“中國(guó)制造2025”計(jì)劃中明確提出要大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，未來(lái)幾年在5G及新能源車快速推廣和滲透的背景下，第三代半導(dǎo)體將迎來(lái)加速增長(zhǎng)。

根據(jù)德勤數(shù)據(jù)，2023年主要由氮化鎵與碳化硅等寬禁帶半導(dǎo)體材料構(gòu)成芯片銷售總額有望達(dá)到33億美元，同比增長(zhǎng)40%，增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將在2024年達(dá)到近60%，第三代半導(dǎo)體總規(guī)模有望達(dá)52億美元。#半導(dǎo)體##第三代半導(dǎo)體#

2022-2024E全球第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模（億美元/%）：

資料來(lái)源：Deloitte、華金證券研究所

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第三代半導(dǎo)體行業(yè)概覽

半導(dǎo)體材料可被劃分為三代，第一代半導(dǎo)體主要應(yīng)用于低壓、低頻、低功率的晶體管和探測(cè)器中；第二代廣泛應(yīng)用于光電子和微電子領(lǐng)域，是制作半導(dǎo)體發(fā)光二極管和通信器件的關(guān)鍵襯底材料。

第三代半導(dǎo)體材料是繼以硅（Si）和砷化鎵（GaAs）為代表的第一代和第二代半導(dǎo)體材料之后，迅速發(fā)展起來(lái)的寬禁帶半導(dǎo)體材料。

第三代半導(dǎo)體材料具有較大的禁帶寬度，較高的擊穿電壓，耐壓與耐高溫性能良好，因此更適用于制造高頻、高溫、大功率的射頻器件，包括了碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）。

從現(xiàn)階段發(fā)展來(lái)看，氮化鎵材料更適合1000V以下電壓等級(jí)，高開(kāi)關(guān)頻率的器件，相比之下，碳化硅材料及器件能用在10kV以下應(yīng)用場(chǎng)景，更適合制作高壓大功率電力電子裝置，且目前碳化硅率器件商業(yè)化落地速度極快。

碳化硅（Sic）

SiC是目前最先進(jìn)的第三代半導(dǎo)體材料，適于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。

在新能源車中，SiC器件主要被應(yīng)用在牽引逆變器、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（DC/DC轉(zhuǎn)換器）、電源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、車載充電系統(tǒng)和非車載充電樁中。

相比于一般硅基器件，搭載SiC器件能提升新能源車充電速度約2倍、使能量損耗與器件體積降低50%以上，并提升50%的電池功率密度。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，B級(jí)以上新能源車SiC器件需求量約為66-150顆之間（Tesla Model S 僅SiC SBD使用量已超過(guò)60顆），而直流充電樁則需要150多顆SiC器件。

SiC產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游襯底材料、中游外延生長(zhǎng)與器件制造和下游應(yīng)用市場(chǎng)四大部分，襯底生產(chǎn)環(huán)節(jié)為產(chǎn)業(yè)核心難點(diǎn)。#碳化硅#

根據(jù)使用場(chǎng)景不同，SiC襯底可分為導(dǎo)電型和半絕緣型。導(dǎo)電型襯底在SiC晶片上生長(zhǎng)SiC外延（SiC-on-SiC），主要被用來(lái)制造功率器件；而半絕緣襯底在SiC晶片上生長(zhǎng)GaN外延（GaN-on-SiC），主要被用來(lái)制造射頻器件。

在應(yīng)用端，自2018年Tesla首次在其Model3中搭載SiC器件開(kāi)始，市場(chǎng)對(duì)第三代半導(dǎo)體器件的關(guān)注度逐漸走高，越來(lái)越多的新能源車企意識(shí)到SiC器件能帶來(lái)較大的性能提升，并逐漸開(kāi)始在新能源車中搭載碳化硅器件。

近些年來(lái)，新能源車企為了解決“里程焦慮”問(wèn)題，開(kāi)始向800v高壓充電平臺(tái)技術(shù)轉(zhuǎn)換，如長(zhǎng)城、吉利、“蔚小理”等車企普遍開(kāi)始發(fā)售800v高壓車型。而SiC器件對(duì)于高壓新能源車及高壓充電平臺(tái)來(lái)說(shuō)，是必不可少的重要器件。

市場(chǎng)格局方面，碳化硅功率器件市場(chǎng)集中度較高，歐美日廠商引領(lǐng)全球。

根據(jù)Yole及Wolfspeed數(shù)據(jù)，全球碳化硅襯底市場(chǎng)主要以美國(guó)CREE、美國(guó)II-VI和日本羅姆（收購(gòu)德國(guó)SICrystal）三家企業(yè)為主，占據(jù)全球約90%的市場(chǎng)份額。

歐洲擁有英飛凌、意法半導(dǎo)體、IQE、Siltronic等代表公司，以構(gòu)建從襯底到外延、器件以及應(yīng)用的完整SiC全產(chǎn)業(yè)鏈。

日本的羅姆半導(dǎo)體、三菱電機(jī)、富士電機(jī)、松下、瑞薩電子、住友電氣等則是在終端設(shè)備和功率模塊開(kāi)發(fā)方面占據(jù)領(lǐng)先地位

國(guó)內(nèi)半絕緣型襯底的領(lǐng)先廠商包括天岳先進(jìn)、河北同光、山西爍科等；導(dǎo)電型襯底的領(lǐng)先廠商包括三安光電、天科合達(dá)、東尼電子、浙江晶越、露笑科技、中電化合物半導(dǎo)體有限公司等。

大部分國(guó)內(nèi)龍頭廠商已實(shí)現(xiàn)6英寸碳化硅單晶襯底量產(chǎn)，晶盛機(jī)電、天岳先進(jìn)、天科合達(dá)、山西爍科等企業(yè)已經(jīng)成功研發(fā)出8英寸SiC單晶樣片，離量產(chǎn)仍有一定距離，未來(lái)有望在全球襯底市場(chǎng)搶占一席之地。

氮化鎵（GaN）

氮化鎵（GaN）主要是指一種由人工合成的半導(dǎo)體材料，是第三代半導(dǎo)體材料的典型代表。

氮化鎵是未來(lái)最具增長(zhǎng)潛質(zhì)的化合物半導(dǎo)體，與GaAs和InP等高頻工藝相比，氮化鎵器件輸出的功率更大；與LDCMOS和SiC等功率工藝相比，氮化鎵的頻率特性更好。#氮化鎵#

氮化鎵用于生產(chǎn)射頻、功率、光電器件，產(chǎn)業(yè)鏈與碳化硅類似。

氮化鎵器件所用襯底主要包括碳化硅襯底、硅襯底、藍(lán)寶石襯底、氮化鎵襯底。

通過(guò)在碳化硅襯底上生長(zhǎng)氮化鎵外延層制得GaN-on-SiC外延片可制成射頻器件，碳化硅基氮化鎵射頻器件具備更高效率、更大帶寬、更高功率等優(yōu)勢(shì)，可更好的滿足5G宏基站、衛(wèi)星通信、微波雷達(dá)、航空航天等軍事/民用領(lǐng)域?qū)ι漕l器件的高要求。

氮化鎵產(chǎn)業(yè)國(guó)外重點(diǎn)企業(yè)包括日本住友、美國(guó)Cree、德國(guó)英飛凌、韓國(guó)LG、三星等。

中國(guó)企業(yè)代表有晶元光電、三安光電、臺(tái)積電、華燦光電等。

國(guó)內(nèi)氮化鎵器件IDM企業(yè)有蘇州能訊、英諾賽科、大連芯冠等；海威華芯、三安集成提供氮化鎵器件代工。中電科13所、55所也具備氮化鎵器件制造能力；士蘭微、世紀(jì)金光、泰科天潤(rùn)也都是IDM模式。采用Fabless模式的企業(yè)有GaN System、EPC、Dialog等，由臺(tái)積電等代工。三安光電、聞泰科技、賽微電子、聚燦光電、乾照光電等是國(guó)內(nèi)氮化鎵件主要廠商。#6月財(cái)經(jīng)新勢(shì)力#

氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈拆解：

資料來(lái)源：行行查

隨著以下游新能源車為代表的新興行業(yè)高速增長(zhǎng)，第三代半導(dǎo)體有望迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)空間。

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