LED产业新趋势：宽禁带半导体,军事和节能产业的核心

LED产业新趋势：宽禁带半导体,军事和节能产业的核心

       宽禁带半导体是尖端军事和节能产业的核心:相比于Si和GaAs材料,以GaN、SiC为代表的宽禁带半导体凭借击穿电场强度高、饱和电子迁移率高、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强等特点,能够大幅提升电子器件的高压、高频、高功率工作性能,在军事、新能源、电动汽车等领域应用前景巨大。  
        LED之外,宽禁带半导体功率器件开始崭露头角:目前GaN和SiC最大的应用领域为LED行业,形成了100亿美元的市场;除此之外,近两年在微波功率器件和电力电子器件领域开始走向商业化,我们认为未来两年GaN和SiC功率器件市场将开始快速发展,潜在市场容量超过300亿美元,未来将在军事设备、光伏逆变器、电动汽车等领域开始逐步替代Si和GaAs功率器件;    GaN是微波器件的首选,在军事领域将大展拳脚:GaN适用于高频大功率应用,是微波器件最为理想的材料,其功率密度是现有GaAs器件的10倍,将成为下一代雷达技术的标准,美军干扰机和“宙斯盾”驱逐舰的相控阵雷达开始换装GaN产品,军用市场将在未来几年推动GaN微波器件的快速发展。
        电力电子领域宽禁带半导体能够降低50%的电力损耗,SiC适用于1200V以上高压应用,GaN适用于中低压高频应用:    SiC单晶制备工艺相对成熟,同质外延易于制备纵向结构的器件提高耐压性能,商业化的SiC器件耐压在600~1200V,适用于风力发电、铁路机车、电网等大功率应用;    GaN异质外延缺陷密度较大,目前只能制备横向结构的器件,耐压性能提升较为困难,但是GaN-on-Si成本较低,加之LED行业存在大量MOCVD外延设备可以共用,未来有望快速降低成本,广泛应用于UPS、光伏逆变器、电动汽车等领域。
        民用领域商业化加速,国内企业开始切入:2013PCIM和ICSCRM数家企业推出6寸SiC晶圆、SiC功率器件和600VGaN功率器件产品,2014年开始都将步入量产阶段,显示出SiC和GaN功率器件在民用市场的商业化进程开始加速,而国内企业也开始切入这一领域。
        SiC的难点在于单晶制备,国内从事SiC晶圆生产的主要包括山东天岳和天富热电,山东天岳已开始对外销售2~4英寸SiC晶圆,6寸晶圆将于2015年开始量产;    GaN的难点在于外延生长,LED龙头三安光电已经完成GaNHEMT功率器件的试制,进入样品测试阶段。GaN功率元器件的外延制程同LED相近,并且对外延品质要求更高,LED芯片龙头企业如三安光电、德豪润达等凭借在LED外延方面的技术领先,未来在GaN功率器件领域也将占得一席之地,打开新的利润增长空间。