前言

近年來,在國家政策的積極導向下,國內半導體行業發展的如火如荼。許多巨頭紛紛下注半導體,國內半導體行業全面開花。據充電頭網了解到,CATL寧德時代創始人曾毓群已投資英諾賽科,持股2.1236%。

通過查詢得知,在英諾賽科的股東列表中,大多為機構,少有出現個人投資者名字,寧德時代創始人曾毓群的名字非常亮眼。這也是他以個人名義投資的首家半導體企業。此次出手,可見他對第三代半導體的前瞻布局。聯想到寧德時代近期在新能源市場動作頻繁,尤其是在產業鏈上下游跟眾多知名企業結成戰略聯盟,為寧德時代打造了一個資源豐富的生態鏈網絡。 氮化鎵作為第三代半導體中的明星產品,在新能源汽車三電系統、充電樁、充電槍、快充、儲能、光伏逆變、自動駕駛等領域均有光明的應用場景。而電池和第三代半導體的組合,以及碳達峰碳中和的新型環保理念得到市場認可,也會讓行業人士充滿更多想象空間。

寧德時代:動力電池龍頭企業

截止2021年11月9日,寧德時代股價報663.28元/股,總市值超1.54萬億元。 寧德時代新能源科技股份有限公司成立于2011年,是國內率先具備國際競爭力的動力電池制造商之一,專注于新能源汽車、動力電池系統、儲能系統的研發、生產和銷售,致力于為全球新能源應用提供一流解決方案,核心技術包括在動力和儲能電池領域,材料、電芯、電池系統、電池回收二次利用等全產業鏈研發及制造能力。

2017年該公司動力鋰電池出貨量全球遙遙領先,達到11.84GWh。已與國內多家主流車企建立合作關系,并成功在全球市場上占據一席之地,也成為國內率先進入國際頂尖車企供應鏈的鋰離子動力電池制造商。 2020年2月,寧德時代和特斯拉達成戰略合作關系,寧德時代正式進入特斯拉動力電池供應商名單。這對兩家公司都有著重要的影響。對特斯拉來說,把寧德時代納入到供應商中,可以實現對政府100%國產化的承諾,還可以減輕成本;對寧德時代來說,特斯拉是新能源汽車的第一方陣,既可以提升寧德時代的知名度,又可以擴大產品銷量,增加營收。 近年來,隨著國家碳達峰和碳中和戰略的立項,清潔能源產業受到前所未有的關注。其中包括新能源汽車、光伏、風能、儲能等產業。寧德時代作為國內最大的動力電池巨頭,乘著政策的東風不斷起飛。 2021年7月,寧德時代發布了第一代鈉離子電池。這在動力電池行業內引起了巨大轟動。與傳統的鋰電池相比,鈉離子電池具有能量密度高、支持高倍率充電、熱穩定性優異、低溫性能優異和高集成效率的優勢。隨著新能源汽車產業的不斷發展,寧德時代將會持續收獲產業紅利。 眼下,寧德時代引以為傲的就是動力電池技術,而這個技術是儲能產業的重要基礎。寧德時代尋求相關合作伙伴的想法呼之欲出,而英諾賽科就是其中的佼佼者。

英諾賽科:氮化鎵芯片獨角獸

英諾賽科成立于2015年12月,創始人駱薇薇博士曾擔任NASA科學家。英諾賽科是一家8英寸硅基氮化鎵芯片集成制造的企業,致力于用先進、高效、高性價比的硅基氮化鎵技術助力新時代高效能源系統的建設。 2017年11月,英諾賽科率先在珠海建設完成全球首條8英寸硅基氮化鎵量產線,后相繼實現高低壓產品出貨,產品主要包括高壓GaN FETs,低壓(200V及以下)GaN FETs,及GaN IC,分別應用于5G基站、工業互聯網、數據中心、新能源汽車、激光雷達、快充等領域。 2021年6月,英諾賽科(蘇州)半導體有限公司舉行量產暨研發樓奠基儀式,這標志著全球最大的氮化鎵生產基地正式投產。預計到2022年底項目全部達產后,蘇州工廠將實現年產能78萬片8英寸硅基氮化鎵晶圓,預計年產值150億元。 作為領先的第三代半導體技術供應商,英諾賽科采用的是IDM全產業鏈集成制造模式,為客戶帶來更加高效、高可靠性的解決方案。目前英諾賽科量產的氮化鎵功率器件覆蓋了30V-650V的電壓范圍,是全球市場中為數不多的具備氮化鎵高壓、低壓全品類產品線的IDM原廠。 據了解,快充充電器市場中,英諾賽科InnoGaN已經助力了近百家廠商的快充產品量產,如在聯想努比亞魅族ANKERMOMAXREMAXROCKQCY羽博品勝等眾多知名品牌的電源產品均有應用,高低壓氮化鎵器件累計出貨量已經突破3000萬顆,位列氮化鎵器件出貨量排名前三,產品性能獲得市場一致認可。 此外,英諾賽科已被國家四部委列入重點支持的0.25微米以下的集成電路企業,也是國內第一個通過國家發改委窗口指導的第三代半導體項目。這也側面展示了英諾賽科的強大實力。

第三代半導體賽道

今年年初,新華網刊登了《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》,其中“集成電路”領域,特別提出氮化鎵等寬禁帶半導體也就是行業人士關注的第三代半導體要取得發展。 十四五規劃中提到的氮化鎵(GaN)為第三代寬禁帶半導體材料,其中氮化鎵用于半導體器件中時,具備耐高溫、高開關頻率、低導通電阻、高效率、化學性質穩定等優異特性,不過受限于制造工藝、應用成本等因素的限制,多年以來氮化鎵僅實現小范圍應用。

近年來,隨著材料生長、器件制備等技術的不斷突破,第三代半導體的性價比優勢逐漸顯現,并正在打開應用市場。自從2018年開始,氮化鎵在消費類快充電源領域的應用就已經進入了快車道。未來五年,基于第三代半導體材料的電子器件將廣泛應用于激光雷達、5G通信、新能源汽車、特高壓、人工智能、數據中心等場景。 由于氮在元素周期表排序第7位,鎵排序第31位,業界達成廣泛共識,將7月31日定位世界氮化鎵日,并獲得行業認可。 值得一提的是,在十四五規劃中,新能源儲能產業被定位為戰略性新興產業。這也標志著新能源儲能產業被提到前所未有的地位。而這些利好政策為寧德時代和英諾賽科的合作創造了積極條件。寧德時代是目前新能源的龍頭,英諾賽科是第三代半導體行業獨角獸,兩家涉足的主業都是十四五國家中長期發展的戰略布局領域。

功率器件革命

功率器件革命截止目前,總共發生過3次。 第一次功率革命: 1957年,美國出現了第一個晶閘管,這標志著電力電子技術的誕生,正式進入了電力電子技術階段。第一代電力電子器件就是以晶閘管為代表,主要用于相控電路。這些電路十分廣泛地用在電解、電鍍、直流電機傳動、發電機勵磁等整流裝置中,與傳統的汞弧整流裝置相比,不僅體積小、工作可靠,而且取得了十分明顯的節能效果,因此電力電子技術的發展也越來越受到人們的重視,已普遍應用于變頻調速、開關電源、靜止變頻等電力電子裝置中。 第二次功率革命: 1970年代后期,門極可關斷晶閘管GTO、電力雙極型晶體管BJT、電力場效應晶體管功率MOSFET為代表的全控型器件迅速發展,第二代電力電子器件應運而生,其工作頻率達到兆赫級。集成電路的技術促進了器件的小型化和功能化。這些新成就為發展高頻電力電子技術提供了條件,推動電力電子裝置朝著智能化、高頻化的方向發展。 第二代電力電子器件實現了既能被控制導通,也能控制關斷的全控型器件,使得各類電力電子變換電路及控制系統開始不斷涌現,如直流高頻斬波電路、軟開關諧振電路、脈寬調制電路等。 1980年代后期,以絕緣柵極雙極型晶體管(IGBT)集合了MOSFET的驅動功率小、開關速度快和BJT通態壓降小、載流能力大的優點,成為現代電力電子技術的主要器件;在中低頻大功率電源中占重要地位。20世紀90年代,智能功率模塊使功率器件的發展向大功率、高頻化、高效率跨向一大步。 第三次功率革命: 前兩次的功率革命都是以硅(Si)材料為基礎的各種電力電子器件,隨著硅(Si)材料電力電子器件逐漸接近其理論極限值,利用寬禁帶半導體材料制造的電力電子器件,如氮化鎵、碳化硅等,顯示出比傳統功率器件更優異的特性,給電力電子產業的發展帶來了新的生機。相對于硅(Si)材料,使用寬禁帶半導體材料制造新一代的電力電子器件,可以變得更小、更快和更高效。這將減少電力電子元件的質量、體積以及生命周期成本,允許設備在更高的溫度、電壓和頻率下工作,使得電子電子器件使用更少的能量卻可以實現更高的性能。

IDM模式優勢

這里有必要介紹一下IDM模式的優勢。 半導體芯片行業的三種運作模式,分別有IDM、Fabless和Foundry模式。 IDM,是英文Integrated Device Manufacture的縮寫,翻譯過來是整合器件制造企業。從設計、制造、封裝測試到銷售,自有品牌提供一條龍服務的半導體垂直整合型公司。 IDM模式好處不言而喻,如設計、制造等環節協同優化,有助于充分發掘技術潛力;能有條件率先實驗并推行新的半導體技術,可以很好的把設計與工藝平臺整合在一起。 業界大咖普遍認為,因為設計要與工藝完全配合,工藝又要根據設計來優化。從產業角度來看,IDM雖然難度大,但利潤比純代工高。從效率來看,功率半導體器件、模擬芯片、高端數模混合芯片、微制器、數字信號處理器DSP,都是采用IDM模式獲得成功的。 回到全球功率器件行業,在此之前,早有先例,業界知名的企業如英飛凌、AOS、意法半導體等也都是采用IDM模式,這也是這些企業長盛不衰的奧秘。 再回到近年來全球半導體供應緊張的話題,眾所周知,由于下游需求上升和八寸晶圓代工產能緊缺的雙重影響,全球功率器件供應持續緊張。IDM由于處于產業鏈頂端,能保證產能的持續供應,配合客戶做定制化開發,縮短開發周期。 資本市場、投資機構、券商對IDM模式也普遍看好,尤其是半導體芯片貨源緊缺的當下,IDM上市公司股價呈現了強勁增長態勢。

充電頭網總結

近年來,隨著中國在領先技術的重視和各項重要規劃的不斷落實,國內的半導體投資熱情被徹底釋放。同時,科創板、北交所的設立,為眾多中小型科技企業打開了融資的大門。同時,國家公布了一批專精特新小巨人企業,進一步打通了國內的半導體產業鏈,為半導體國產化創造條件。 寧德時代和英諾賽科加強合作,有望進一步推廣氮化鎵芯片在新能源領域的廣泛應用。除了新能源汽車,還可以推廣到快充、光伏、風能等產業上。 相信在眾多企業的不懈努力下,第三代半導體惠普全人類的夢想將會早日實現。