【导读】8月26日，安徽格恩半导体有限公司氮化镓激光芯片产品发布会圆满举行。本次格恩半导体共发布了十多款令人期待的氮化镓激光芯片产品，包括蓝光、绿光及紫光等系列，这些产品关键性能指标已达到国外同类产品的先进水平，充分展示了格恩半导体在氮化镓激光芯片领域的超强技术实力和国内领先水平，并将有力促进国内氮化镓激光全产业链的蓬勃发展。
据了解，氮化镓半导体激光器具有体积小、寿命长、效率高等优点，波长范围覆盖可见光和紫外波段，应用场景包括激光显示、工业加工、激光照明、激光通讯、激光医疗等众多领域，近年来总体市场需求呈现较高的复合增长趋势，由于氮化镓激光技术壁垒较高，长期被国外少数企业垄断，我国企业需求全部依赖进口。
近年来，格恩半导体集中优势资源力量，凭借在化合物半导体、尤其是氮化镓材料领域丰富的研发和生产经验，攻克了一系列技术难点，成为国内首家可以规模量产氮化镓激光芯片的企业。目前，格恩半导体已具备覆盖氮化镓激光器结构设计、外延生长、芯片制造、封装测试全系列工程技术能力及量产制造能力，拥有国际领先的半导体研发与量产设备500余台，以及行业先进的产品研发平台和自动化生产线。
本次发布会的举办，意味着我国在氮化镓激光芯片领域已真正实现突破，打破了被国外企业长期垄断的局面，填补了国内氮化镓激光芯片产业化空白，在我国半导体激光器的发展史上具有里程碑的意义。这是安徽企业在解决“卡脖子”难题中，勇挑重担、创新发展的一个缩影；更是六安市落实省委省政府制造强省战略，加快现代化美好安徽建设的生动实践。
“后来者居上”的第三代半导体材料氮化镓
众所周知，第一代半导体材料代表是硅，主要解决数据运算、存储的问题；第二代半导体材料以砷化镓为代表，它被应用到于光纤通讯，主要解决数据传输的问题；而第三代半导体，除了碳化硅，就是近几年声名鹊起，后来者居上的“氮化镓”了。
氮化镓作为第三代半导体材料的前沿代表，与前代半导体材料相比，多项指标有显著提升。氮化镓是氮和镓的化合物，需要由人工合成，结构类似纤锌矿。
从特性上来看，作为时下新兴的半导体工艺技术，氮化镓具有超越硅的多种优势。与传统的硅材料相比，氮化镓(GaN)具有禁带宽度大、击穿电场强、导通电阻低、电子迁移率高、转换效率高、热导率高、损耗低等优点。
在早期，氮化镓广泛运用于新能源汽车、轨道交通、智能电网、半导体照明、新一代移动通信等。随着技术突破，成本逐渐得到控制，目前氮化镓还被广泛运用到消费类电子等领域，上文提到的充电器便是其中重要的一项。
随着相关技术不断取得突破，未来，氮化镓不再局限于快充等消费电子市场，可广泛应用于通信、计算机、汽车电子、航空航天、国防军工等传统产业领域。
氮化镓器件有望持续放量
第三代半导体材料凭借其优越性、实用性和战略性，被许多发达国家已经列入国家计划，进行全面部署，包括氮化镓在内的器件将成为发展主流。
氮化镓产业链一般划分为上游的材料即衬底和外延片、中游的器件和模组、下游的系统和应用。从各环节来看，欧美日企业发展较早，技术积累、专利申请数量、规模制造能力等方面均处于绝对优势。
我国在自主替代大趋势下，目前在氮化镓产业链各环节均有所涉足，在政策支持下已在技术与生产方面取得进步，产业结构相对聚焦中游，多家国内企业已拥有氮化镓晶圆制造能力。
此外，5G通讯的革命性转变重塑了射频技术产业，也为我国氮化镓器件带来重大的市场机遇。5G通讯基站是氮化镓市场主要驱动因素之一，氮化镓射频器件主要应用于无线通讯，占比到达49%。氮化镓材料耐高温、高压及承受更大电流的优势使得射频器件应用在5G基站中更加合适。随着国内5G基站覆盖率不断上升，对氮化镓射频器件需求将更大。
此前，通过性能优化、产能提升、成本控制之后，我国氮化镓在消费电子领域逐渐站稳了脚跟，成为主要驱动力。未来，随着下游新应用规模爆发，以及氮化镓衬底制备技术不断取得突破，氮化镓器件有望持续放量，将成为降本增效、可持续绿色发展的关键技术之一。
氮化镓加速“上车”
产业链公司积极入场
近日，氮化镓功率半导体全球领导厂商GaN Systems宣布与安世博策略结盟，或将推动氮化镓功率器件加速“上车”。华润微、海特高新、晶方科技等对此均有布局。
氮化镓“上车”作为一个方兴未艾的市场，产业链公司华润微、海特高新、晶方科技等纷纷布局。
华润微的主营业务可分为产品与方案、制造与服务两大业务板块，产品与方案业务板块聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域，制造与服务业务主要提供半导体开放式晶圆制造、封装测试等服务。2022年，华润微营业收入为100.60亿元，归母净利润为26.17亿元，主营业务毛利率达36.87%。
在第三代宽禁带半导体方面，公司主要以中高端应用推广为主线，2022年碳化硅和氮化钾产品营收同比增长324%。氮化镓产品方面，公司2022年收购了大连芯冠科技有限公司，其能提供650V/900V多规格的氮化镓器件产品，电源功率的应用覆盖几十瓦到几千瓦范围，产品主要应用于电源管理、太阳能逆变器、新能源汽车及高端电机驱动等科技产业。
海特高新拥有国际一流、国内领先的第二代/第三代半导体工艺制造生产线，可提供高性能芯片及集成电路产品。2022年，公司营业收入为9.10亿元，同比增长7.44%；扣非后归属于上市公司股东的净利润为3813.36万元，同比增长127.83%。
在高性能集成电路设计与制造领域，海特高新已建成由国家发改委立项建设的国内首条6英寸化合物半导体商用生产线，芯片制程涵盖砷化镓、氮化镓、碳化硅，应用覆盖微波射频及电力电子领域。
公司在5G基站功放芯片，氮化镓快充芯片，碳化硅充电桩芯片性能上处于国内领先地位，并发布了自动驾驶汽车激光雷达5G毫米波芯片工艺制程，发布了适用于新能源充电桩高效电能转换的碳化硅功率芯片制程。
晶方科技主要专注于传感器领域的封装测试业务，拥有多样化的先进封装技术，同时具备8英寸、12英寸晶圆级芯片尺寸封装技术规模量产封装线，涵盖晶圆级到芯片级的一站式综合封装服务能力。2022年，公司实现营业收入11.06亿元，实现营业利润2.58亿元，归母净利润2.28亿元。
公司通过并购以色列VisIC公司，推进“苏州市产业技术研究院车规半导体产业技术研究所”的设立与运营发展，大力拓展布局车用高功率氮化镓技术，并充分利用自身先进封装方面的产业和技术能力，为把握三代半导体在新能源汽车领域的产业发展机遇进行技术与产业布局。
根据Yole预测，2020年全球氮化镓功率器件市场规模约为4600万美元，预计2026年可达11亿美元，2020-2026年年均复合增长率有望达到70%。
来源：贤集网
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