第三代半导体即将到来 耐威科技三线齐进意图抢占先机

近日，有着“价格屠夫”称号的小米召开了线上新品发布会。除了冲刺高端市场的新款手机，发布会上一款不起眼的周边产品，却悄然开启了一轮半导体新材料行业的盛宴。

发布会后，小米将GaN氮化镓半导体，带到了大众面前。也让其身后的众多半导体企业受到大众关注。耐威科技就是其中之一家从事氮化镓半导体生产的企业。

卫星导航起家，MEMS雄起

耐威科技于2008年在北京成立，从事惯性导航系统及卫星导航产品的研发、生产与销售工作。经过多年发展，耐威科技形成了一套全覆盖的导航系统业务，并于2015年在深交所上市。

2008-2016年间，耐威科技专注导航与航空电子的业务。依靠此，耐威科技的营收与利润一直处于平稳增长状态。但在专注导航业务的同时，耐威科技发现，频繁与高质量的信号传输都离不开MEMS。

MEMS是指利用半导体生产工艺构造的微型器件或系统。它通常集微传感器、信号处理和控制电路、微执行器、通讯接口和电源等部件于一体，尺寸大小通常在微米级至毫米级之间。

MEMS可将电子系统与周围环境有机结合在一起，微传感器接收运动、光、热、声、磁等信号，信号再被转换成能够被电子系统识别、处理的电信号，部分MEMS器件可通过微执行器实现对外部介质的操作。

由于MEMS与原本的导航与航空电子业务高度契合，耐威科技开始着手MEMS的布局。

2016年，耐威科技收购了全球领先的MEMS芯片制造商Silex Microsystems AB，Silex Microsystems来自瑞典，一度是世界上最大的MEMS代工厂。世界权威半导体市场研究机构Yole Development的统计数据显示，2012-2016年，Silex在全球MEMS代工厂收入中的综合排名为第五位，2017年则超越台积电（TSMC）、索尼（SONY）前进至第三位，紧随意法半导体（ST Microelectronics）、Teledyne DALSA之后。

Silex拥有8英寸与6英寸两条独立的MEMS生产线，在加速度计、陀螺仪和其他微型传感器技术方面有深厚的积累。Silex的客户涵盖工业、汽车、生物医疗、通讯、消费电子等多个领域。耐威科技也因此一跃成为MEMS芯片全球代工龙头。

与此同时，耐威科技的产能利用率也在不断提高，2018年产能利用率高达98.52%。且近期瑞典产线的MEMS订单极多，生产排期已经超过14个月。短期内，耐威科技MEMS代工全球龙头的地位无人可撼动。

此外，耐威科技本身在MEMS制造工艺技术方面也有较深厚的积累。收购完成之后，据耐威科技2019年12月初的消息，耐威科技“8英寸MEMS国际代工线建设项目”将在2020年于北京投产，6年后达到稳定期。

该项目目前计划实现每月1万片产能，预计满产后可增加营业收入7-8亿，未来有望实现每月3万片产能。北京产线建设完成后，赛莱克斯北京将与瑞典Silex形成优势互补。这条产线也将为本土的MEMS传感器企业提供重要的支持。

探索新材，三线齐进

近两年，耐威科技紧密围绕物联网和特种电子两大产业链，大力发展MEMS、导航、航空电子三大核心业务。与此同时，耐威科技也在积极布局第三代半导体等潜力业务。

第三代半导体材料及器件主要包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、金刚石等材料，以及在其基础上开发制造的相应器件。因其禁带宽度（Eg）大于或等于2.3电子伏特（eV），又被成为宽禁带半导体材料。

与第一、二代半导体材料硅（Si）和砷化镓（GaAs）相比，第三代半导体材料及器件具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子速率等优点，可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求。随着5G时代的到来及物联网产业的发展，第三代半导体材料及器件即将迎来巨大的市场应用前景。

第三代半导体行业是在硅基电力电子器件逐渐接近其理论极限值背景下，诞生的新一代电子信息技术革命的新兴行业，目前该行业还属于初创期，各方企业几乎都处于同一起跑线上。

为了与时间赛跑，耐威科技在即墨投资设立了聚能晶源公司，专注GaN外延材料的研发生长；在崂山投资设立了聚能创芯公司，专注GaN器件的开发设计。从入驻到项目建成投产，聚能晶源仅仅用了一年多的时间。

在第三代半导体业务布局方面，耐威科技目前主要专注氮化镓（GaN）材料的生长与器件的设计领域。耐威科技已成功研制8英寸硅基氮化镓外延晶圆，且正在持续研发氮化镓器件。据了解，该材料及器件可广泛应用于5G通讯、云计算、数据中心、新型电源等领域。一旦完成研发，将具有先发优势。

以聚能晶源此前展示的HVA700型8英寸AlGaN/GaN-on-Si外延晶圆产品为例。该型GaN外延晶圆具有高晶体质量、低表面粗糙度、高一致性的材料特点。同时具有低导通电阻、高耐压的电学特性。值得一提的是，聚能晶源GaN外延晶圆具有优秀的材料可靠性，根据标准TDDB测试方法，其在标称耐压值下的长时有效寿命达到了10的9次方小时，处于国际业界领先水平。

根据MarketsandMarkets预测，到2023年，功率氮化镓市场规模将达到4.23亿美元，复合增长率为93%。我国众多企业也已开始此布局。国家集成电路产业大基金、北京集成电路产业基金也给与了大量资金支持。

耐威科技董事长杨云春对此也充满了信心。他多次表示，公司在青岛会持续建设第三代半导体材料生产基地及器件设计中心，在规模与体量上再造一个耐威。

新材料的发现往往比新技术的使用更为重要，如果GaN外延晶圆得以批量使用，我国在开发GaN器件时可实现高性能、高一致性、高良率、高可靠性等优势，可帮助国产替代抢占第三代半导体器件领域的竞争先机。