa invirtió conjuntamente en un proyecto de SiC en Changsha, que cubre la cadena industrial de crecimiento de cristal, producción de sustrato, crecimiento epitaxial, preparación de chips y embalaje, con una inversión total de 16 mil millones de yuanes. En la actualidad, el proyecto Changsha SiC está relativamente lleno de pedidos y se espera que contribuya con ingresos en el segundo y tercer trimestre de este año. Se prevé que la capacidad de producción integrada de GaN de Sanan sea de 4 pulgadas y 2000 piezas por mes, y continuará invirtiendo; en 6 pulgadas en el futuro.
Punto de interés principal: sic
El SiC tiene un umbral muy alto. Está en la lista de embargo chino-estadounidense y su eficiencia de producción es mucho menor que la del zafiro. El sustrato de cristal que se agota tarda un mes. La capacidad de producción es de 20 a 50 piezas. No hay muchos actores nacionales y la capacidad nacional no tiende a excederse.
Desde el punto de vista de la demanda, Tesla utiliza alrededor de dos tercios de las obleas de silicio de 6 pulgadas, unas 140 obleas. Según la tasa de crecimiento de los vehículos eléctricos, la demanda debe superar la oferta. están en aumento. Los dispositivos de potencia de SiC ahorran más energía y hacen que el compresor sea más pequeño. Además, a medida que los costos disminuyan, los escenarios futuros seguirán ampliándose.
Desde un punto de vista técnico, no hay mucha diferencia entre China y Estados Unidos. Ambos son campos emergentes. Cree ha logrado las 6 pulgadas y el objetivo es las 8 pulgadas. Cree cree que las 8 pulgadas se alcanzarán en 2 años. Sanan actualmente tiene un modelo de 6 pulgadas y aspira a fabricarlo en 2 o 3 años; los clientes de Cree están más dispuestos a probar en nuevos campos. Sanan es una oportunidad. Si el país quiere seguir el desempeño de Tesla, debe utilizar SiC.
Luxiao Technology
Luxiao Technology comenzó a ingresar oficialmente a esta industria hace tres años. Inicialmente desarrolló equipos de carburo de silicio con empresas centrales. La compañía anunció que había cooperado con el Gobierno Popular de. Condado de Changfeng, Hefei El gobierno del condado de Hefei Changfeng invirtió conjuntamente en la construcción de un semiconductor de potencia de tercera generación: parque industrial de carburo de silicio, que incluye investigación y desarrollo y producción de crecimiento de cristales de carburo de silicio, producción de sustratos, crecimiento epitaxial, etc. Se estima en 10 mil millones de yuanes.
El año pasado, se contrató al profesor Chen, la primera persona en investigación y desarrollo de carburo de silicio en China. Hay alrededor de 700 pedidos disponibles para el desarrollo de equipos y se están llevando a cabo más negociaciones con clientes nacionales y extranjeros. Se realizaron 2-3 rondas de iteraciones técnicas. El edificio de la fábrica se cerró el 15 de marzo, el equipo se instalará el 15 de mayo y la primera fase se iluminará el 30 de junio. Se lanzarán miles de productos antes de fin de año.
Lo más destacado de Luxiao Technology es la comparación de equipos con países extranjeros. La razón principal es que los equipos son la fortaleza de China. No solo el precio es mejor que el del extranjero, sino también el 90% de los repuestos. El tiempo está localizado y las piezas individuales deben comprarse en Europa. Los equipos de carburo de silicio generalmente los diseña y ensambla uno mismo y no los vende al mundo exterior. Dado que la empresa se dedica principalmente a fabricar equipos, Tianke Heda, Northern Huachuang y Jingsheng Electromechanical los venden.
Ventajas en comparación con otros competidores: 1. El equipo y el proceso se combinan y se pueden sinergizar 2. El proceso es similar a otros domésticos de 6 pulgadas, y el proceso desde el laboratorio hasta la industrialización será más corto; 3. Changjingliang La tarifa es ventajosa.
Verificación de muestra de entrega de sustrato: la certificación estándar posterior se completó el año pasado y luego la producción de prueba comenzó el 30 de septiembre. La fábrica de dispositivos tendrá una certificación a nivel de vehículo, que requiere un cierto rendimiento y una cierta escala cada mes Se necesitan 3 -Certificación en junio.
China Resources Micro
La empresa es el mayor proveedor de IDM de semiconductores de potencia de China y adopta un modelo de operación de diseño y fundición. En términos de dispositivos de potencia de carburo de silicio, la compañía ha lanzado y producido en masa productos de las series SiC BS de 650 V y 1200 V de 6 pulgadas, y ha completado el diseño, el desarrollo del proceso y la producción de muestras de una nueva generación de productos SiC BS. En términos de nitruro de galio sobre dispositivos de energía de silicio, los parámetros estáticos del dispositivo de nitruro de galio sobre silicio de 650 V desarrollado independientemente por la compañía han alcanzado el nivel de las muestras de referencia extranjeras.
Lo interesante de China Resources Micro es que está respaldado por una empresa estatal y tiene excelentes capacidades de investigación. Además, su modelo de negocio IDM deja mucho espacio para el juego de costos.