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香港挂牌论坛中国LED芯片产业的崛起与GaN和SiC等器件需求的飙升
发布日期:2019-11-06 18:22   来源:未知   阅读: 次 

  得益于在材料和技术上的深厚积累,Cree能够制造出可在很小的空间里用更大的功率,同时还具备正向电压低、超薄厚度、发热性低、针对静电放电(ESD)的高容限/耐受、使用寿命长久等典型特征的LED灯珠,公司也在这个领域一骑绝尘。

  但在今年三月,他们宣布,将向美国理想工业公司(IDEAL INDUSTRIES)出售其照明产品业务部门(Cree Lighting),包括用于商业、工业和消费者应用的LED照明灯具、灯泡以及企业照明解决方案业务。公司在未来将定位为一个更专注的半导体领导者。香港挂牌论坛

  而其实在这种转变背后隐藏着两条重要主线:中国LED芯片产业的崛起与GaN和SiC等器件需求的飙升。

  曾几何时,在led芯片领域,我们一定绕不过美国Cree,欧洲飞利浦、欧司朗,日本日亚化学与丰田合成等公司。因为这些IDM企业凭借其业务模式的优势,在LED领域建立了领先的优势,公司推出的产品也备受好评。

  但和其他芯片的发展一样,在经历了欧美垄断、韩国台湾推动大规模商用,然后在经历国内政策扶持,海内外人才迅速加入以后,以三安广电和华灿光电为代表的一大波国内led芯片厂商迅速崛起,也逐渐把led芯片变成了一个几由中国厂商把持的红海市场。

  统计显示,2013年以来,中国LED芯片行业产值规模占全球规模的比例不断提升,既免去了自己没有厨房和工具烹饪的尴尬,,市场份额也由2013年的27.0%上升至2017年的37.1%。在2017年,中国LED芯片产能占全球的比例达到58%。而排在其后的中国台湾2017年LED芯片产能占比15%;其后是日本、韩国、美国,这三个国家的LED芯片产能占比分别为12%、9%、3%。在国内,本土厂商的份额更是水涨船高。

  据LEDinsde数据,2016年在国内市场,三安光电、华灿光电等前五大厂商合计市占比为65%。

  截至2017年底,国内前四大芯片厂商占据了超过70%的市场份额。居前四位的分别是三安光电(产能为280万片/每月)、华灿光电(产能170万片/每月)、澳洋顺昌(产能100万片/每月)和乾照光电(产能55万片每月),占比分别为32.6%、19.8%、11.6%和6.4%。总体来看,我国LED芯片行业集中度较高。

  随着技术的进步,国内的led芯片质量也大幅提升,出货量也日渐增长,led芯片的各个环节价格也开始大跌。资料显示,白光 LED 封装的成本将从 2009 年的 25 美元/klm 降至 2020年的 0.7 美元/klm,其成本的终极目标更是渠道为 0.5 美元/klm,平均每年的成本下降在 30%以上。再加上国内厂商竞争,对Cree来说,led芯片市场不再有吸引人。为此他们作出了文章开头的决定。

  Cree放弃照明业务,另一个原因就在于看到GaN和SiC器件需求的飙升。

  对led芯片产业有所了解的朋友应该知道,GaN和SiC这些化合物半导体曾经被推广到led芯片当作衬底,而Cree作为当中的领头羊,在这些领域都有很深入的研究和积累。虽然led市场吸引力不再,但这些技术在功率电子和射频领域看到了很大的成长空间。

  资料显示,碳化硅和氮化镓这两种材料的性能都优于单质硅。他们的高临界场允许这些器件能在更高的电压和更低的漏电流中操作。高电子迁移率和电子饱和速度允许更高的工作频率,高导热系数意味着材料在更有效地传导热量方面占优势,这些特性就让他们能够在射频和功率器件领域获得广泛的关注。

  根据知名分析机构Yole的数据显示,2016年,全球氮化镓(GaN)半导体器件市场规模为165亿美元,预计到2023年将达到224.7亿美元,2017年至2023年期间的复合年增长率为4.6%。Yole指出,驱动该市场增长的主要因素包括氮化镓在消费电子和汽车领域具有广阔的市场潜力;氮化镓材料的宽带隙特性促进了创新应用;氮化镓在RF功率电子领域的成功应用;以及军事、国防、航空航天应用领域增加对氮化镓RF半导体器件的采用。

  同样也是Yole的预测,到2023年SiC功率半导体市场规模预计将达14亿美元,而2016年至2023年间的复合成长率(CAGR)为28%,2020~2022年CAGR将进一步提升至40%。

  按照他们的说法包括xEV、xEV充电基础设施、PFC /电源、PV、UPS、电机驱动、风和铁路,都是SiC的应用领域。另外,SiC还受到PFC和PV应用中使用的二极管的驱动。Yole强调,从现在开始的五年内,主要的SiC元件市场驱动因素将是晶体管。当然,他们也强调,现在正在蓬勃发展的新能源汽车也将会是SiC器件瞄准的另一个方向。

  1987年成立的Cree在上述两种化合物半导体市场表现出色。英飞凌在2016年7月15日宣布,将以8.5亿美元的现金收购Cree科锐旗下的Wolfspeed公司,就是看中了他们在这这方面的技术(因为美国CFIUS的反对,英飞凌对Wolfspeed的交易最终流产)。尤其是在SiC方面,Cree的表现尤为优越。

  资料显示,成立之初的Cree就确定了朝SiC材料发展的道路,公司也在1989年发布了世界上第一款蓝色led,而这颗芯片就是在SiC上生产的。自led之后,他们就将SiC技术拓展到其他领域,并把其发展成为公司业务的另一大支持,这就是上文提到的Wolfspped。太平洋证券指出,Cree在1991年就推出了全球首款商用SiC晶圆,1998年创建业界首款采用SiC的GaN HEMT,进入21世纪后,公司在SiC射频器件与电力电子器件领域继续拓展,于2002年推出首款600V商用SiC JBS肖特基二极管,2011年推出业界首款SiC MOSFET。公司最近还和st签订了长期的SiC晶圆供应协议,夯实了公司未来的发展基础。

  来到GaN方面,Cree在2004年收购了AdvancedTechnology Materials(ATMI),获得了GaN和外延业务,公司也直接取得GaN衬底和外延的产能;2018年3月,Cree反过来收购了英飞凌的射频功率业务,按照Cree 首席执行官 Gregg Lowe 的说法,这次收购稳固了 Wolfspeed 在射频碳化硅基氮化镓(GaN-on-SiC)技术方面的领导地位,同时使科锐进入更多市场,扩大客户并获得在封装领域的专业技术。这是科锐发展战略的重要举措,使Wolfspeed 能够助力4G网络提速,以及向革命性的5G转型。

  经过多年的发展,现在的Cree具备了SiC 功率器件及 GaN RF 射频器件生产能力,其中SiC功率器件市场,Wolfspeed拥有全球最大的份额,公司也引领了SiC晶圆尺寸的变化浪潮;而在GaN射频市场,Wolfspeed也仅仅是屈居第二。公司的GaN HEMT出货量也超过了1500万只,公司也拓展出了GaN-on-SiC 代工服务。

  这些业务也给Cree带来了优越的业绩。根据公司最新的财报显示,Wolfspeed最新财季的营业收入同比增长了72%,其毛利也超过了公司的目标。这部分业务在公司中所占的营收份额也越来越大。

  对Cree来说,这一切都是水到渠成的。于国内的厂商来说,Cree这些聚焦高毛利新产品,因势利导的做法也值得我们本土企业学习。

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