半导体行业点评报告:氮化镓商用加速 看好国内产业链崛起

类别:行业 机构:中泰证券股份有限公司 研究员:刘翔/刘尚 日期:2020-02-26

事件:小米发布GaN 65W 充电器;台积电与意法半导体合作开发GaN 制程技术。

    GaN 商用化加快,快充头有望成为杀手级应用。小米此次发布的GaN 充电器采用纳微(Navitas)半导体的GaNFast 功率IC,其运行速度比以前的硅(Si)电源芯片快100 倍,仅需45 分钟即可对Mi 10 PRO 进行0 至100%的充电。售价上首次低于150 元,凸显的性价比有望赢得消费者青睐,且带动行业应用,据产业链调研了解,全球手机龙头厂商如华为、三星、苹果等都在布局GaN 技术,相关产品短期内将迎来一波上市潮。随着行业大规模商用,GaN 生产成本有望迅速下降,进一步刺激GaN 器件渗透,有望成为消费电子领域下一个杀手级应用。

    GaN 材料因其高频、高效率、耐高压特性,在光电/功率/射频领域应用广泛。GaN 材料是宽禁带半导体材料的一种,相较于Si 材料,GaN 更耐高温,拥有更高的功率密度输出;相较于SiC 材料,GaN 更适合用于高频场景,且拥有更大的成本下降潜力。GaN 材料应用主要有三个方面,光电领域应用于LED、激光器等,已经较为成熟;电力电子领域应用于快速充电器、充电桩、变频器,包括新能源汽车逆变器及车载充电器等,即是小米与意法半导体着力开拓的领域;微波射频领域应用于功率放大器、基站射频、军工射频等,特别适合高频信号,随着5G 商用,GaN 材料将首先在基站领域渗透,未来待成本下降后有望进入更多终端,成为5G 关键材料之一。

    国内GaN 产业链加紧布局,迎来成长机遇。GaN 产业链按环节分为 Si衬底(或GaN 单晶衬底、SiC、蓝宝石)→GaN 材料外延→器件设计→器件制造。目前产业以海外企业为主,国内企业在衬底外延和设计制造领域都逐渐开始涉足,如GaN 衬底制造厂苏州纳维、东莞中镓;GaN 外延制备商苏州晶湛;GaN-on-Si 制造企业英诺赛科、耐威科技;GaN 晶圆代工企业海特高新;GaN IDM 企业三安集成(三安光电)、安世半导体(闻泰科技)等。随着技术方案成熟以及终端放量,国内GaN 产业链有望迎来长足发展,相关企业将获得技术渗透带来的红利。根据我们测算,仅考虑GaN在基站射频及快充头的应用,行业空间就在百亿美金以上,目前正处于渗透早期。

    投资建议:建议重点关注上市公司三安光电、耐威科技、海特高新、闻泰科技(通信组覆盖)等。三安光电旗下子公司三安集成已经能提供成熟的GaN 射频/功率代工工艺,在国内产业链中占据重要地位。耐威科技旗下子公司聚能晶源已成功研制“8 英寸硅基氮化镓外延晶圆”,相关项目一期已于2019 年9 月投产。海特高新具备六英寸GaN 代工能力,主要布局硅基GaN。闻泰科技具备GaN 器件制备能力,在车用GaN 器件领域拓展迅速,处于行业第一梯队。同时关注其他功率半导体企业及LED 芯片企业在GaN 材料的延伸布局。

    风险提示事件:GaN 技术方案进展缓慢;成本下降不及预期;新材料的替代。