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關(guān)（CFIUS）認為此項并購案將構(gòu)成美國國家安全風(fēng)險，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，尤其是電動和混合動力汽車。而科銳2015年9月宣布公司欲進一步專注于LED照明領(lǐng)域，分拆旗WolfspeedPower&RF 部門，更名為“Wolfspeed”（疾狼）公司，并計劃單獨上市。Cree方面又宣布上市計劃推遲，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支付的終止費用1，250萬美元。由于交易終止和Cree決定專注于運行Wolfspeed業(yè)務(wù)，Wolfspeed成為Cree持續(xù)運營的一個獨立部分。

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對這項交易持保留意見，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。為了保護國防工業(yè)安全，不管收購方是任何外國廠商，美國都會謹慎考慮。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）較窄和擊穿電場較低等物理屬性的特點限制了其在光電領(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，進入化合物半導(dǎo)體時代?；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)后幾乎壟斷了手機制造中所有的功放器件市場。

第三代半導(dǎo)體材料市場的興起原因始于兩個契機。第一，特殊場合要求半導(dǎo)體能夠在高溫、強輻射、大功率等環(huán)境下依然堅挺，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，人們試圖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半導(dǎo)體（在半導(dǎo)體材料中滲入有機材料如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的報告指出，憑借著優(yōu)異的性能特點，化合物半導(dǎo)體市場規(guī)模預(yù)計將在2020年成長至440億美元，年復(fù)合成長率（CAGR）為12.9%，遠優(yōu)于單晶半導(dǎo)體的成長速度。

化合物半導(dǎo)體應(yīng)用市場龐大

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、消費電子、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的市場潛力。GaN器件將主要應(yīng)用于高速、高溫領(lǐng)域，市場預(yù)測，2019年GaN器件的市場規(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)計預(yù)估全球碳化矽（SiC）與氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體市場將由2015年的2.1億美元，先上揚為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)體市場總產(chǎn)值約接近百億美元。由于下游應(yīng)用的驅(qū)動，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，市場空間廣闊。

半導(dǎo)體照明

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

Cree公司LED照明產(chǎn)品一大優(yōu)勢在于氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等方面獨一無二的材料技術(shù)與先進的白光技術(shù)，擁有1100多項美國專利和2800多項國際專利，使得英飛凌“垂涎”并購。最突出的還是他們對藍光LED方面的貢獻，公司在SiC襯底上生長GaN外延片制作藍光上擁有專利。不同于日亞以藍寶石為襯底生長GaN外延制作藍光的專利， GaN半導(dǎo)體材料能高頻高溫條件下能夠激發(fā)藍光，藍光是生成白光的基礎(chǔ)。同時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。這在手機彩色顯示背景白光和汽車照明中頗具競爭力。諸多汽車制造商開始運用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)第二階段測試，2018年進行大規(guī)模試驗組網(wǎng)，并在此基礎(chǔ)上于2019年啟動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、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移動通訊基站等民用領(lǐng)域。

在5G時代，射頻元件的接收到發(fā)送基本上皆屬于高頻訊號，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，可用于移動通信、導(dǎo)航設(shè)備、雷達電子對抗和空間通信。Cree相關(guān)年報顯示受益于高端應(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，進一步推動數(shù)據(jù)流量的爆炸性成長，對于射頻的通訊連接功能需求隨之而起，驅(qū)動整體化合物半導(dǎo)體市場。

激光器和探測器

在激光器和探測器領(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)成功用于藍光DVD。藍綠光二極管和激光器基本都運用有機金屬汽相外延（MOCVD）方法制作的，藍光和綠色的激光進一步運用在微型投影、激光3D投影等領(lǐng)域，存在巨大的市場空間。2016年藍色激光器和綠光激光器產(chǎn)值約為2億美元。研究機構(gòu)分析，如果技術(shù)瓶頸得到突破，潛在產(chǎn)值將達到500億美元。

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

國內(nèi)現(xiàn)在可小批量生產(chǎn)1.3W藍光和60mW綠光激光器，392nm紫外激光器發(fā)光效率達到80mW。在普通非增益GaN紫外探測器方面，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年諾貝爾獎獲得者中村修二認為下一代照明技術(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)強者恒強趨勢。

GaAs器件供應(yīng)格局

GaAs微波通信器件在移動終端的無線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，在無線通信、消費電子、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，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微波通信器件市場規(guī)模達到86億美元，超過60%的市場份額集中于Skyworks、Qorvo、Avago三大巨頭，2020年，市場規(guī)模預(yù)計將突破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。藍寶石基GaN技術(shù)最成熟，Si基GaN可實現(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)水平的進步，2020年產(chǎn)值有望達到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，2016～2020年GaN射頻器件市場將擴大至目前的2倍，市場復(fù)合年增長率（CAGR）將達到4%；2020年末，市場規(guī)模將擴大至目前的2.5倍。未來氮化鎵將在新能源、智能電網(wǎng)、信息通信設(shè)備和消費電子領(lǐng)域?qū)⒌玫礁鼜V泛應(yīng)用。現(xiàn)在部分公司已經(jīng)實現(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電力電子器件市場規(guī)模達到近1.5億美元，預(yù)計2020年將達到10億美元。

目前可實現(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，科銳和英飛凌/IR兩家巨頭占據(jù)了70%的市場份額。SiC電力電子器件在低電壓產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)⒚鎸aN器件的激烈競爭，在PFC、UPS、消費電子和電動汽車等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，SiC器件未來主要面向1200V以上的市場。

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、點對點無線電領(lǐng)域、寬帶放大器等高端領(lǐng)域。此外電源管理也是Wolfspeed強項，公司將SiC運用于太陽能電池、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年的案例達到25起。

英飛凌曾在2016年年報中提到，旺盛的需求端和Cree先進的化合物半導(dǎo)體技術(shù)和應(yīng)用渠道本可成為英飛凌的新業(yè)績增長點，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。