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搭乘“新基建”快車的第三代半導體材料:氮化鎵、碳化硅...
2020年05月14日 發布 分類:行業要聞 點擊量:1925
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引言:4月20日的國家發改委新聞發布會上,官方首次明確了新基建的范圍,這包括信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施三個方面。新基建是與傳統的鐵公基相對應結合新一輪科技革命和產業變革特征面向國家戰略需求為經濟社會的創新、協調、綠色、開放、共享發展提供底層支撐的具有乘數效應的戰略性、網絡型基礎設施。新基建正如火如荼進行,在新基建的快速前進的步伐中,熱點材料第三代半導體的看點有什么,本文將簡單分析。

新基建包括5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能、工業互聯網等七大領域。可知“新基建”眾多產業的建設都與半導體技術的發展息息相關尤其是第三代半導體在“新基建”下將迎來重大的機遇。

 

例如:以第三代半導體氮化鎵(GaN)為核心的射頻半導體,支撐著5G基站及工業互聯網系統的建設;以碳化硅(SiC)以及IGBT為核心的功率半導體,支撐著新能源汽車、充電樁、基站/數據中心電源、特高壓以及軌道交通系統的建設;不難看出,氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)為首的第三代半導體是支持“新基建”的核心材料。在“新基建”與國產替代的加持下,與第三代半導體相關產業鏈或將迎來大口享用“新基建”紅利的機遇。

從目前第三代半導體材料及器件的研究來看,較為成熟的第三代半導體材料是SiC和GaN,而ZnO、金剛石、氮化鋁等第三代半導體材料的研究尚屬起步階段。

 

關于第三代半導體碳化硅(SiC)

碳化硅作為第三代半導體材料的典型代表,也是目前晶體生產技術和器件制造水平最成熟,應用最廣泛的寬禁帶半導體材料之一,目前在已經形成了全球的材料、器件和應用產業鏈。是高溫、高頻、抗輻射、大功率應用場合下極為理想的半導體材料。由于碳化硅功率器件可顯著降低電子設備的能耗,因此碳化硅器件也被譽為帶動新能源革命綠色能源器件

 

圖:SiC:沒啥好好吹的,我就是功率器件一哥

關于第三代半導體氮化鎵(GaN)

氮化鎵具有高的電離度,出色的擊穿能力、更高的電子密度和電子速度以及更高的工作溫度,且具有低導通損耗、高電流密度等優勢。通常用于微波射頻、電力電子、光電子三大領域。微波射頻包含了5G通信、雷達預警、衛星通訊等應用;電力電子方向包括了智能電網、高速軌道交通、新能源汽車、消費電子等應用;光電子方向包括了LED、激光器、光電探測器等應用。

 

領域

領域

目標

5G

1、機房、供電、鐵塔、管線等的升級、改造和儲備。

2、5G基站、核心網、傳輸等的基礎網絡設備研發與部署。

3、5G新型云化業務應用平臺的部署,與新業務以及各種垂直行業應用的協同。

4、圍繞5G的工業互聯網新型先進制造網絡環境。如物聯網云、網、端等新型基礎設施,圍繞車聯網的車、路、網協同的基礎設施等。

三大運營商預計年內建設超過55萬個5G基站,2020至2022年,投資將逐步上升,到2025年,建成基本覆蓋全國的5G網絡,預計需要5G基站500萬-550萬個,以每個基站平均50萬元計,直接拉動基站投資約2.5萬億。

大數據中心

1、機房樓、生產管理樓等數據中心基礎配套設施。

2、傳輸光纖、互聯網交換中心、數據服務平臺等支撐數據中心發展網絡及服務設施。

3、IDC業務部署與應用協同。

4、車輛網、衛星大數據等垂直領域的大數據研發及產業化項目。

數據中心實現大型化、規模化發展,可滿足我國快速發展的數據存儲需求。到2025年,建成一定數量的大型、超大型數據中心和邊緣數據中心。

 

人工智能

1、AI芯片等底層硬件發展,

2、通用智能計算平臺的搭建。

3、智能感知處理、智能交互等基礎研發中心建設。

4、人工智能創新發展試驗區建設。

到2023年,建設20個左右新一代人工智能創新發展試驗區

 

工業互聯網

1、工業互聯網網絡建設。

2、工業互聯網平臺建設。

3、工業互聯網試點示范項目建設。

到2025年形成3-5家具有國際競爭力的工業互聯網平臺實現百萬工業APP培育以及百萬企業上云。

特高壓

換流站土建、電氣設備安裝、變電站擴建等。

 

今年內在建和待核準特高壓工程16條線路具有明確投資規模7條。

新能源汽車充電樁

充電場站、充電樁建設。

2020年預計新增集中式充換電站超過1.2萬座分散式充電樁超過480萬個4。到2025年建成超過3.6萬座充換電站s全國車樁比達1:1。

高鐵、軌道交通

通車線路建設

2020年擬通車線路14條,其中高鐵、專線250和專線350各7條,通軌交車里程有望達到3696公里。

 

附表:新基建建設內容與目標

表格來源:賽迪智庫電子所,新基建發展白皮書》

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