21日收盘,氮化镓概念板块指数报1280.15点,跌幅1.87%,成交212.7亿元,换手3.57%。板块个股中,跌幅最大的前3个股为:安克创新报99.00元,跌-4.72%。奥海科技报42.85元,跌-5.41%。华灿光电报7.48元,跌-6.27%。涨幅最大的前3个股为:海陆重工报7.43元,涨4.94%;天箭科技报29.77元,涨4.71%;蓝箭电子报25.88元,涨2.17%。
氮化镓是一种无机物,化学式为GaN,英文名称为Gallium Nitride,是氮和镓的化合物,属于第三代半导体材料。它通常为白色或微黄色的固体粉末,具有结构稳定、熔点高、耐高压、坚硬等特点,非常适用于极端环境。氮化镓存在三种晶体结构:纤锌矿、闪锌矿和岩盐矿结构,其中六方纤锌矿结构是稳态结构。在室温下,氮化镓的化学性质稳定,耐酸碱、耐腐蚀,不溶于水,且不与浓的无机酸反应。其高稳定性使得它在空气中加热到800℃才开始氧化,1,050℃开始分解。氮化镓基材料的禁带宽度可通过固溶体的制备在较大范围内连续变化,其发光波段覆盖了从近红外到可见光区再到深紫外区,因此它是一种理想的发光器件材料,具有高发光效率,主要应用在氮化镓基发光二极管(LEDs)、激光二极管(LDs)和紫外光探测器等领域。作为第三代半导体材料的代表,氮化镓不仅是当前世界上最为先进的半导体材料之一,还广泛地应用于蓝绿光发光二极管、激光器、紫外波段的探测器以及高温、大功率集成电路等器件,并且在环保新材料领域也展现出巨大潜力。由于其种种优异特性,氮化镓材料和器件的研究正日益受到人们的关注。
氮化镓根据晶体结构的不同,主要分为纤锌矿、闪锌矿和岩盐矿结构。纤锌矿氮化镓属于六方晶系,每个晶包含六个镓原子和六个氮原子,其结构沿C轴镓原子与氮原子构成的双层原子密排面以ABABABAB方式堆积,这种结构是氮化镓晶体管进行高电子迁移率晶体管(HEMT)操作的关键。闪锌矿氮化镓则属于立方晶系,每个晶包包含四个镓原子和四个氮原子,其原子排布与金刚石结构相似。而岩盐矿氮化镓通常是在高压或高温条件下,由纤锌矿或闪锌矿结构的氮化镓相变而来,这种相变是可逆的,一旦压力消失或温度降低,岩盐矿结构的氮化镓会重新转变成通常更稳定的纤锌矿结构。
氮化镓产业链上游原材料主要包括氮化镓衬底及氮化镓外延片,其中代表性衬底供应商有天科合达半导体、中镓半导体、纳维科技、芯元基半导体科技等,而代表性外延片供应商则包括中国电科、英诺赛科、晶湛半导体等。中游环节为氮化镓器件制造商,经营模式分为设计制造一体、设计和代工厂两类,涉及的企业有士兰微电子、华润微电子、三光安电、镓未来等设计制造一体企业,中兴微电子、海思半导体等设计类企业,以及方正微电子、三安光电、台积电等代工厂。下游应用领域广泛,涵盖光电子、射频电子和电力电子三大方向,具体应用包括消菌杀毒、激光显示、LED照明、卫星通讯、移动终端、国防军工、智能电网、工业电机、新能源汽车等。目前,中国氮化镓产业链已初步形成,整体产业结构相对集中在中游,且国产企业正逐步切入氮化镓行业,主要代表企业集中在江苏地区。然而,氮化镓衬底方面主要采用碳化硅衬底,进口依赖严重,国产化程度较低。尽管当前中国氮化镓中游代表企业每月产能较低,但呈逐渐扩大趋势,且随着半导体市场规模的逐年上涨,氮化镓的应用场景将不断丰富,发展空间也将持续拓展。在氮化镓衬底材料中,碳化硅衬底与氮化镓器件匹配度高、性能好且成本相对较低,因此受到广泛应用。