18家国内氮化镓头部企业:做研发有多烧钱?
国家“十四五”研发计划已明确将大力支持第三代半导体产业的发展,氮化镓等第三代半导体材料也是支持新基建的核心材料,呈现巨大的潜在市场。目前氮化镓的应用市场分布于LED照明、激光器与探测器方向、5G射频和功率器件等。与国外领先企业相比,国内企业在技术积累上有着较大的差距,但国内企业之间的差距并不明显。通过调研国内18家氮化镓头部企业的研发投入,希望帮助行业人士通过本文了解目前氮化镓上市企业的研发费用情况。综合来看,氮化镓相关企业每年的研发费用最低在千万级,最高高达近30亿元;研发投入相对于营业收入占比,最低在3%以上,最高高达近26%。2020年国内氮化镓相关上市企业研发投入企业名称研发费用/元(单位:RMB)闻泰科技28.02亿三安光电9.3亿安克创新5.68亿华润微5.67亿士兰微4.86亿和而泰2.53亿赛微电子1.96亿华灿光电1.53亿亚光科技1.47亿奥海科技1.44亿易事特1.36亿国星光电1.34亿扬杰科技1.32亿乾照光电9086万捷捷微电7439万京泉华6505万聚灿光电6133万台基股份1283万各家企业简介及2020年研发投入情况如下:1.闻泰科技闻泰科技全资子公司安世半导体是全球知名的半导体IDM公司,总部位于荷兰奈梅亨,产品组合包括二极管、双极性晶体管、模拟和逻辑IC、ESD保护器件、MOSFET器件以及氮化镓场效应晶体管(GaN FET)。在与国际半导体巨头的竞争中,安世在各个细分领域均处于全球领先,其中二极管和晶体管出货量全球第一、逻辑芯片全球第二、ESD保护器件全球第一、功率器件全球第九。安世半导体第三代半导体氮化镓功率器件(GaN FET)广泛应用于电动汽车、数据中心、电信设备、工业自动化和高端电源,特别是在插电式混合动力汽车或纯电动汽车中。目前650V氮化镓(GaN)技术已经通过车规级测试。 2020年闻泰科技研发投入约28.02亿,研发投入总额占营业收入的5.42%。 2.三安光电三安光电主要从事化合物半导体材料与器件的研发与应用,以砷化物、氮化物、磷化物及碳化硅等化合物半导体新材料所涉及的外延片、芯片为核心主业。其中所生产的GaN光电器件——LED、光伏电池应用于照明、显示、背光、农业、医疗、光伏发电等领域;GaN微波射频器件——功率放大器、滤波器、低噪声放大器、射频开关器、混频器、振荡器、单片微波集成电路等应用于移动通信设备和基站、WiFi/蓝牙模组、卫星通信、CATV等;GaN电子电力器件——肖特基势垒二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、氮化镓场效应晶体管等应用于消费电源快速充电器、家用电器、新能源汽车、不间断电源、光伏/风能电站、智能电网、高速铁路等领域。2020年三安光电研发投入约9.3亿,研发投入总额占营业收入的11%。3.安克创新安克创新主要从事自有品牌的移动设备配件、智能硬件等消费电子产品的自主研发、设计和销售,是全球消费电子行业知名品牌商,产品主要有充电类、无线音频类、智能创新类三大系列。基于持续和巨大的研发投入,公司在各个产品领域形成了丰富且深入的技术积累,如将GaN(氮化镓半导体材料)材料应用在移动电源等相关产品中,在较大程度提高移动电源充电效率的同时降低了产品体积。2020年安克创新研发投入约5.68亿元,研发投入总额占营业收入的6.07%。4.华润微电子华润微电子是中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营能力的半导体企业,产品聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域,目前公司主营业务可分为产品与方案、制造与服务两大业务板块。公司产品与方案业务板块聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域。公司制造与服务业务主要提供半导体开放式晶圆制造、封装测试等服务。此外,公司还提供掩模制造服务。目前在研项目“硅基氮化镓功率器件设计及工艺技术研发”预计总投资规模约2.44亿元,目标完成650V硅基氮化镓器件的研发,建立相应的材料生产、产品设计、晶圆制作和封装测试能力,并应用于智能手机充电器、电动汽车充电器、电脑适配器等领域,达到领先水平。至2020年,该项目累计投入金额约3746亿元,目前自主开发的第一代650V硅基氮化镓Cascode器件静态参数达到国外对标样品水平,产出工程样品,可靠性考核通过。2020年华润微电子研发投入约5.67亿元,研发投入总额占营业收入的8.11%。5.士兰微电子士兰微电子主要产品包括集成电路、半导体分立器件、LED(发光二极管)产品等三大类。经过二十多年的发展,公司已经从一家纯芯片设计公司发展成为目前国内为数不多的以IDM模式(设计与制造一体化)为主要发展模式的综合型半导体产品公司。公司属于半导体行业,公司被国家发展和改革委员会、工业和信息化部等国家部委认定为“国家规划布局内重点软件和集成电路设计企业”,陆续承担了国家科技重大专项“01专项”和“02专项”多个科研专项课题。2020年,公司的硅上GaN化合物功率半导体器件在持续研发中,并获“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”专项约1495万元补助。2020年士兰微电子研发投入约4.86亿元,研发投入总额占营业收入的11.34%。 6.和而泰深圳和而泰子公司铖昌科技主营业务为微波毫米波射频芯片的设计研发、生产和销售。铖昌科技在芯片行业拥有核心技术的自主研发能力,公司产品质量达到了服务于航天、航空的水准。铖昌科技主要产品包括GaN功率放大器芯片、低噪声放大器芯片模拟波束赋形芯片、数控移相器芯片、数控衰减器芯片等,产品应用于我国卫星遥感、卫星导航和通信等领域。2020年深圳和而泰研发投入约2.53亿元,研发投入总额占营业收入的5.41%。7.赛微电子赛微电子现有GaN业务包括外延材料和器件设计两个环节,其中GaN外延材料业务是基于自主掌握的工艺诀窍,根据既定技术参数或客户指定参数,通过MOCVD设备生长并对外销售6-8英寸GaN外延材料。2020年赛微电子研发投入约1.96亿元,研发投入总额占营业收入的25.54%。8.华灿光电华灿光电是全球领先的LED芯片及先进半导体解决方案供应商,主要产品为LED芯片、LED外延片、蓝宝石衬底及第三代半导体化合物氮化镓基电力电子器件。华灿光电十五年聚焦氮化镓材料在LED领域的技术研发,并于2020正式进入氮化镓基电力电子器件领域,产品主要面向移动消费电子终端快速充电器、其他电源设备,云计算大数据服务器中心、通信及汽车应用等领域。2020年华灿光电研发投入约1.53亿元,研发投入总额占营业收入的5.78%。9.亚光科技亚光科技集团系由原太阳鸟游艇股份有限公司在收购成都亚光电子股份有限公司基础上改名而来,太阳鸟为国内领先全材质的游艇、商务艇和特种艇系统方案提供商,连续多年公司复合材料船艇产销量行业领先。2017年9月,上市公司太阳鸟以发行股份的方式完成亚光电子97.38%股权的收购,成为国内体量最大的军用微波射频芯片、元器件、组件和微系统上市公司,是我国军用微波集成电路的主要生产定点厂家之一。在核心射频芯片方面,亚光科技大力扩大芯片研发团队规模,形成设计、封装、测试全流程研发生产能力,集中突破砷化镓/氮化镓射频芯片关键技术,在芯片制造领域与国内流片厂深度合作,打造完整的新型半导体射频芯片产业链,在满足自用的基础上,逐渐扩大对外芯片设计、流片、测试和封装的整体芯片设计外包业务;并以5G/6G射频前端芯片和光通讯芯片为突破口,加快民品芯片设计服务拓展。2020年亚光科技研发投入约1.47亿元,研发投入总额占营业收入的8.10%。10.奥海科技奥海科技主要从事充电器等智能终端充储电产品的设计、研发、制造和销售,产品主要应用于智能手机、平板电脑、智能穿戴设备(智能手表等)、智能家居(电视棒/机顶盒、智能插座、路由器、智能摄像头、智能小家电等)、人工智能设备(智能音箱、智能机器人、智能翻译器等)、动力能源、网络能源等领域。在GaN研发项目上,已经布局了30W、45W、65W产品,GaN充电器方面将布局100W、120W充电器。2020年奥海科技研发投入约1.44亿元,研发投入总额占营业收入的4.87%。11.易事特易事特主要从事5G+智慧电源(5G供电、轨道交通供电、智能供配电、特种电源)、智慧城市&大数据(云计算/边缘计算数据中心、IT基础设施)、智慧能源(光伏发电、储能、充电桩、微电网)三大战略板块业务的研发、生产与销售服务,为广大用户提供高端电源装备、数据中心、充电桩、5G供电、储能、轨道交通智能供电系统、光储充一体化系统等产品及能效解决方案。经过三十一年的发展,现已成全球新能源500强和竞争力百强企业,行业首批国家火炬计划重点高新技术企业、国家技术创新示范企业、国家知识产权示范企业。2020年易事特研发投入约1.36亿元,研发投入总额占营业收入的3.26%。12.国星光电国星光电是集研发、设计、生产和销售中高端半导体发光二极管(LED)及其应用产品为一体的国家高新技术企业,主营业务为研发、生产与销售LED器件及组件产品。公司作为国内LED器件封装的龙头企业,涉足电子及LED行业50余年,产品广泛应用于消费类电子产品、家电产品、计算机、通讯、显示及亮化产品、通用照明、车灯、杀菌净化等领域,技术实力领先,产品精益制造,拥有全面的生产和质量管理认证体系。公司主要产品分为器件类产品(包括显示屏用器件产品、白光器件产品、指示器件产品、非视觉器件产品)、组件类产品(包括显示模块与背光源、Mini背光模组)及LED外延片及芯片(包括各种功率及尺寸的外延片、LED芯片产品),业务涵盖LED产业链上、中、下游产品。2020年国星光电研发投入约1.34亿元,研发投入总额占营业收入的4.09%。“硅基AlGaN垂直结构近紫外大功率LED外延、芯片与封装研究及应用”、“晶圆级GaN纳米阵列生长与紫外探测器芯片研制项目”等获得政府补助。13.扬杰科技扬杰科技专业致力于功率半导体芯片及器件制造、集成电路封装测试等中高端领域的产业发展,主营产品为各类电力电子器件芯片、MOSFET、IGBT及碳化硅SBD、碳化硅JBS、大功率模块、小信号二三极管、功率二极管、整流桥等,产品广泛应用于消费类电子、安防、工控、汽车电子、新能源等诸多领域。“900V耐压GaN基垂直结构功率器件研发及产业化项目”获得政府补助。2020年扬杰科技研发投入约1.32亿元,研发投入总额占营业收入的5.01%。14.乾照光电乾照光电一直从事半导体光电产品的研发、生产和销售业务,主要产品为LED外延片、全色系LED和芯片及砷化镓太阳电池外延片及芯片,为LED产业链上游企业。在氮化镓LED方面,随着南昌生产基地一期的满产,公司全面布局普通照明产品、高压产品、灯丝产品、高光效产品、背光产品、倒装产品、Mini/Micro-LED产品,以及显示屏芯片产品。全新一代的Alioth系列照明产品,采用全新的外延结构设计、芯片结构设计和芯片制程工艺,在产品性能上得到大幅度的提升,凭借较高的性价比,迅速占领市场。2020年厦门乾照光电研发投入约9086万元,研发投入总额占营业收入的6.91%。“通用照明用GaN基材料及LED芯片制造技术改造项目”、“氮化镓基第三代半导体照明用材料及高效白光LED器件产业化项目”等获得政府补助。15.捷捷微电子江苏捷捷微电子是专业从事功率半导体芯片和器件的研发、设计、生产和销售,具备以先进的芯片技术和封装设计、制程及测试为核心竞争力的IDM业务体系为主。公司集功率半导体器件、功率集成电路、新型元件的芯片研发和制造、器件研发和封测、芯片及器件销售和服务为一体的功率(电力)半导体器件制造商和品牌运营商。2021年将加快功率MOSFET、IGBT、碳化硅、氮化镓等新型电力半导体器件的研发和推广,从先进封装、芯片设计等多方面同步切入,快速进入新能源汽车电子(如电机马达和车载电子)、5G核心通信电源模块、智能穿戴、智能监控、光伏、物联网、工业控制和消费类电子等领域。2020年江苏捷捷微电子研发投入约7439万元,研发投入总额占营业收入的7.36%。16.京泉华京泉华专注于电子元器件行业,是一家集磁性元器件、电源类产品的生产及组件灌封、组装技术于一体的解决方案提供者。公司电源产品按照产品特性可分为电源适配器和定制电源两大类,智能电源是定制电源产品系列中的新研发产品。电源具体产品包括:智能电源、氮化镓电源、电源适配器、裸板电源、LED电源、模块电源、医疗电源、工控电源、通信电源、光伏逆变电源、数字电源等多个系列。2020年京泉华研发投入约6505万元,研发投入总额占营业收入的4.95%。17.聚灿光电聚灿光电主要从事化合物光电半导体材料的研发、生产和销售业务,主要产品为GaN基高亮度LED外延片、芯片。与华中科技大学合作承担的“面向高端车用市场的氮化镓基倒装LED芯片研发及其产业化”政府科技项目,通过研发设计芯片版图、开发新工艺,已开发出车用大尺寸倒装芯片,产品性能优异,对占领国产高端芯片市场份额具有重要意义。2020年聚灿光电研发投入约6133万元,研发投入总额占营业收入的4.36%。18.台基股份台基股份专注于功率半导体器件的研发、制造、销售及服务,主要产品为大功率晶闸管、整流管、IGBT、电力半导体模块等功率半导体器件,广泛应用于工业电气控制系统和工业电源设备,包括冶金铸造、电机驱动、电机节能、大功率电源、输变配电、轨道交通、新能源等行业和领域。2020年台基股份研发投入约1283万元,研发投入总额占营业收入的3.30%。结合这18家氮化镓上市企业的研发费用可以看出,近年来国内企业在氮化镓相关领域投入研发资金高达上百亿元,而多数企业在财报中都表明看好未来氮化镓材料在LED照明、激光器与探测器方向、5G射频和功率器件等多个领域的市场前景,纷纷加码布局氮化镓项目。据了解,多家企业不乏获得政府千万级补贴的在研氮化镓项目。这预示着未来几年相关半导体检测仪器市场或将继续快速增长。