近日，有著“價格屠夫”稱號的小米召開了線上新品發布會。除了沖刺高端市場的新款手機，發布會上一款不起眼的周邊產品，卻悄然開啟了一輪半導體新材料行業的盛宴。
發布會后，小米將GaN氮化鎵半導體，帶到了大眾面前。也讓其身后的眾多半導體企業受到大眾關注。耐威科技就是其中之一家從事氮化鎵半導體生產的企業。
衛星導航起家，MEMS雄起
耐威科技于2008年在北京成立，從事慣性導航系統及衛星導航產品的研發、生產與銷售工作。經過多年發展，耐威科技形成了一套全覆蓋的導航系統業務，并于2015年在深交所上市。
2008-2016年間，耐威科技專注導航與航空電子的業務。依靠此，耐威科技的營收與利潤一直處于平穩增長狀態。但在專注導航業務的同時，耐威科技發現，頻繁與高質量的信號傳輸都離不開MEMS。
MEMS是指利用半導體生產工藝構造的微型器件或系統。它通常集微傳感器、信號處理和控制電路、微執行器、通訊接口和電源等部件于一體，尺寸大小通常在微米級至毫米級之間。
MEMS可將電子系統與周圍環境有機結合在一起，微傳感器接收運動、光、熱、聲、磁等信號，信號再被轉換成能夠被電子系統識別、處理的電信號，部分MEMS器件可通過微執行器實現對外部介質的操作。
由于MEMS與原本的導航與航空電子業務高度契合，耐威科技開始著手MEMS的布局。
2016年，耐威科技收購了全球領先的MEMS芯片制造商Silex Microsystems AB，Silex Microsystems來自瑞典，一度是世界上最大的MEMS代工廠。世界權威半導體市場研究機構Yole Development的統計數據顯示，2012-2016年，Silex在全球MEMS代工廠收入中的綜合排名為第五位，2017年則超越臺積電（TSMC）、索尼（SONY）前進至第三位，緊隨意法半導體（ST Microelectronics）、Teledyne DALSA之后。
Silex擁有8英寸與6英寸兩條獨立的MEMS生產線，在加速度計、陀螺儀和其他微型傳感器技術方面有深厚的積累。Silex的客戶涵蓋工業、汽車、生物醫療、通訊、消費電子等多個領域。耐威科技也因此一躍成為MEMS芯片全球代工龍頭。
與此同時，耐威科技的產能利用率也在不斷提高，2018年產能利用率高達98.52%。且近期瑞典產線的MEMS訂單極多，生產排期已經超過14個月。短期內，耐威科技MEMS代工全球龍頭的地位無人可撼動。
此外，耐威科技本身在MEMS制造工藝技術方面也有較深厚的積累。收購完成之后，據耐威科技2019年12月初的消息，耐威科技“8英寸MEMS國際代工線建設項目”將在2020年于北京投產，6年后達到穩定期。
該項目目前計劃實現每月1萬片產能，預計滿產后可增加營業收入7-8億，未來有望實現每月3萬片產能。北京產線建設完成后，賽萊克斯北京將與瑞典Silex形成優勢互補。這條產線也將為本土的MEMS傳感器企業提供重要的支持。
探索新材，三線齊進
近兩年，耐威科技緊密圍繞物聯網和特種電子兩大產業鏈，大力發展MEMS、導航、航空電子三大核心業務。與此同時，耐威科技也在積極布局第三代半導體等潛力業務。
第三代半導體材料及器件主要包括碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、金剛石等材料，以及在其基礎上開發制造的相應器件。因其禁帶寬度(Eg)大于或等于2.3電子伏特(eV)，又被成為寬禁帶半導體材料。
與第一、二代半導體材料硅（Si）和砷化鎵（GaAs）相比，第三代半導體材料及器件具有高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子速率等優點，可以滿足現代電子技術對高溫、高功率、高壓、高頻以及抗輻射等惡劣條件的新要求。隨著5G時代的到來及物聯網產業的發展，第三代半導體材料及器件即將迎來巨大的市場應用前景。
第三代半導體行業是在硅基電力電子器件逐漸接近其理論極限值背景下，誕生的新一代電子信息技術革命的新興行業，目前該行業還屬于初創期，各方企業幾乎都處于同一起跑線上。
為了與時間賽跑，耐威科技在即墨投資設立了聚能晶源公司，專注GaN外延材料的研發生長；在嶗山投資設立了聚能創芯公司，專注GaN器件的開發設計。從入駐到項目建成投產，聚能晶源僅僅用了一年多的時間。
在第三代半導體業務布局方面，耐威科技目前主要專注氮化鎵(GaN)材料的生長與器件的設計領域。耐威科技已成功研制8英寸硅基氮化鎵外延晶圓，且正在持續研發氮化鎵器件。據了解，該材料及器件可廣泛應用于5G通訊、云計算、數據中心、新型電源等領域。一旦完成研發，將具有先發優勢。
以聚能晶源此前展示的HVA700型8英寸AlGaN/GaN-on-Si外延晶圓產品為例。該型GaN外延晶圓具有高晶體質量、低表面粗糙度、高一致性的材料特點。同時具有低導通電阻、高耐壓的電學特性。值得一提的是，聚能晶源GaN外延晶圓具有優秀的材料可靠性，根據標準TDDB測試方法，其在標稱耐壓值下的長時有效壽命達到了10的9次方小時，處于國際業界領先水平。
根據MarketsandMarkets預測，到2023年，功率氮化鎵市場規模將達到4.23億美元，復合增長率為93%。我國眾多企業也已開始此布局。國家集成電路產業大基金、北京集成電路產業基金也給與了大量資金支持。
耐威科技董事長楊云春對此也充滿了信心。他多次表示，公司在青島會持續建設第三代半導體材料生產基地及器件設計中心，在規模與體量上再造一個耐威。
新材料的發現往往比新技術的使用更為重要，如果GaN外延晶圓得以批量使用，我國在開發GaN器件時可實現高性能、高一致性、高良率、高可靠性等優勢，可幫助國產替代搶占第三代半導體器件領域的競爭先機。
作者：張偉超
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