“中國制造2025”計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)體將迎來加速增長。

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40%，增長率預(yù)計將在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)體市場規(guī)模（億美元/%）：

資料來源：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)展來看，氮化鎵材料更適合1000V以下電壓等級，高開關(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，B級以上新能源車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、中游外延生長與器件制造和下游應(yīng)用市場四大部分，襯底生產(chǎn)環(huán)節(jié)為產(chǎn)業(yè)核心難點。#碳化硅#

根據(jù)使用場景不同，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SiC外延（SiC-on-SiC），主要被用來制造功率器件；而半絕緣襯底在SiC晶片上生長GaN外延（GaN-on-SiC），主要被用來制造射頻器件。

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

近些年來，新能源車企為了解決“里程焦慮”問題，開始向800v高壓充電平臺技術(shù)轉(zhuǎn)換，如長城、吉利、“蔚小理”等車企普遍開始發(fā)售800v高壓車型。而SiC器件對于高壓新能源車及高壓充電平臺來說，是必不可少的重要器件。

市場格局方面，碳化硅功率器件市場集中度較高，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主要以美國CREE、美國II-VI和日本羅姆（收購德國SICrystal）三家企業(yè)為主，占據(jù)全球約90%的市場份額。

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、富士電機、松下、瑞薩電子、住友電氣等則是在終端設(shè)備和功率模塊開發(fā)方面占據(jù)領(lǐng)先地位

國內(nèi)半絕緣型襯底的領(lǐng)先廠商包括天岳先進、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。

大部分國內(nèi)龍頭廠商已實現(xiàn)6英寸碳化硅單晶襯底量產(chǎn)，晶盛機電、天岳先進、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，未來有望在全球襯底市場搶占一席之地。

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。

氮化鎵是未來最具增長潛質(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。

通過在碳化硅襯底上生長氮化鎵外延層制得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，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)國外重點企業(yè)包括日本住友、美國Cree、德國英飛凌、韓國LG、三星等。

中國企業(yè)代表有晶元光電、三安光電、臺積電、華燦光電等。

國內(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、泰科天潤也都是IDM模式。采用Fabless模式的企業(yè)有GaN System、EPC、Dialog等，由臺積電等代工。三安光電、聞泰科技、賽微電子、聚燦光電、乾照光電等是國內(nèi)氮化鎵件主要廠商。#6月財經(jīng)新勢力#

氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈拆解：

資料來源：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，第三代半導(dǎo)體有望迎來廣闊的市場空間。

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