第三世代半導体の値上がり：ホット産業チェーンの投資による生産拡大の潮流

第三世代半導体はここ二年半導体圏内熱詞である。テスラModel 3インバータが次第に炭化ケイ素素子を採集し、国産携帯電話ブランドが窒化ガリウム充電器を採用するにつれて、第三世代半導体の応用規模が加速しています。

6月17日、資本市場で第3世代半導体の概念が値上がりした。この日の終値において、Wind第3世代半導体指数は10.83%上昇し、光電子株価は20.1%上昇し、華潤は19.13%上昇し、揚傑科技は12.68%上昇し、三安光電、乾照光電、北方華創など多くの株が上昇した。

TrendForce集邦諮問は21世紀の経済報道記者に対し、2018年から2020年までの第3世代半導体産業は中米貿易摩擦、疫病などの影響を受けつつあり、全体の市場成長力が足りないため、成長が圧迫され続けていると語った。自動車用、工業用、通信需要に助けられ、2021年には第3世代半導体の成長運動が急速に回復する見込みです。この中で、窒化ガリウムのパワーデバイスの成長力が最も顕著で、今年の市場規模は6100万ドルに達し、年率は90.6%に達すると予想されています。

新インフラ推進ニーズ爆発

この分野は一般的には第三世代半導体と呼ばれていますが、実際には材料レベルの更新を指しています。第一世代、第二世代半導体とは代替関係ではなく、補完関係を形成しています。

具体的には，第一世代半導体材料はシリコン（Si）とゲルマニウム（Ge）を主とし，CPUプロセッサなどの集積回路で主に使われる材料である。第二世代半導体はヒ素化ガリウム（GaAs）、リン化インジウム（InP）などを含み、携帯電話で使用されているキー通信チップはこれらの材料で作られている。

第三世代半導体材料は主に炭化ケイ素（SiC）、窒化ガリウム（GaN）、酸化亜鉛（ZnO）、ダイヤモンド、窒化アルミニウム（AlN）に代表される広い禁止帯半導体材料である。通信、自動車、高速鉄道、衛星通信、航空宇宙などの応用シーンで優勢があります。その中で、炭化ケイ素、窒化ガリウムの研究と発展はもっと成熟しています。

現在のところ、第三世代半導体の熱さは、主に2つの側面の力で推進されています。まず、応用シーンの需要です。特に国内の新インフラの推進の下で、5 G通信、新エネルギー自動車、航空宇宙飛行などの分野は新たな成長点となり、新材料の使用量も新たな爆発期に入ります。しかし、第三世代半導体は革命的な転覆技術ではないが、応用市場は巨大であることが指摘されている。

第二に、現在の半導体の自社産業チェーンの製造は一刻も猶予できないが、現在は第三世代半導体の部品を使って、量産のプロセスは先進制程ではないので、「ネック」のボトルネックが小さく、より包囲を突破しやすく、海外企業と肩を並べる機会があり、中国半導体産業の突破のチャンスとも見なされている。ある業界関係者は21世紀の経済報道記者に対し、第二世代半導体の先進的な製造工程で使われる材料の複雑さと純度の要求はいずれも高いと指摘しました。

「第三世代半導体産業発展報告（2020）」の統計データによると、2020年、中国の第三世代半導体の全体の生産額は7100億を超え、その中で電力電子とマイクロ波無線周波数は持続的に増加している。

電気電子応用において、新エネルギー自動車応用の強力な牽引のもと、2020年には国内の炭化ケイ素、窒化ガリウム電力電子デバイス市場規模が前年同期比90%増加した。同時に、2020年には、PDの充電市場が爆発し、国内の携帯電話メーカーと電気メーカーは数十種類の窒化ガリウムの新製品を発売し、同時にペンの電気メーカーも続々と進出しています。

無線周波数応用では、5 G基地局建設がキー駆動力である。2020年の3大事業者は、国内の窒化ガリウムマイクロ波無線周波数デバイス市場の需要を前年同期比57.2%増の80万基5 G基地局の建設を完了すると発表した。

光電子応用については、Mini-LEDの規模の商業化応用がすでに始まっており、将来は家庭シーンに入る。Micro LEDのキー技術は持続的に突破していますが、規模の産業化応用にはまだ時間がかかります。新冠の疫病の発生は紫外LED業界の動力を創造しました。「十四五」期間の年間複合成長率は41%に達する見込みです。

国内の立地企業は100社を超える

市場の駆動の下で、国内企業は次から次へと第3世代の半導体の配置を強化して、そして生産を拡大して、例えば天科の合達、同光の結晶、納維の科学技術、泰科の天潤、中電科の55所、三安の光電などは次から次へと生産を拡大します。

生産能力の供給については、ウェハ工場も続々と生産を拡大しており、集邦諮問によると、SiCデバイスの部分は、通信及び電力分野でこの基板を使用するため、6インチウェハの供給量が逼迫しており、2021年のSiCデバイスの電力分野での収入は6.8億ドルに達すると予想され、年間32%増加している。現在、各基板メーカーは、コリン（CREE）、弐陸（III-VI）、イタリア半導体など、8インチ型基板開発計画を続々と展開しているが、2022年後には、供給困難が徐々に緩和される可能性がある。

同時に、伝統的な半導体企業も第三世代半導体を積極的に配置しており、代表企業は華潤微、聞泰科技、スター半導体、比亜迪、賽微電子などがあります。

亜化コンサルティングが不完全な統計によると、ここ数年、国内に第3世代半導体産業を配置している企業は百社を超えており、2021年5月に契約した第3世代半導体関連プロジェクトは5社近くに達している。

半導体投資家によると、現在見ている第三世代半導体プロジェクトのほとんどの評価値は非常に高いですが、業務量から見ても、特に評価値と一致していないので、いくつかの機構の配置が早く、例えば4～5年前から部門が始まっても、いい見返りがあります。

第三世代半導体は魅力的な潜在力を持っていますが、まだ発展初期にあり、チップデザイン業界の人は21世紀の経済報道記者に分析しました。第三世代半導体の成熟化にはまだ時間が必要で、設計などの産業チェーンの生態が第三世代半導体に転向するのを見ていません。これは業界全体の生産コスト、価格などに関連しています。商業化にはプロセスが必要です。

市場調査機関Yoleデータによると、Cree Wolfspeed、ROHM、Infineon、Mitsbishi、STの5社がSiCパワー半導体の80%のシェアを占め、EPC、Transphorm、GaN system、Infineonの4社が合計してGaNパワー半導体の90%の市場シェアを占め、住友電工、Cree WolfspeedとQorvoの3社は合計でGaNの無線周波数の85%のシェアを占めています。海外企業に比べ、国内ではまだ差があり、国産化の水準が低く、低水準で建設を繰り返す現象がある。

もう一方、国内でも技術、産業チェーンの革新が続いています。窒化ガリウム関連の特許を例にとると、知恵芽データによると、第三世代半導体-窒化ガリウムの関連特許は世界全体で15439件で、そのうち、中国での申請量は41730件で、第一位となっています。

全体的に見ると、第三世代半導体は部分的な電力デバイスに取って代わられ、集積回路産業でより多くのシェアを占めるかどうか、市場ニーズや産業チェーンのさらなる発展を観察する必要がある。