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从蓝宝石的成功看SiC、GaN第三代半导体材料的中国机会李星最近一段时间半导体行业的热门话题，就是那个连涨板数最多的半导体界“茅台”，斯达半导。年2月4日，一家浙江嘉兴的民营企业——斯达半导在上交所主板上市，之后连续拉了21个一字涨停，股价翻了近10.5倍。斯达半导主要从事IGBT模块的研发、生产和销售。IGBT的英文全名叫InsulatedGateBipolarTransistor，中文叫绝缘栅双极型晶体管，它兼具了传统的BJT（双极结型晶体管）和MOSFET（金氧半场效晶体管）的特性，是一个创新型的产品，具有开关速度高、输入阻抗高、损耗低、控制功率小、驱动电路简单等优点，所以它可以被应用于高压、大电流、高速等领域，是最理想的开关器件。长期以来，IGBT的技术主要来被国外垄断，主要因为这个领域的进入有较高的门槛，核心是IGBT模块中的IGBT芯片，要求芯片在极端环境中长时间，高频率的工作，它的性能对于整体器件的稳定性至关重要。而最新的消费级IGBT芯片开关电源芯片，将大规模采用第三代宽禁带半导体来制作，因此以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表第三代半导体材料越来越受到市场重视，同时为了应对未来中国国内市场大力度投资，全球产业界也对第三代半导体材料市场加快了整合速度。事实上，对于碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)材料应用，产业界都已经有了较清晰的认识，甚至中、美厂商已经把它普及到了普通电子消费品领域。前段时间OPPO、小米就采用了美国公司的氮化镓(GaN)主控开关芯片产品来做快充充电头。自然界，碳化硅(SiC)是存在的，但氮化镓(GaN)几乎全部来自人工合成。在非半导体行业，中国不但是碳化硅(SiC)最重要的生产国，也是最重要的消耗国。碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好在功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料、珠宝行业，合成碳化硅(SiC)粉，都有着庞大的应用市场。在半导体应用行业，所指的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)都是指单晶材料，生产方式也是现代化的长晶炉来完成。批量量产单晶碳化硅(SiC)主要由前苏联六、七十年代利用蓝宝石长晶炉研发出来，本来也是在军事领域为替代蓝宝石才开始的，后来市场上开始利用单晶碳化硅(SiC)来制作各种消费类宝石。而氮化镓(GaN)则主要是日本利用其研发出了高效LED，并在近十几年来为全球节能减排做出了重要技术贡献。在电子行业中，氮化镓(GaN)LED的产能扩大，让其TFTLCD显示器背光源中得到快速普及，从而加快了替代CRT的速度。事实上，碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)材料最早应用在电子行业，都是在LED领域，利用碳化硅(SiC)材料来制作LED，甚至可以早到年。然而让两者在电子行业中发扬光大的，却是当时的美苏军事竞赛时期，双方利用单晶碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)材料制作各种功率器件，来提升太空航具和潜艇的能源转换效率。其中核动力电池领域应用最为广泛，同时也为后来电子行业大规模使用这类材料，积累了大量的设计工艺与量产经验。而中国市场利用单晶碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)材料，主要是受益于改革开放后的消费类珠宝代工市场爆发，以近二十年来中国太阳能光伏产业的繁荣。为了配合这两产业的发展，靠近温州珠宝与小商品加工集散中心的浙江地区，部分开始利用当地小机械产能优势，切入到材料长晶环节，典型的就是天通与露笑。说到长晶环节，前几年让中国人长面子是一件大事是苹果与GT的蓝宝石风波，最后苹果不得不把GT所生产的约两千个炉子拉到了中国境内，最后由中国厂商完成了后续的整合工作。而苹果自从那以后，一直大量采购天通和露笑生产的蓝宝石晶体来制作各种防护镜片，也正面认可了两家公司在蓝宝石晶体光学性能方面的成就。可以说，蓝宝石产能除了在前苏联、美国、日本得以大规模实现量产外，中国则是把蓝宝石长晶规模和蓝宝石消费应用最为完善的国家。跟前面提到的碳化硅一样，蓝宝石也常被中国国内厂商拿来制作消费类珠宝及研磨磨料。而在半导体制造领域，天通和露笑均表示有介入晶圆厂测试硅片长晶环节，天通还是业界最重要的测试硅片供应商，同时也在研发芯片硅长晶设备与材料生产。同时天通和露笑也都有介入到单晶碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)材料长晶环节，包括长晶设备和长晶产能部署，其中天通碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)的长晶设备和单晶材料，都有在市场上开始推广。由于天通和露笑在蓝宝石长晶在市场上成功逆袭，所以对于两家进入到碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)长晶领域，业界原有供应商都抱有了十分警惕的态度。一是怕两家的产能扩张速度过快，导致行业产能近剩；二是怕两家的产能充分释放出来后，在行业里形成事实的低价格垄断现象，不利于高价单晶市场的发展。事实上，目前大多数的IGBT芯片厂商，还很少采用碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)的抛光片来生产，而是直接在硅片上通过MOCVD外延片工艺直接线上制作，由于中国目前LED产能十分集中，而且可以低价生产MOCVD设备，所以中国国内也拥有了全球半数以上的MOCVD设备在运行。如果通过工艺调整，让这些设备都可以兼容碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)单晶外延工艺的话，那么全球最大的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)产能还是在中国境内，介于LED芯片领域，三安光电等中国芯片厂商的低价已经让全球市场难以应对，那么未来这些厂商的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)产能，也同样让全球业界十分警惕。而除了三安光电在近两年大规模投资了碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)的外延产能外，前段时间在股市上同样呼风唤雨的康佳，能够打破自己长期转型不成功印象的事件，除了那个营收几乎可以忽略不计的存储芯片业务外，实际上大家更

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