2月16日，全球LED照明巨頭Cree正式發(fā)布聲明稱將終止Wolfspeed電源和RF部門出售案件。緣由是美國審查主管機(jī)關(guān)（CFIUS）認(rèn)為此項(xiàng)并購案將構(gòu)成美國國家安全風(fēng)險(xiǎn)，科銳（Cree）和英飛凌（Infineon）無法確定解決CFIUS關(guān)注的國家安全問題的替代方案，因此，擬議的交易將被終止。

此項(xiàng)收購案起于2016年7月14日，德國芯片廠商英飛凌（Infineon）宣布，將以8.5億美元的現(xiàn)金從美國LED大廠科銳公司（Cree）手中收購其Wolfspeed Power&RF部門。此項(xiàng)收購最初來源于雙方意向高度契合。英飛凌看重Wolfspeed碳化硅技術(shù)。Woolfspeed是SiC功率及GaN-on-SiC射頻功率解決方案的主要供應(yīng)商，其核心能力包括SiC晶圓基板制造以及射頻功率應(yīng)用的SiC單晶氮化鎵層。英飛凌認(rèn)為其生產(chǎn)的SiC芯片在未來將逐漸取代傳統(tǒng)芯片，尤其是電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車。而科銳2015年9月宣布公司欲進(jìn)一步專注于LED照明領(lǐng)域，分拆旗WolfspeedPower&RF 部門，更名為“Wolfspeed”（疾狼）公司，并計(jì)劃單獨(dú)上市。Cree方面又宣布上市計(jì)劃推遲，后經(jīng)過慎重的考慮及多方調(diào)查，Cree最終決定將Wolfspeed賣給Infineon。

與英飛凌的此次交易終止將觸發(fā)向Cree支付的終止費(fèi)用1，250萬美元。由于交易終止和Cree決定專注于運(yùn)行Wolfspeed業(yè)務(wù)，Wolfspeed成為Cree持續(xù)運(yùn)營的一個(gè)獨(dú)立部分。

此次并購的主角與其說是Infineon和Cree，不如說是化合物半導(dǎo)體碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）技術(shù)。雖然Cree、Infineon并未說明美國政府為何會(huì)對(duì)這項(xiàng)交易持保留意見，但由于Wolfspeed生產(chǎn)的產(chǎn)品有具軍事用途的碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN），所以很可能是美國政府認(rèn)定此案有威脅到其國防安全的可能。

這次并購案的失敗說明了化合物半導(dǎo)體材料于這些大國的戰(zhàn)略意義。為了保護(hù)國防工業(yè)安全，不管收購方是任何外國廠商，美國都會(huì)謹(jǐn)慎考慮。由此也可以看出化合物半導(dǎo)體未來前景可觀。

化合物半導(dǎo)體進(jìn)化史

以硅材料為代表的第一代半導(dǎo)體材料的發(fā)展是從20世紀(jì)50年代開始的，目前硅材料仍是電子信息產(chǎn)業(yè)最為主要的半導(dǎo)體器件材料，三十硅材料帶隙（禁帶）較窄和擊穿電場(chǎng)較低等物理屬性的特點(diǎn)限制了其在光電領(lǐng)域和高頻高功率器件方面的應(yīng)用。

20世紀(jì)90年代以來，隨著無線通信的飛速發(fā)展和以光纖通信為基礎(chǔ)的信息高速與互聯(lián)網(wǎng)的興起，以砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）為代表的第二代半導(dǎo)體材料開始嶄露頭角，進(jìn)入化合物半導(dǎo)體時(shí)代?；衔锇雽?dǎo)體是區(qū)別于硅（Si）和鍺（Ge）等傳統(tǒng)單質(zhì)的一類半導(dǎo)體材料，主要包括砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化鋅（ZnO）等。相對(duì)于硅材料，化合物半導(dǎo)體性能更加優(yōu)異，制作出的器件相對(duì)于硅器件具有更優(yōu)異的光電性能、高速、高頻、大功率、耐高溫和高輻射等特征。故GaAs出現(xiàn)后幾乎壟斷了手機(jī)制造中所有的功放器件市場(chǎng)。

第三代半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的興起原因始于兩個(gè)契機(jī)。第一，特殊場(chǎng)合要求半導(dǎo)體能夠在高溫、強(qiáng)輻射、大功率等環(huán)境下依然堅(jiān)挺，第一、二代半導(dǎo)體材料便無能為力。第二，半導(dǎo)體材料在生產(chǎn)中的主要污染物有GaAs、Ga3+、In3+等，人們?cè)噲D找尋一種既能滿足產(chǎn)品需求，又能不污染環(huán)境的新型半導(dǎo)體材料。于是目光投向了有機(jī)半導(dǎo)體（在半導(dǎo)體材料中滲入有機(jī)材料如C和N）。第三代半導(dǎo)體材料主要包括碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、砷化鎵（GaAS）、氧化鋅（ZnO）、金剛石、氮化鋁（AlN），較為成熟的是碳化硅和氮化鎵被稱為第三代半導(dǎo)體材料的新星，而氧化鋅、金剛石、氮化鋁的研究尚屬起步階段。

現(xiàn)在已知的化合物半導(dǎo)體有600種以上。根據(jù)StrategyAnalytic與SEMI的報(bào)告指出，憑借著優(yōu)異的性能特點(diǎn)，化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將在2020年成長(zhǎng)至440億美元，年復(fù)合成長(zhǎng)率（CAGR）為12.9%，遠(yuǎn)優(yōu)于單晶半導(dǎo)體的成長(zhǎng)速度。

化合物半導(dǎo)體應(yīng)用市場(chǎng)龐大

英飛凌此次意欲收購Wolfspeed，是看中其SiC及GaN技術(shù)在未來無線通信、消費(fèi)電子、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的市場(chǎng)潛力。GaN器件將主要應(yīng)用于高速、高溫領(lǐng)域，市場(chǎng)預(yù)測(cè)，2019年GaN器件的市場(chǎng)規(guī)模將超過20億美元。而SiC適用于電力電子器件產(chǎn)業(yè)，IHS預(yù)計(jì)預(yù)估全球碳化矽（SiC）與氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體市場(chǎng)將由2015年的2.1億美元，先上揚(yáng)為2020年的10億美元以上，然后于2025年飆升至37億美元。而二代化合物半導(dǎo)體GaAs主要適用于高頻及無線通信領(lǐng)域中的IC器件，根據(jù)strategy Analytics的調(diào)查數(shù)據(jù)，全球GaAs半導(dǎo)體市場(chǎng)總產(chǎn)值約接近百億美元。由于下游應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，市場(chǎng)空間廣闊。

半導(dǎo)體照明

研究機(jī)構(gòu)Strategies Unlimited發(fā)布的全球LED器件市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)顯示，2014年—2020年，LED器件市場(chǎng)將以4.5%的年均增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，其中照明占比最大。若用襯底材料來劃分藍(lán)光LED，那么目前GaN基半導(dǎo)體主導(dǎo)藍(lán)光LED市場(chǎng)，剩下的則為藍(lán)寶石（（Al2O3）、SiC、Si以及AlN。

Cree公司LED照明產(chǎn)品一大優(yōu)勢(shì)在于氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等方面獨(dú)一無二的材料技術(shù)與先進(jìn)的白光技術(shù)，擁有1100多項(xiàng)美國專利和2800多項(xiàng)國際專利，使得英飛凌“垂涎”并購。最突出的還是他們對(duì)藍(lán)光LED方面的貢獻(xiàn)，公司在SiC襯底上生長(zhǎng)GaN外延片制作藍(lán)光上擁有專利。不同于日亞以藍(lán)寶石為襯底生長(zhǎng)GaN外延制作藍(lán)光的專利， GaN半導(dǎo)體材料能高頻高溫條件下能夠激發(fā)藍(lán)光，藍(lán)光是生成白光的基礎(chǔ)。同時(shí)GaN基高亮度LED在能量轉(zhuǎn)換過程中不輻射熱量，并具有較長(zhǎng)壽命。另外由于可以激發(fā)熒光，GaN基LED亮度較普通照明提高5倍以上。這在手機(jī)彩色顯示背景白光和汽車照明中頗具競(jìng)爭(zhēng)力。諸多汽車制造商開始運(yùn)用GaN基高亮度LED來裝備車燈。

電力電子器件

我國將于2017年展開5G網(wǎng)絡(luò)第二階段測(cè)試，2018年進(jìn)行大規(guī)模試驗(yàn)組網(wǎng)，并在此基礎(chǔ)上于2019年啟動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，最快到2020年正式商用5G網(wǎng)絡(luò)。射頻在通信行業(yè)中起到第一層連接的作用。GaN高頻大功率微波器件已開始用于軍用雷達(dá)、智能武器和通信系統(tǒng)等方面。在未來，GaN微波器件有望用于5G移動(dòng)通訊基站等民用領(lǐng)域。

在5G時(shí)代，射頻元件的接收到發(fā)送基本上皆屬于高頻訊號(hào)，因此從有線到無線網(wǎng)路的射頻元件應(yīng)用，主要都采用化合物半導(dǎo)體元件。高頻段比如28GHz 在毫米波波段上有很多種技術(shù)在介入，包括GaAs 技術(shù)、GaN 技術(shù)、硅的CMOS 技術(shù)、InP技術(shù)。同時(shí)5G 是多頻段的網(wǎng)絡(luò)，其中在3.5GHz 和4.5GHz 確定用GaN 技術(shù)，國內(nèi)包括華為和中興已經(jīng)開始在一些基站上采用GaN。

射頻元件中射頻功率放大器PA是化合物半導(dǎo)體應(yīng)用的主要器件，可用于移動(dòng)通信、導(dǎo)航設(shè)備、雷達(dá)電子對(duì)抗和空間通信。Cree相關(guān)年報(bào)顯示受益于高端應(yīng)用，其GaN 相關(guān)射頻和功率器件部門2013—2015年產(chǎn)值分別為0.89億、1.08億、1.24億美元，毛利率分別為54%、56.5%、54.7%。5G時(shí)代其傳輸速度將是現(xiàn)行 4G LTE 的 100倍，包含更多更快的語音、視訊及數(shù)據(jù)網(wǎng)路的匯聚和傳輸，進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)據(jù)流量的爆炸性成長(zhǎng)，對(duì)于射頻的通訊連接功能需求隨之而起，驅(qū)動(dòng)整體化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)。

激光器和探測(cè)器

在激光器和探測(cè)器領(lǐng)域，InP和GaAs混晶是光通信半導(dǎo)體激光器的主要材料，而目前GaN激光器也已經(jīng)成功用于藍(lán)光DVD。藍(lán)綠光二極管和激光器基本都運(yùn)用有機(jī)金屬汽相外延（MOCVD）方法制作的，藍(lán)光和綠色的激光進(jìn)一步運(yùn)用在微型投影、激光3D投影等領(lǐng)域，存在巨大的市場(chǎng)空間。2016年藍(lán)色激光器和綠光激光器產(chǎn)值約為2億美元。研究機(jī)構(gòu)分析，如果技術(shù)瓶頸得到突破，潛在產(chǎn)值將達(dá)到500億美元。

由于GaN優(yōu)異的光電特性和耐輻射性能，其在高能射線探測(cè)器中也有很好的運(yùn)用。GaN基紫外探測(cè)器可用于預(yù)警、衛(wèi)星秘密通信、各種環(huán)境監(jiān)測(cè)、化學(xué)生物探測(cè)等領(lǐng)域，例如核輻射探測(cè)器，X射線成像儀等，但尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

國內(nèi)現(xiàn)在可小批量生產(chǎn)1.3W藍(lán)光和60mW綠光激光器，392nm紫外激光器發(fā)光效率達(dá)到80mW。在普通非增益GaN紫外探測(cè)器方面，國內(nèi)和國外水平相近，增益型日盲波段AlGaN APD增益可達(dá)1e5，成像面陣規(guī)?？梢宰龅?56×320以上，但相較國際水平仍有差距。2014年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者中村修二認(rèn)為下一代照明技術(shù)應(yīng)該是基于GaN激光器的“激光照明”，有望將照明和顯示融合發(fā)展。

化合物半導(dǎo)體供給市場(chǎng)活躍

此次功率半導(dǎo)體英飛凌收購Woolfspeed失敗，但是此前2014年8月，英飛凌公司以30億美元收購美國國際整流器公司（IR），取得了其硅基GaN功率半導(dǎo)體制造技術(shù)；同年9月，設(shè)計(jì)和制造GaAs和GaN射頻芯片的RFMD公司和TriQuint公司宣布合并為新的RF解決方案公司Qorvo。供給端不斷整合并購說明各大行業(yè)巨頭對(duì)化合物半導(dǎo)體未來巨大需求的看好，使得該行業(yè)未來呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)趨勢(shì)。

GaAs器件供應(yīng)格局

GaAs微波通信器件在移動(dòng)終端的無線PA和射頻開關(guān)器領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，未來高集成度和低成本制造將成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，在無線通信、消費(fèi)電子、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。同時(shí)，GaAs基材料有望在集成電路10nm以下制程以及未來的光互連芯片中得到應(yīng)用。2015年全球GaAs微波通信器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到86億美元，超過60%的市場(chǎng)份額集中于Skyworks、Qorvo、Avago三大巨頭，2020年，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將突破130億美元。

GaAs產(chǎn)業(yè)代工制造模式逐漸興起，我國臺(tái)灣穩(wěn)懋、宏捷、環(huán)宇是主要的代工企業(yè)。

GaN器件供應(yīng)格局

國外在氮化鎵單晶材料領(lǐng)域起步早，美國、日本、歐洲在GaN單晶材料研究方面都取得了一定的成果。

目前基于GaN的藍(lán)綠光LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好，微波通信器件和電力電子器件產(chǎn)品尚未在民用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。藍(lán)寶石基GaN技術(shù)最成熟，Si基GaN可實(shí)現(xiàn)高集成性和低成本，目前Si基GaN技術(shù)以6英寸為主流。全球GaN微波通信器件和電力電子器件的產(chǎn)值還很低，只有幾億美元，隨著技術(shù)水平的進(jìn)步，2020年產(chǎn)值有望達(dá)到15億美元。該領(lǐng)域美國一直處于領(lǐng)先地位，先后有TDI、Kyma、ATMI、Cree、CPI等公司成功生產(chǎn)出GaN單晶襯底。日本住友電工（SEI）和日立電線（HitachiCable）已經(jīng)開始批量生產(chǎn)GaN襯底，日亞（Nichia）、Matsushita、索尼（Sony）、東芝（Toshiba）等正開展了相關(guān)研究。歐洲氮化鎵體單晶的研究主要有波蘭的Top-GaN與法國的Lumilog。

市調(diào)公司預(yù)測(cè)，2016～2020年GaN射頻器件市場(chǎng)將擴(kuò)大至目前的2倍，市場(chǎng)復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）將達(dá)到4%；2020年末，市場(chǎng)規(guī)模將擴(kuò)大至目前的2.5倍。未來氮化鎵將在新能源、智能電網(wǎng)、信息通信設(shè)備和消費(fèi)電子領(lǐng)域?qū)⒌玫礁鼜V泛應(yīng)用?，F(xiàn)在部分公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了氮化鎵體單晶襯底的商品化，技術(shù)趨于成熟，下一步的發(fā)展方向是大尺寸、高完整性、低缺陷密度、自支撐襯底材料。

SiC器件供應(yīng)格局

SiC基本形成了美國、歐洲、日本三足鼎立的局面。目前SiC單晶襯底制造以4英寸為主流，并正向6英寸過渡，同時(shí)8英寸也已經(jīng)問世。產(chǎn)品主要以電力電子器件為主，SiC-SBD（肖特基二極管）技術(shù)成熟，已開始在光伏發(fā)電等領(lǐng)域替代Si器件，SiC-MOSFET性能突出，可大幅降低模組中電容電感的用量，降低功率模組成本。SiC-IGBT未來將憑借其優(yōu)異的性能在大型輪船引擎、智能電網(wǎng)、高鐵和風(fēng)力發(fā)電等大功率領(lǐng)域得到應(yīng)用。2015年，全球SiC電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到近1.5億美元，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到10億美元。

目前可實(shí)現(xiàn)SiC單晶拋光片的公司有Cree、Wide-bandgap、DowDcorning、II-VI、Instrinsic，日本的Nippon、Sixon，芬蘭的Okmetic。其中Cree（Wolfspeed部門）占據(jù)了SiC襯底90%的供應(yīng)量。SiC器件市場(chǎng)，科銳和英飛凌/IR兩家巨頭占據(jù)了70%的市場(chǎng)份額。SiC電力電子器件在低電壓產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)⒚鎸?duì)GaN器件的激烈競(jìng)爭(zhēng)，在PFC、UPS、消費(fèi)電子和電動(dòng)汽車等900V以下的應(yīng)用領(lǐng)域，低成本的GaN器件將占據(jù)主要市場(chǎng)，SiC器件未來主要面向1200V以上的市場(chǎng)。

作為行業(yè)領(lǐng)跑者，Cree在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域建樹頗多。Wolfspeed已經(jīng)把化合物半導(dǎo)體技術(shù)成功在軍用通信、雷達(dá)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線電領(lǐng)域、寬帶放大器等高端領(lǐng)域。此外電源管理也是Wolfspeed強(qiáng)項(xiàng)，公司將SiC運(yùn)用于太陽能電池、新能源汽車充電、工廠設(shè)備充電、輕型交通運(yùn)輸設(shè)備電池制造等。SiC材料應(yīng)用在太陽能領(lǐng)域可降低光電轉(zhuǎn)換損失25%以上，應(yīng)用在新能源汽車領(lǐng)域可降低能耗20%，應(yīng)用在工業(yè)電機(jī)領(lǐng)域可節(jié)能30%-50%，應(yīng)用在高鐵領(lǐng)域，可節(jié)能20%以上，并減小電力系統(tǒng)體積。

此次的并購只是化合物半導(dǎo)體行業(yè)并購潮的“一粟”，該領(lǐng)域并購、合作或是授權(quán)代工的熱度一直不減。以第三代半導(dǎo)體為例，1992年至2012年的案例達(dá)到25起。

英飛凌曾在2016年年報(bào)中提到，旺盛的需求端和Cree先進(jìn)的化合物半導(dǎo)體技術(shù)和應(yīng)用渠道本可成為英飛凌的新業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)，奈何此并購的破局使得希望破滅。Cree稱合并失敗后，Wolfspeed將被Cree獨(dú)立出來，繼續(xù)專注以化合物半導(dǎo)體為“核芯”的電源管理和射頻領(lǐng)域。