一款充电器引爆市场 第三代半导体材料应用有望加速

    小米日前推出一款65W氮化镓充电器，引发市场对氮化镓的强烈关注，A股相关公司股价连日上涨。据介绍，氮化镓材料具备高功率、高频率、高导热等优势，用在充电领域可在输出大功率的同时保持充电器体积可控，因此获得不少终端厂商青睐。

    中信证券研究认为，2025年全球氮化镓快充市场规模有望达600多亿元。除了充电器，氮化镓材料在功率器件、射频器件等半导体领域大有可为，未来或加速对硅基产品的替代。

    获终端厂商青睐

    小米10系列手机近日的直播发布会获得广泛关注。小米集团创始人、董事长兼CEO雷军直言非常喜欢的65W氮化镓充电器。雷军表示，这款充电器非常小巧，既可以给手机充电，还可以给笔记本电脑等其他设备充电。

    事实上，OPPO去年11月发布的RenoAce手机时也搭载了氮化镓充电器。电源管理和LED驱动芯片龙头富满电子与OPPO合作研发了氮化镓充电器。

    氮化镓（GaN）是第三代半导体材料之一。相比第一代和第二代半导体材料，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更大的电子饱和度以及更高的抗辐射能力。

    在今年初的美国拉斯维加斯CES2020展会上，Anker等30家厂商总计推出66款氮化镓快充产品。多家券商电子分析师认为，小米这款氮化镓充电器以149元的低价进入市场，将有力推动氮化镓充电器在消费电子市场的渗透普及。华为、三星、苹果等消费电子终端厂商有望跟进。

    值得注意的是，氮化镓等第三代半导体材料技术门槛较高，终端厂商多以投资方式提前布局。例如，小米这款氮化镓充电器采用的是纳微半导体（Navitas）的相关技术。资料显示，纳微半导体2014年在美国加利福尼亚成立，从事氮化镓功率芯片业务，小米早前曾投资纳微半导体，并确立产业链上下游合作关系。

    华为旗下的哈勃科技投资有限公司2019年8月投资了国内领先的碳化硅材料公司山东天岳先进材料科技有限公司，持股达10%。碳化硅是另一种第三代半导体材料，是制造高温、高频、大功率半导体器件的理想衬底材料，综合性能较硅材料可提升上千倍，可用于固态光源、电力电子、微波射频器件。

    中信证券研报认为，目前市面上已有多家厂商布局氮化镓快充市场，随着用户对便携性的需求提高，2025年全球氮化镓快充市场规模有望达600多亿元。同时，加速氮化镓芯片在其他新兴领域对硅基产品的替代。

    迎重大发展机遇

    除了应用于电源适配器，氮化镓功率器件还可以应用于无线充电件、逆变器、交流器等领域。

    调研机构Yole认为，电力系统市场有望成为氮化镓功率器件市场规模快速提高的主要驱动因素。Yole预测2018年-2022年复合增速提高至89%。预计到2022年氮化镓功率器件的市场规模为4.62亿美元。其中，电力供应系统领域增速最快，预计到2022年电力系统领域市场规模可达2.43亿美元，占总市场规模比例超过一半。

    西南证券研报认为，随着技术水平进步与成本控制增强，氮化镓材料有望在中低功率取代硅基功率器件，在300V-600V电压间发挥优势作用。在0-900V的低压市场，氮化镓都有较大的应用潜力。

    氮化镓射频器件主要应用于基站、卫星、雷达等领域。这些器件具备尺寸小、效率高和功率密度大的物理特性，使通信基站能够更好的实现信号收发，有效减少收发通道数及整体方案的尺寸，是5G基站的关键技术。2020年是国内5G基站大规模建设的年份，5G基站数量增加将带来射频器件需求量增加。Yole预测，在5G基站等通信设备和军用高频率雷达建设的拉动下，到2024年氮化镓射频器件市场规模有望突破20亿美元。其中，通信设备和军工应用领域占比最大，合计超过85%。

    从产业链看，氮化镓产业链包括衬底、外延片、器件制造等环节，目前大部分环节的一线厂商在海外。我国企业尚未进入供给端第一梯队。

    氮化镓硅基衬底主要供应商有德国世创、日本信越化学、日本胜高等。日本电信公司研究所、英国IQE和比利时的EpiGaN等则是硅基氮化镓外延片的主要供应商。美国Bridg、日本富士通等公司主要从事功率氮化镓器件代工制造。美国公司科锐（Cree）在全球LED芯片、LED组件、照明产品、电源转换和无线通信设备市场中处于领导地位，具备碳化硅功率器件及氮化镓射频器件生产能力，碳化硅功率器件市场拥有全球最大份额，氮化镓射频器件市场份额世界第二。

    A股公司积极布局

    小米65W氮化镓充电器的发布，带热A股相关概念股。

    对于第三代半导体的发展机遇，除了终端厂商通过投资方式布局抢滩，国内不少企业攻坚克难，三安光电、闻泰科技、士兰微、华润微、海特高新、华微电子、扬杰科技等多家公司均已积极投入资源，并取得一定成绩。

    三安光电下属子公司三安集成成立于2014年，是一家专门从事化合物半导体制造的代工厂，服务于射频、毫米波、功率电子和光学市场，具备衬底材料、外延生长以及芯片制造的产业整合能力。三安集成网站显示，三安集成在微波射频领域已建成专业化、规模化的4英寸、6英寸化合物晶圆制造产线，在电子电路领域已推出高可靠性、高功率密度的碳化硅功率二极管及硅基氮化镓功率器件。

    海特高新旗下海威华芯积极拓展化合物半导体业务，已建成6寸化合物半导体商用生产线，并完成包括砷化镓、氮化镓、碳化硅及磷化铟在内的6项工艺产品的开发，可支持制造功率放大器、混频器、低噪音放大器、开关、光电探测器、激光器、电力电子等产品，业务涵盖航空、航天、卫星、消费电子等领域。

    闻泰半导体收购的安世半导体在全球功率半导体领域居领先地位。2018年安世半导体与美国科锐签署非排他性、全球性的付费专利许可协议，通过这一协议，安世半导体将有权使用科锐氮化镓功率器件专利组合。