第三代半导体材料爆发！氮化镓站上最强风口

随着市场对半导体性能的要求不断提高，第三代半导体等新型化合物材料凭借其性能优势开始崭露头角，成为行业未来重要增长点。

相对于第一代（硅基）半导体，第三代半导体禁带宽度大，电导率高、热导率高。第三代半导体的禁带宽度是第一代和第二代半导体禁带宽度的近3倍，具有更强的耐高压、高功率能力。

氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)并称为第三代半导体材料的双雄，由于性能不同，二者的应用领域也不相同。

氮化镓、高电流密度等优势，可显著减少电力损耗和散热负载，迅速应用于变频器、稳压器、变压器、无线充电等领域，是未来最具增长潜质的化合物半导体。

与GaAs和InP等高频工艺相比，氮化镓器件输出的功率更大；与LDCMOS和SiC等功率工艺相比，氮化镓的频率特性更好。

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主要应用于生产功率器件，目前氮化镓器件有三分之二应用于军工电子，如军事通讯、电子干扰、雷达等领域。

在民用领域，氮化镓主要被应用于通讯基站、功率器件等领域。氮化镓基站PA的功放效率较其他材料更高，因而能节省大量电能，且其可以几乎覆盖无线通讯的所有频段，功率密度大，能够减少基站体积和质量。

氮化镓在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。随着5G高频通信的商业化，GaN将在电信宏基站、真空管在雷达和航空电子应用中占有更多份额。

根据Yole估计，大多数Sub 6GHz的蜂窝网络都将采用氮化镓器件，因为LDMOS无法承受如此之高的频率，而砷化镓对于高功率应用又非理想之选。

同时，由于较高的频率会降低每个基站的覆盖范围，需要安装更多的晶体管，因此市场规模将迅速扩大。

Yole预测，GaN器件收入目前占整个市场20%左右，到2025年将占到50%以上，氮化镓功率器件规模有望达到4.5亿美元。

从产业链方面来看，氮化镓分为衬底、外延片和器件环节。

尽管碳化硅被更多地作为衬底材料（相较于氮化镓），国内仍有从事氮化镓单晶生长的企业，主要有苏州纳维、东莞中镓、上海镓特和芯元基等。

从事氮化镓外延片的国内厂商主要有三安光电、赛微电子、海陆重工、晶湛半导体、江苏能华、英诺赛科等。

从事氮化镓器件的厂商主要有三安光电、闻泰 科技 、赛微电子、聚灿光电、乾照光电等。

GaN技术的难点在于晶圆制备工艺，欧美日在此方面优势明显。由于将GaN晶体熔融所需气压极高，须采用外延技术生长GaN晶体来制备晶圆。

其中日本住友电工是全球最大GaN晶圆生产商，占据了90%以上的市场份额。GaN全球产能集中于IDM厂商，逐渐向垂直分工合作模式转变。美国Qorvo、日本住友电工、中国苏州能讯等均以IDM模式运营。

近年来随着产品和市场的多样化，开始呈现设计业与制造业分工的合作模式。

尤其在GaN电力电子器件市场，由于中国台湾地区的台积电公司和世界先进公司开放了代工产能，美国Transphorm、EPC、Navitas、加拿大GaN Systems等设计企业开始涌现。

在射频器件领域，目前LDMOS（横向扩散金属氧化物半导体）、GaAs（砷化镓）、GaN（氮化镓）三者占比相差不大，但据Yoledevelopment预测，至2025年，砷化镓市场份额基本维持不变的情况下，氮化镓有望替代大部分LDMOS份额，占据射频器件市场约50%的份额。

GaAs芯片已广泛应用于手机/WiFi等消费品电子领域，GaN PA具有最高功率、增益和效率，但成本相对较高、工艺成熟度略低，目前在近距离信号传输和军工电子方面应用较多。

经过多年的发展，国内拥有昂瑞微、华为海思、紫光展锐、卓胜微、唯捷创芯等20多家射频有源器件供应商。

根据2019年底昂瑞微董事长发表的题为《全球5G射频前端发展趋势和中国公司的应对之策》的报告显示，截至报告日，国内厂家在2G/3G市场占有率高达95%；在4G方面有30%的占有率，产品以中低端为主，销售额占比仅有10%。

目前我国半导体领域为中美 科技 等领域摩擦中的卡脖子方向，是中国 科技 崛起不可回避的环节，产业链高自主、高可控仍是未来的重点方向。第三代半导体相对硅基半导体偏低投入、较小差距有望得到重点支持，并具备弯道超车的可能。

EPC（Electronic Product Code 产品电子编码）global是全球物品电子编码组织机构。由于美国较早应用物品电子编码于产品商业流动中，故目前有EAN（国际物品编码协会）与VCC（美国统一代码委员会）两大物品电子编码体系。EPC是RFID技术在物品供应链中的商业应用，通过EAN/VCC系统可以对某产品生产和供应链全过程的每一节点进行有效标识，这个标识编码记录在嵌入了IC芯片的电磁标签上。EPC管理系统在生产和供应链的各个环节（如加工、包装、贮藏、运输、销售等）中建立信息管理、传递和交换系统来跟踪和追溯，及时发现存在问题，进行妥然处理。标识编码就是给每一个产品赋予有关EAN/VCC的全球贸易项目代码GTIN（Global Trade Item Number）、全球位置代码GLN（Global Location Number）、系列的货运包装箱代码SSCC（Serial Shipping Container Code）等一系列代码编码，构成产品的代码是全球性的唯一的EAN/VCC代码，被赋于标签的载体内。标签载体可分为：无源（被动型）、有源（主动型）、半主型三种。应用方可利用识读器（或称读写器），可以对标签进行跟踪和识读有关标签中的编码信息，而识读器可与计算机及全球供应链的信息网相联。这样在产品的加工、包装、贮藏、运输、销售等各个过程中，都有它的唯一编码，这样当产品在各个过程中出现问题就可根据其上标签所携带的代编码，来追溯到这物品由谁生产、包装、贮藏、运输等各个生供应链中哪个环节出了问题。这样就可以找到相应的责任承担者，因而可提高生产和供应链各个环节的工作人员的责任性，从而大大提高产品的质量。所以它很容易应用天全球贸易中。 EPC Global 全球贸易产品电子编码系统一般应有下列各部分组成：1.天线识读器2.标签（Tag）3.EPC物品电子编码体系EAN/VCC4.网络和数据交换基础软件5实体标记语言PML（Physical Markup Language）6.对象名称编码解析服务系统（ONS）等各部分组成。目前参加全球EPC的国家已有90多个国家，120多万个成员公司，我国的EPC Global China组织正在国内不断发展扩展其成员，另一方面我们要加强EPC系统的宣传，和加强EPC的软硬件技术研究，如降低EPC标签芯片、天线、封装的成本，识读器的成本，如进行编码信息安全与保密和识读器软件等各方面的研究。

半导体制造无尘车间洁净度等级要求比较高。按照IC生产的不同阶段匹配不同工艺，在各自工艺流程不同环节要配置相应的生产环境，风量、温度、湿度、压差、设备排风按需受控,照度、洁净室截面风速按设计或规范受控，最普通的万级区域环境建设参数一般如下（百级千级黄光区域要求更高）：

1、无尘车间内的噪声级不大于65dB(A)。

2、垂直流洁净室满布比不小于60%，水平单向流洁净室不小于40%，以防止局部单向流。

3、无尘车间与室外的静压差不小于10Pa，不同空气洁净度的洁净区与非洁净区之间的静压差不小于5Pa。

4、补偿室内排风量和保持室内正压值所需的新鲜空气量之和。

5、保证供给无尘车间洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于40m3。

6、净化空调系统加热器设置新风，超温断电保护。

对于半导体这样高要求的无尘环境，推荐找CEIDI西递做全面的设计和施工，他们是洁净工程领域的EPC集成服务商，在无尘车间的建造方面已经有很多成功案例。题主大大采纳下我呗

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