绿碳化硅 A股市场第四代半导体材料‖（金刚石、氧化镓）产

新题材！继“碳化硅”后，第四代“半导体”横空出世...

从以硅、锗为代表的第一代半导体材料，到现在，全球半导体材料已经经历三代，进入第四代。

就在近期，有媒体报道，我国第四代半导体材料再迎突破。中国电科46所成功制备出我国首颗6英寸氧化镓单晶，达到国际最高水平。此外，中科大的研究团队，也首次研制出了氧化镓垂直槽栅场效应晶体管。

第四代半导体材料——氧化镓，国内取得突破性进展。

实际上，在此前美国对第四代半导体材料——氧化镓、金刚石、氮化铝，实施出口管制，就曾引起全球科研与产业界的重视。

何为第四代半导体材料？较前三代有何优势？

我们都知道，半导体材料经历了四代。第一代半导体材料，就是大家都比较熟知的硅和锗。目前，全球95%以上的半导体产品的材料都是硅。

第二代半导体材料以砷化镓、磷化铟为代表，在光电子、微电子、微波功率器件等领域，展现出其巨大的优越性。

第三代半导体材料以氮化镓、碳化硅为代表，具备高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率及抗强辐射能力等优异性能，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率电子器件，是固态光源和电力电子、微波射频器件的“核芯”。

而第四代半导体材料，则以氧化镓、金刚石、氮化铝为代表。

相较于前三代半导体材料，第四代半导体材料具备更高的禁带宽度，与碳化硅、氮化镓相比，氧化镓的禁带宽度达到了4.9eV，金刚石为5.5eV，氮化铝为6.2eV，是一种“超宽禁带半导体”材料。

更宽的禁带宽度，意味着电子需要更多的能量从价带跃迁到导带，因此氧化镓、金刚石、氧化铝作为半导体材料，具备耐高压、耐高温、大功率、抗辐照等特性。在同等规格下，可以制造die size更小、功率密度更高的器件绿碳化硅，节省配套散热和晶圆面积，进一步降低成本。

因此，第四代半导体材料在开发下一代的小体积、轻重量、低功耗、低成本器件，及其要求极为苛刻的应用方面具有不可替代的独特优势。

目前，第四代半导体材料主要应用于红外探测、激光器等领域。

未来10年，氧化镓器件有可能会直接与碳化硅器件竞争。有数据显示绿碳化硅，到2030年，氧化镓功率半导体市场规模将达15亿美元。

目前，国内布局第四代半导体材料的企业：

第一家：南大光电

全球主要的MO源供应商，在国内半导体关键材料的制备领域，有多条不同产品体系且具备国际竞争力的业务线，能够为我国半导体行业解决关键的卡脖子问题。其中，公司三甲基镓产品可以作为生产氧化镓的原材料。

第二家：航天电子

航天电子是航天九院旗下上市平台，系国内宇航级电子产品的核心供应商，公司专业从事航天电子产品的研发与生产，有明显的资质与技术优势。全资子公司时代民芯公司正在氧化镓领域开展技术研究和布局。

第三家：蓝晓科技

国内吸附分离材料龙头，掌握生物制药行业分离纯化关键技术，打破外国技术封锁，实现高端吸附分离材料国产化。公司以吸附材料为基，逐步向层析介质等医用材料延伸。公司为氧化铝企业提供拜耳母液提镓技术和运营服务。

第四家：天准科技

工业领域机器视觉检测设备领先企业，应用涉及消费电子、光伏硅片、汽车智能制造、PCB、半导体前道量检测和智驾域控等。公司的全资德国Muetec子公司产品在第三代半导体及第四代半导体领域有着非常强的竞争力。

第五家：中钢国际

相关概念：子公司中钢设备持有浙江制造基金合伙企业20%份额，该基金间接持股北京铭镓半导体，目标公司是国内率先从事第四代半导体氧化镓材料开发及应用产业化企业。

公司亮点： 具有核心竞争力的国际知名工程承包商

主营业务：工程总承包为主的工程技术服务业务、以机电设备及备品备件集成供应为主的国内外贸易业务和以工程设计、咨询为主的服务业务。

核心概念：一带一路， 央企国企改革， 超超临界发电

技术优势：公司已经实现了由单个工程项目总承包向大型联合企业系统综合配套项目总承包的转变，具备“一站式”解决方案的能力，成功实现了BOT、PPP等全新建设模式项目的突破。

氧化镓的优势是什么?

1. 更高的工作温度：第四代半导体具有更高的材料熔点和更高的热稳定性，可以在高温环境下工作，可以被用于高温应用中，如气体开关、飞行器和火箭发动机等。

2. 更高的能效：相比于传统的半导体材料(如硅和锗)，第四代半导体具有更大的能隙，因此更容易实现高功率密度和高转换效率。这些特性使其成为电力电子器件中的理想选择。

3. 更快的响应速度：第四代半导体能够承受更高的电场强度，具有更高的电子迁移率和更快的电子速度，因此响应更快，并可以用于高频应用。

4. 更小的尺寸：第四代半导体比传统半导体更小，可以制成更小的器件，从而减少电路板大小，提高器件集成度。

5. 更长的使用寿命：第四代半导体的寿命比传统半导体更长，可以更好地承受高压和高温环境中的电压和电流变化。

氧化镓是一种新型超宽禁带半导体材料，与碳化硅、氮化镓相比，氧化镓的禁带宽度达到了4.9eV，高于碳化硅的3.25eV和氮化镓的3.4eV，确保了其抗辐照和抗高温能力，可以在高低温、强辐射等极端环境下保持稳定的性质；而其高击穿场强的特性则确保了制备的氧化镓器件可以在超高电压下使用，有利于提高载流子收集效率。（缺点：相关技术并未成熟，也无法实现量产，真正商用化还有很长的路要走）

氧化嫁相关概念股：

1、新湖中宝：持股杭州富加镓，专业从事氧化镓单晶材料设计、模拟仿真、生长及性能表征等工作，形成了较鲜明的特色和优势。

2、三安光电：子公司湖南三安致力于第三代化合物半导体碳化硅及氧化镓材料、外延、芯片及封装的开发，占领第三代半导体核心领域制高点。

3、蓝晓科技：国内金属镓提取领域处于绝对龙头地位，坊间号称“提镓第一股”。

4、中国西电：子公司西电电力系持股陕西半导体先导技术中心是宽禁带半导体领域国家工程研究中心，和宽禁带半导体高端装备与新材料西安市工程研究中心合作氮化镓、金刚石和氧化镓的高端制备装备和半导体材料的研究开发。

5、上海瀚讯：公司股东中国科学院上海微系统与信息技术研究所超宽禁带半导体氧化镓异质集成技术研究。

6、隆基绿能：与连城数控合作碳化硅及氧化镓等晶体的生产。

7、南大光电：南京大学有氧化镓双极型异质结功率器件研究。

金刚石，作为第四代半导体材料，金刚石材料具备高热导率、高击穿电场、高载流子迁移率、高载流子饱和速率和低介电常数等优异的特性，满足现代电子技术对高温、高压、高功率、高频率以及抗辐射等恶劣条件的要求，已是业界公认的“终极半导体材料”。（缺点：相关技术还未突破，暂时无法实现真正的商用，目前更多的只是作为衬底材料）

相关概念股（培育钻石技术中CVD法应用于半导体行业）：

1、中兵红箭：全球培育钻石+工业金刚石双龙头，高温高压+CVD并举。

2、四方达：国内CVD法培育钻石技术储备最先进、扩产力度最大、品质最高的公司之一。

3、黄河旋风：培育钻石+工业金刚石双龙头之一，定增计划已获受理，加紧研发CVD大单晶和第三代半导体的开发和推广。

4、国机精工：CVD法人造金刚石技术储备多年，功能性金刚石核心技术引领者。

5、沃尔德：国内领先的超硬刀具供应商，公司在CVD金刚石的制备应用方面已有超过15年积淀，培育钻石已在线上、线下进行销售。

声明：再好的逻辑也要配合市场热点趋势而为。以上仅为静态整理之资料，不构成投资建议；据此入市，风险自担！

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