近期在小米10的發(fā)布會上，雷軍發(fā)布了的一款 GaN(氮化鎵)充電器，讓氮化鎵這種新材料大放異彩。氮化鎵相關(guān)概念股瞬間大漲，截止到2月17日A股相關(guān)上市公司中，三安光電、士蘭微、華微電子和海特高新均實(shí)現(xiàn)了大漲，21只個股市值累計(jì)增加292億。
未來國家重點(diǎn)研發(fā)核心
熟悉新材料情報(bào)NMT的同學(xué)，一定注意到了氮化鎵是新材料情報(bào)NMT的?？停彩俏覀冴P(guān)注最多的新材料之一。以氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料(第三代半導(dǎo)體材料)具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導(dǎo)率、高電子密度、高遷移率等特點(diǎn)和優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)、新一代移動通信、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域，被視為支撐能源、交通、信息、國防等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)。
小米充電器引爆氮化鎵市場
第三代半導(dǎo)體材料中，絕大部分材料還在實(shí)驗(yàn)室階段，但氮化鎵和碳化硅已經(jīng)獲得大量的應(yīng)用，特別是碳化硅應(yīng)用較為廣泛。近幾年，氮化鎵的研發(fā)應(yīng)用也進(jìn)入快車道，但凡應(yīng)用落地的行業(yè)必定引發(fā)行業(yè)的震動和格局重組。
雷軍在充電器發(fā)布中的一段描述，有助于我們揭開氮化鎵的神秘面紗，“我以前是碼農(nóng)，當(dāng)時每天都背著筆記本電腦，最恨帶「鐵疙瘩」充電器，又丑又大又重。看看今天的 GaN 充電器，唇膏大小，實(shí)在太方便?！?這款功率達(dá)到 65W 的充電器，大小卻做到了只有同功率充電器的三分之一，這些得益于氮化鎵電阻低，電導(dǎo)損耗小;開關(guān)頻率高;禁帶寬度大;化學(xué)性能穩(wěn)定;抗輻照能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
氮化鎵的應(yīng)用遠(yuǎn)不止充電器
小米氮化鎵充電器只是氮化鎵材料落地的場景之一，只是個開始。和小米充電器一樣，氮化鎵的其他落地場景也與該材料的特性有著直接的關(guān)系。
首先，禁帶寬度大。氮化鎵禁帶寬度大的這個特性，是5G 射頻應(yīng)用技術(shù)的絕配。因?yàn)榻l帶寬更大，因而它可以承受更高的工作電壓，這也使得氮化鎵射頻天線相比起其他半導(dǎo)體材料擁有更高的瞬時帶寬。這一點(diǎn)，正是5G網(wǎng)絡(luò)使用載波聚合技術(shù)以及高頻率的載波所要達(dá)到的目的。氮化鎵在射頻應(yīng)用方面的基站PA應(yīng)用，讓為華為代工PA芯片的三安集成出盡了風(fēng)頭。
其次，功率密度高。5G的一個關(guān)鍵技術(shù)是Massive MIMO，該技術(shù)保證了5G連接的高可靠性。但這這個技術(shù)則要求基站需要配備大量的陣列天線，而功率密度更高的氮化鎵則可有效縮小這些陣列天線的體積，讓5G基站可以較好地隱藏在路燈、電線桿上。
再次，開關(guān)頻率高。氮化鎵開關(guān)頻率高的特點(diǎn)，在無人駕駛技術(shù)上發(fā)揮地淋漓盡致。激光雷達(dá)之于無人駕駛就相當(dāng)于人的眼睛，而氮化鎵就是讓這雙眼睛變得更加靈敏的其中一位幕后功臣。由于這個特性，使得應(yīng)用氮化鎵的激光雷達(dá)相比起主流應(yīng)用硅元素制作的激光雷達(dá)，反應(yīng)速度高出100倍。雖然最終效果還會受到算力等因素影響，不能達(dá)到100倍的效果，但是運(yùn)用氮化鎵場效應(yīng)晶體管的激光雷達(dá)，經(jīng)過測試確實(shí)可以讓這雙「眼睛」的靈敏度大幅提高，物體識別精度也會更高，讓自動駕駛更加安全。
風(fēng)口上龍頭保持地位也不易
除了在5G基站、天線，無人駕駛等領(lǐng)域，在超級計(jì)算機(jī)、國防、衛(wèi)星等領(lǐng)域同樣可以能看到氮化鎵的身影。行業(yè)預(yù)計(jì)2025年氮化鎵的市場規(guī)模超過100億美元，屆時國內(nèi)將會出現(xiàn)一批新的龍頭企業(yè)，目前來看有潛力的有：
三安光電：LED照明龍頭，miniLED龍頭，第三代半導(dǎo)體芯片代工龍頭，已建成國內(nèi)第一條第三代半導(dǎo)體6″生產(chǎn)線，未來該公司有望成為5000億市值的龍頭企業(yè);
聞泰科技：收購的安世半導(dǎo)體在車載OBC 領(lǐng)域全球領(lǐng)先，聞泰科技在電動車爆發(fā)式增長的階段，將是最大的受益者。聞泰的手機(jī)ODM+安世的汽車半導(dǎo)體IDM融合，有望成為消費(fèi)電子和汽車電子制造雙龍頭的唯一標(biāo)的，證券公司給予5000億的市值預(yù)估。
海陸重工：旗下江蘇能華是氮化鎵的IDM企業(yè)有專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)以氮化鎵( GaN)為代表的復(fù)合半導(dǎo)體高性能晶圓，并用其做成功率器件。
欲戴王冠，則必承其重。我們在看到氮化鎵的廣泛應(yīng)用場景打開了我們對這種材料落地的無限暢想的同時，也應(yīng)注意到龍頭企業(yè)想要保持行業(yè)地位，不得不保持持續(xù)的巨額研發(fā)投入以解決大規(guī)模商用的各種難題，比如控制合成成本的問題等。
