Defense Military Industry depth Report: Third Generation Semiconductors, Energy Conversion Chain “Green Core” Materials

Principaux points de vue:

Les semi – conducteurs de troisième génération réduisent efficacement les pertes d’énergie

Les semi – conducteurs de troisième génération se réfèrent principalement au Nitrure de gallium et au carbure de silicium, à l’oxyde de zinc, à l’oxyde d’aluminium, au diamant et à d’autres semi – conducteurs à large bande, qui sont généralement caractérisés par un champ électrique de rupture élevé, une conductivité thermique élevée, une mobilité élevée, une vitesse électronique saturée élevée, une densité électronique élevée et une grande puissance.

Les semi – conducteurs à large bande répondent aux besoins d’économie d’énergie dans les domaines de l’électronique de puissance, de l’optoélectronique et des radiofréquences micro – ondes. Dans le domaine de l’électronique de puissance, le dispositif de puissance au carbure de silicium peut réduire la consommation d’énergie de plus de 50% et l’équipement de plus de 75% par rapport au dispositif au silicium, ce qui améliore efficacement le taux de conversion de l’énergie. Dans le domaine de l’optoélectronique, le Nitrure de gallium présente les avantages d’une grande efficacité de conversion photoélectrique et d’une bonne capacité de dissipation de chaleur. Il convient à la fabrication de dispositifs d’éclairage à faible consommation d’énergie et à haute puissance. Dans le domaine des radiofréquences, les dispositifs RF Gan présentent les avantages d’une grande efficacité, d’une densité de puissance élevée et d’une large bande, ce qui conduit à des équipements à haut rendement, à économie d’énergie et à faible volume.

Les nouveaux marchés de l’énergie et des communications créeront des milliards de marchés pour les semi – conducteurs de troisième génération

Par rapport aux matériaux semi – conducteurs de première et de deuxième génération tels que si, GaAs, etc., le carbure de silicium (sic) et le Nitrure de gallium (Gan) ont les avantages d’une tension de rupture élevée, d’une largeur de bande interdite, d’une conductivité thermique élevée, d’un taux de saturation élevé des électrons et d’une mobilité élevée des porteurs. Ils sont d’excellents matériaux pour la fabrication de dispositifs à haute fréquence, à haute température et anti – rayonnement. Par rapport aux dispositifs SBD à base de silicium, les dispositifs SBD à base de carbure de silicium présentent des caractéristiques de haute tension, de haute température et de faible perte. Dans le domaine des dispositifs MOSFET, les dispositifs MOSFET à base de carbure de silicium présentent des caractéristiques de faible perte, de faible résistance à la conduction et de haute tension par rapport aux dispositifs IGBT à base de silicium.

Le substrat de carbure de silicium peut être fabriqué en substrat semi – isolant et en substrat conducteur. Dans le domaine des appareils électriques, les dispositifs en carbure de silicium peuvent réduire considérablement la consommation d’énergie et résister à haute tension et à haute fréquence. Ils sont largement utilisés dans les véhicules électriques / piles de charge, les nouvelles énergies photovoltaïques, le transport ferroviaire et le réseau intelligent. En 2025, l’échelle du marché dépassera 10 milliards de RMB; Dans le domaine des dispositifs RF, la haute conductivité thermique du carbure de silicium peut répondre aux exigences de la communication 5G en matière de haute fréquence et de capacité de traitement de haute puissance, et l’échelle du marché dépassera 10 milliards d’ici 2025.

Le côté coût reste un facteur clé dans la prise en compte des applications à grande échelle des semi – conducteurs de troisième génération

Le coût du carbure de silicium est toujours élevé en raison de la vitesse de cristallisation, de la difficulté de traitement et de la densité des défauts.

Selon les données d’enquête de la Casa, le prix des dispositifs électroniques de puissance SIC a encore diminué d’une année sur l’autre en 2020, mais l’écart entre le prix de transaction réel de certains dispositifs et celui des dispositifs si de même spécification a été réduit à 2 – 2,5 fois. À l’heure actuelle, les principales méthodes de réduction des coûts sur le marché sont l’élargissement de la taille des plaquettes, l’amélioration de la technologie des cristaux longs de carbure de silicium et l’amélioration de la technologie des tranches, etc., et la différence de prix devrait encore diminuer à l’avenir.

La valeur du substrat et de l’extrémité épitaxique est élevée, l’hétérodyne chinoise est petite, ou le dépassement de virage peut être réalisé

Selon casaresearch, dans la chaîne industrielle des semi – conducteurs de troisième génération, le coût du substrat représente 47% du coût total de l’appareil, le coût de l’épitaxie 23% du coût total de l’appareil, et le coût total des deux est d’environ 70%. Il s’agit de la partie la plus précieuse du processus de moulage de l’appareil au carbure de silicium. En revanche, la valeur totale du substrat et de l’épitaxie des plaquettes de silicium de 12 pouces est d’environ 11%, de sorte que le substrat et l’épitaxie du carbure de silicium ont une valeur d’investissement plus élevée.

En ce qui concerne la structure de la concurrence, du point de vue de la répartition des activités, de la répartition des brevets, de la rentabilité, de la force technique et de l’environnement de développement des entreprises au pays et à l’étranger, les entreprises chinoises n’ont commencé qu’un peu en retard, avec un écart minimal. Étant donné que l’ensemble de l’industrie en est au début de l’industrialisation et bénéficie du niveau technologique et de la position de leader mondial de l’échelle industrielle des industries émergentes telles que les communications 5G et les nouvelles énergies en Chine, l’énorme espace de marché d’application des dispositifs en carbure de silicium en Chine continuera de stimuler Le développement rapide de l’industrie des semi – conducteurs en amont, et les fabricants chinois de carbure de silicium devraient devenir des entreprises compétitives à l’échelle internationale.

Conseils en matière d’investissement

Sur la base du haut niveau de l’industrie de la défense nationale et de l’industrie des nouvelles sources d’énergie, nous nous attendons à ce que l’industrie du carbure de silicium entre dans une période de développement rapide, compte tenu de la transformation énergétique accélérée et de la réduction de la consommation d’énergie par la neutralisation du carbone. Il est recommandé d’accorder une attention particulière aux Hebei Sinopack Electronic Technology Co.Ltd(003031) , Phenix Optical Company Limited(600071) , Yaguang Technology Group Company Limited(300123) , Sichuan Haite High-Tech Co.Ltd(002023) , Sai Microelectronics Inc(300456) , Tianyue Advanced, Starpower Semiconductor Ltd(603290) , Roshow Technoiogy Co.Ltd(002617) , Yangzhou Yangjie Electronic Technology Co.Ltd(300373) , Sanan Optoelectronics Co.Ltd(600703) , etc.

Conseils sur les risques

La réduction des coûts de la CTI n’a pas été à la hauteur des attentes; L’indice de fiabilité de la stabilité des dispositifs SiC n’était pas aussi élevé que prévu; Risque d’élargissement de l’écart entre la chaîne industrielle de la SIC en Chine et les pays étrangers; Le risque que la macro – économie entraîne une baisse du boom industriel.

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