一周一课 LED芯片和化合物半导体巨头——三安光电

上证作者:nixiang日期:1月前点击:16

三安光电股份有限公司成立于2000年11月,于2008年7月在上海证券交易所挂牌上市(股票代码:600703),总部坐落于素有“海上花园”之称的厦门,产业化基地分布在厦门、天津、芜湖、泉州等多个地区,是国家发改委批准的“国家高科技产业化示范工程”企业、工业和信息化部认定的“国家技术创新示范企业”,承担了国家“863”、“973”计划等多项重大课题,拥有国家人事部颁发的博士后科研工作站及国家认定的企业技术中心。

三安光电主要从事全色系超高亮度LED外延片、芯片、Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料、微波通讯集成电路与功率器件、光通讯元器件等的研发、生产与销售。公司凭借强大的企业实力,继2014年扩大LED外延芯片研发与制造产业化规模、同时投资集成电路产业,建设砷化镓高速半导体与氮化镓高功率半导体项目之后, 2018年三安光电在福建泉州南安高新技术产业园区,斥资333亿元投资Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料、LED外延、芯片、微波集成电路、光通讯、射频滤波器、电力电子、SIC材料及器件、特种封装等产业。2022年项目建成后,三安光电将实现在半导体化合物高端领域的全产业链布局。

在传统LED光芯片领域,三安光电已经能够提供全波长范围的LED,产品可覆盖全部可见光和不可见光谱



而且传统的LED领域,已经是一片红海,竞争格外激烈,当然这也是随着国内企业的崛起,打破了以前有韩国三星 LG以及台湾公司对这个市场近乎垄断的局面。

在这里格外介绍一下三安光电的第三代半导体­­-----三安集成成立于2014年,作为上市公司三安光电的全资子公司,致力于成为世界级的化合物半导体研发、制造和服务平台。成功地将三安光电20年化合物半导体产业化经验,延伸至微波射频、滤波器、光技术和电力电子领域,一跃成为专注于化合物半导体产业,提供产品和服务最全面的专业平台

主营业务

以砷化镓材料为基础,拥有自产外延的化合物半导体代工平台。

三安集成提供的晶圆代工服务包含完整的工艺设计套件,内容含括设计支持(Design Support)、模型手册(Device Model Guide Book)、制程设计套件(PDK)和计算机辅助设计(CAD)等参数数据库,让客户拥有便捷设计环境,同时还提供完整产品测试服务能力,与客户共同加速产品开发。

第三代半导体垂直整合制造平台

高效节能领域的演进推动了以宽禁带(Wide Band Gap)半导体材料(碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN))功率器件为代表的下一代电力转换技术的发展。宽禁带半导体器件可以工作在更高的电压及更高的温度下,可以操作在更高的开关频率,从而获得更低的开关损耗。以上优点可以使系统效率更高、体积更小、重量更轻、以及整体成本更低。宽禁带半导体方案正在各个应用领域引领着变革,其中包括消费类电子用电源适配器、数据中心、电动汽车(EV)、工业电机、无线充电和可再生能源采集等。

在这里顺带介绍一下碳化硅器件的应用场景,以此来了解一下三光电集成电路事业部未来广阔的市场。

根据产品类型划分:

1、射频器件:射频器件是在无线通信领域负责信号转换的部件,如功率放大器、射频开关、滤波器、低噪声放大器等。碳化硅基氮化镓射频器件具有热导率高、高频率、高功率等优点,相较于传统的硅基 LDMOS 器件,可以更好地适应 5G 通信基站、雷达应用等领域低能耗、高效率要求。

2、功率器件:又称电力电子器件,主要应用于电力设备电能变换和控制电路方面的大功率电子器件,有功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等。碳化硅基碳化硅器件在 1000V 以上的中高压领域有深远影响,主要应用领域有电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等。

3、新能源汽车:电动汽车系统涉及功率半导体应用的组件有电机驱动系统、车载充电系统(On-board charger,OBC)、车载 DC/DC 及非车载充电桩。其中,电动车逆变器市场碳化硅功率器件应用最多,碳化硅模块的使用使得整车的能耗更低、尺寸更小、行驶里程更长。目前,国内外车企均积极布局碳化硅器件应用,以优化电动汽车性能,特斯拉、比亚迪、丰田等车企均开始采用碳化硅器件。随着碳化硅功率器件的生产成本降低,碳化硅在充电桩领域的应用也将逐步深入。

4、光伏发电:目前,光伏逆变器龙头企业已采用碳化硅技术 MOSFET 功率器件替代硅器件。根据中商情报网数据,使用碳化硅功率器件可使转换效率提高 96%提高至 99%以上,能量损耗降低 50%以上,设备循环寿命提升 50 倍,从而带来成本低、效能高的好处。

5、智能电网:国家大力发展新基建,特高压输电工程对碳化硅功率器件具有重大需求。其在智能电网中的主要应用场景包括:高压直流输电换流阀、柔性直流输电换流阀、灵活交流输电

装电、高压直流断路器、电力电子变压器等装臵。相比其他电力电子装置,电力系统要求更高的电压、更大的功率容量和更高的可靠性,碳化硅器件突破了硅基功率半导体器件在大电压、高功率和高温度方面的限制所导致的系统局限性,并具有高频、高可靠性、高效率、低损耗等独特优势,在固态变压器、柔性交流输电、柔性直流输电、高压直流输电及配电系统等应用方面推动智能电网的发展和变革。

6、轨道交通:轨道交通对其牵引变流器、辅助变流器、主辅一体变流器、电力电子变压器、电源充电机等装置的性能提出更好的要求,采用碳化硅功率器件可帮其实现提升。碳化硅功率器件可大幅提高这些电力电子装置的功率密度和工作效率,有利于减轻轨道交通的载重系统。

7、射频通信:碳化硅基氮化镓射频器件同时具备碳化硅的高导热性能和氮化镓在高频段下大功率射频输出的优势,能够满足 5G 通讯对高频性能和高功率处理能力的要求,逐步成为 5G功率放大器尤其宏基站功率放大器的主流技术路线。

碳化硅的应用场景太丰富了,从功率半导体器件发展开始,中国公司一直都是欧美日国家企业的追随者,都是跟在国外公司后面,随着科技的不断进步,进入第三代半导体时期,我们中国的企业也可以和国内巨头们同在一个起跑线上,这是一个很值得庆祝的事情。

收购合并是欧美巨头快速成长的一个重要手段之一,在这一点上,我们的科技巨头也已经很熟练地掌握了,三安光电的成长也离不开买买买这个操作方式。

2012-11-13 公司全资子公司三安光电科技有限公司(以下简称三安光电科技)拟使用自筹资金不超过23.52亿元新台币(约为5.06元亿人民币)认购在中国台湾证券交易所上市的璨圆光电不超过1.2亿股私募普通股,每股认购价格暂定为19.6元新台币。本次方案实施后,三安光电科技将持有璨圆光电约19.9%的股份,成为璨圆光电第一大股东。

2013年6月4日晚间公告,三安光电公司全资子公司Lightera Corporation拟以自有货币资金2200万美元收购美国流明100%股权。

美国流明注册地为美国特拉华州,持有台湾朗明纳斯光电有限公司100%的股权。其主营业务是开发和生产用于要求高亮度的照明设备,主要产品包括白色LED、彩色LED、四色LED和紫外LED,、照明业务(典型应用于室内聚光光源、室外、街道区域光源及汽车区域光源等)、娱乐业务(典型应用于现场活动、影院、电视机制造商等)和紫外光业务(典型应用于医疗、水处理等)等。

2018年8月28日中国芯片设计和制造公司三安光电计划以3亿美元收购总部位于以色列ColorChip CEO Yigal Ezra通信芯片公司ColorChip,目前该项收购还在进行中。

ColorChip成立于2001年,总部位于以色列北部城市伊利特约克纳姆,该公司主要为电信供应商和数据中心设计和制造通信组件。

ColorChip主要开发基于被称为SystemOnGlass的混合集成技术,利用玻璃材料晶圆制作光器件,从而将半导体领域的制造技术带入光通信领域。ColorChip在以色列拥有自己的fab,并在此制作自己的各类器件。业务上主要包括应用于FTTx市场的无源PLC分路器产品系列,和应用于高速网络的收发器产品系列。

2019年12月27日,三安光电股份有限公司(简称“三安光电”)于26日晚发布公告称,为完善布局,推进公司在智能LED车灯照明领域的业务发展,公司全资子公司安瑞光电以自有货币资金1050万英镑购买WIPAC(威帕克)全部资产。

威帕克是英国CARCLO集团的全资子公司,注册资本为200万英镑,是一家全球领先的豪华汽车、超级跑车的照明系统供应商。在主营业务上,威帕克主要研发、生产和销售高端的汽车前照灯、尾灯和所有类型的外部辅助照明灯具。目前,该公司的主要客户为宾利、阿斯顿马丁、法拉利、迈凯伦、保时捷、奥迪、奔驰、AMG等世界知名豪华车、超级跑车制造商。

2020年8月19日公司公告,公司全资子公司湖南三安半导体有限责任公司(下称“湖南三安”)拟以现金3.815亿元收购福建北电新材料科技有限公司(下称“北电新材”)100%股权。

北电新材成立于2017年,主营车规级碳化硅晶圆的研发和生产。这东西主要用于电动车超级快充,随着国内电动车越卖越好,新材今年上半年实现营收304.37万,几乎相当于去年全年,亏损0.18亿,与去年相比经营效率大幅提升。由于新材料至今仍处于研发投入阶段,尚未有产品面世,估计收入来源是技术授权。三安也表示本次收购着眼于未来,没有任何业绩承诺

透过不断的收购合并,三安光电在不断地完善自己的主营业务LED光通讯这个业务同时,也开辟了新兴的市场——集成电路业务,三安集成现在已经是国内最大的化合物半导体IDM厂商。

按照三安光电公告介绍,未来2-3年的时间,公司将聚焦集成电路业务的快速拓展以及LED高端产品结构占比的持续提升,为此公司已做好各项准备工作,客户前期拓展已逐步完善,规划产能布局已在实施,组织架构调整、技术更新、内控权限设置等方面已落实就位。根据公司项目新建产能规划,LED业务细分领域的新增产能主要在泉州三安和湖北三安,随着产能的不断释放, LED细分领域的高端产品结构占比将大幅提高;集成电路新建项目规划产能主要在三安集成、泉州三安、湖南三安,砷化镓射频产能将扩充到3万片/月,滤波器将扩充到500KK/月产能,电力电子碳化硅配套产能扩充到3万片/月、硅基氮化镓产能扩充到0.4万片/月,光技术产能扩充到2600片/月,各项产能得以逐步落地,进而将带动营收规模快速增长。

三安光电将朝着一家全球最大LED外延芯片和化合物半导体的企业努力发展。

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