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第三代半導體材料并非彎道超車,炒作之嫌需避免

日期:2020/9/16 9:26:30
摘要:目前,歐美科技公司要么采用 IDM 模式自己設計、自己制造,比如英特爾、TI 等,要么找臺積電流片,比如 AMD、英偉達、蘋果等。鮮有主動找本土晶圓大廠流片的,只有高通在被相關單位反壟斷調查后,把部分訂單交給本土晶圓大廠,此舉令張忠謀感到震驚,認為政治因素壓倒商業因素。

目前,本土晶圓大廠與臺積電在技術水平上的差距是非常明顯的。

就市場份額來說,臺積電的市場份額超過 50%,而本土晶圓大廠的市場份額大約是臺積電的十分之一。

在技術水平上,本土晶圓大廠也和臺積電這樣的大廠有一定差距。目前臺積電 7nm 工藝早已量產,正在研發 5nm 工藝,而本土晶圓大廠剛剛掌握 14nm 工藝,正在研發 10/12nm 工藝。

目前,歐美科技公司要么采用 IDM 模式自己設計、自己制造,比如英特爾、TI 等,要么找臺積電流片,比如 AMD、英偉達、蘋果等。鮮有主動找本土晶圓大廠流片的,只有高通在被相關單位反壟斷調查后,把部分訂單交給本土晶圓大廠,此舉令張忠謀感到震驚,認為政治因素壓倒商業因素。

面對這種情況,有觀點認為應該發展第三代半導體材料彎道超車。一些證券機構的分析文章甚至給相關企業發鼓手文章,有炒股價的嫌疑。

鐵流認為,這種觀點是不可取的。

半導體材料發展至今已歷三代。

第一代半導體材料以鍺和硅為代表,被廣泛運用于集成電路制造領域,比如現在大家電腦和手機中的 CPU 和 GPU 就是采用硅材料制造的,美國硅谷也因“硅”而得名。

第二代半導體材料以砷化鎵、磷化銦為代表,主要應用于以光發射器件為基礎的光顯示、光通信和光存儲等光電子系統,比如高通最近就打算讓自家的射頻芯片采用砷化鎵材料。

第三代半導體材料則以氮化鎵、金剛石、碳化硅等為代表,氮化鎵化學性質非常穩定,具有有寬的帶隙、強的原子鍵、高的熱導率、耐腐蝕等優點,熔點高達 1700 攝氏度,擊穿電壓高,抗輻射能力強。

誠然,在軍工等對成本不敏感的領域,第三代半導體材料已經被運用,比如國產新銳裝備上就搭載了采用氮化鎵元器件的雷達。但在民用市場,第三代半導體材料市場前景有限。一方面是因為成本問題,用第三代半導體材料過于昂貴,另一方面,基于第三代半導體材料的特性,在功率器件等方面優勢明顯,在光電子和高頻微波器件等方面具有應用潛力,但在邏輯器件上相對于硅而言是沒有任何性價比的。在硅材料成本低廉且產業鏈成熟的情況下,商家沒有動力去使用新材料。事實上,即便是民用器件,一些商家也都在玩“材料降級”,比如一些公司就把原本采用第二代半導體材料砷化鎵的射頻芯片換成 SOI 工藝以降低成本。

總之,就氮化鎵等第三代半導體材料而言,在功率器件等方面可以去試一試,但在邏輯器件方面,從技術成熟度、產業成熟度、性價比等多個方面來看,暫時看不到徹底淘汰硅材料的新選擇。就軍用等對性能有較高要求,且成本不敏感的特定行業而言,氮化鎵材料是必然的選擇,而且相關企業還有一整套完整生產線,不會受外部因素的影響。但就民用市場而言,一些企業可以試一試,摸著石頭過河,但過度炒作第三代半導體材料,甚至借用官方發展第三代半導體材料的消息誤導大眾新材料將會徹底淘汰硅材料進而顛覆整個行業,并以這種基調去給相關企業炒股價,就不太合時宜了。

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