第三代半導體：中國半導體的希望！

不知道大家有沒有注意到，近兩年手機的充電速度是越來越快了。各大手機廠商不斷升級自家的快充功能，并且推出各種各樣的快充充電器。

同樣的升級也發生在新能源汽車領域。

8月中旬，小鵬S4超快充首樁上線，這家公司表示，今年9月上市的小鵬G9可實現“充電5分鐘，續航200+公里”。此外還有廣汽埃安2023款AION V Plus、極狐阿爾法S華為HI版等都卷進了超快充領域。

這些變革的背后，都離不開一條共同的新賽道——第三代半導體。

一、第三代半導體行業概況

半導體材料是半導體產業鏈上游中的重要組成部分。半導體材料分為制造材料和封裝材料，其中制造材料主要是制造硅晶圓半導體、砷化鎵（GaAs）、碳 化 硅（SiC）等化合物半導體的芯片過程中所需的各類材料，在集成電路、分立器件等半導體產品生產制造中起到關鍵性的作用。半導體制造材料包括硅材料和砷化鎵（GaAs）、 碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等化合物半導體材料。

硅襯底占據主要市場，三代半導體有望掀起底層材料端革命。硅（Si）是目前技術最成熟、使用范圍最廣、市場占比最大的襯底材料，近年來硅材料的潛力已經開發殆盡，在高壓、高頻、高溫領域以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導體襯底材料市場規模有望迎來快速發展。

1.什么是第三代半導體？

第三代是指半導體材料的變化，從第一代、第二代過渡到第三代。

第一代半導體材料：鍺以及硅，也是目前最大宗的半導體材料，成本相對便宜，制程技術也最為成熟，應用領域在資訊產業以及微電子產業。

第二代半導體材料：砷化鎵以及磷化銦，主要應用在通訊產業以及照明產業。

第三代半導體材料：是以碳化硅SiC、氮化鎵GaN為主的寬禁帶半導體材料，具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度、高遷移率、可承受大功率等特點。

2.第三代半導體應用在哪些領域？

GaN、SiC能過夠大幅提升電子器件的高壓、高頻、高功率的工作特性，在軍事、新能源、電動汽車等領域具有非常大的應用前景。碳化硅以及氮化鎵雖然同為第三代半導體材料，但應用略有不同。

GaN：目前主要用于功率器件領域，未來在高頻通信領域也將有極大應用潛力。SiC：目前主要用于高溫、高頻、高效能的大功率元件，具備耐高溫、耐腐蝕、熱穩定性好等優勢。

但是由于SiC成本高昂，目前第三代半導體主流還是氮化鎵GaN。

第三代半導體主要應用于功率器件和射頻器件，主要就是應用于大功率的功率半導體方面，市場規模還是相對偏小。而主流的存儲、電路等手機芯片還是以硅為主，這也是目前市場規模最大的領域。

3.第三代半導體的市場規模有多大？

第三代半導體材料滲透率逐年提升，2023年有望接近5%。根據Yole數據顯示，Si仍是半導體材料主流，占比95%。第三代半導體滲透率逐年上升，SiC滲透率在2023年有望達到3.75%，GaN滲透率在2023年達到1.0%，第三代半導體滲透率總計4.75%。

2020年，我國第三代半導體整體產值超過7100億，電力電子及微波射頻持續增長。根據CASA數據，我國第三代半導體整體產值超過7100億。其中，半導體照明整體產值預計7013億元，受新冠疫情影響較2019年下降7.1%；SiC、GaN電力電子產值規模達44.7億元，同比增長54%；GaN微波射頻產值達到60.8億元，同比增長80.3%。

4.為什么說第三代半導體是中國大陸半導體的希望？

第一，第三代半導體相比較第一代第二代半導體處于發展初期，國內和國際巨頭基本處于同一起跑線。

第二，中國有第三代半導體的應用市場，可以根據市場定義產品，而不是像之前跟著國際巨頭做國產化替代。

第三，第三代半導體難點不在設備、不在邏輯電路設計，而在于工藝，工藝開發具有偶然性，相比較邏輯芯片難度降低。

第四，對設備要求相對較低，投資額小，國內可以有很多玩家。在資本的推動下，可以全國遍地開花，最終走出來幾家第三代半導體公司的概率很大。

二、第三代半導體產業鏈

碳化硅和氮化鎵是未來功率半導體的核心發展方向，英飛凌、ST等全球功率半導體巨頭以及華潤微、中車時代半導體等國內功率廠商都重點布局在該領域的研究。

（一）國內外SiC產業鏈企業梳理

目前，國內布局SiC的上市公司從產業鏈角度可以分為5類：

1.專注襯底材料，如天岳先進；

2.器件端IDM布局，如華潤微、斯達半導、聞泰科技等；

3.從材料到器件一體化布局，如三安光電；

4.芯片設計廠商，如新潔能；

5.其他：露笑科技布局設備+材料，中微公司布局外延設備。

從公司原生業務角度出發，可以分為三類，

1.傳統功率半導體公司（晶閘管/MOSFET/IGBT）延伸布局三代半導體SiC，如斯達半導、時代電氣等；

2.LED芯片公司，如三安光電在光電器件材料GaN上有多年研發生產積累，順勢轉型三代半導體；

3.專注材料/設備的公司，如天岳先進、中微公司。

（二）國內外GaN產業鏈企業梳理

國內GaN功率半導體產業鏈已經實現全面布局。GaN產業鏈玩家的分類和SiC類似，GaN功率半導體全球布局方面，海外企業在技術及產能上均有較高的領先地位。海外龍頭企業以IDM模式為主，主要包括德國英飛凌、美國Qorvo等。

目前，國內GaN產業鏈也在加速布局中，成長較為迅速，國內企業在襯底、外延、設計、制造等領域均已實現布局，其中包括GaN襯底制造商蘇州納維、東莞中鎵；外延制造商晶湛半導體、江蘇能華；設計企業安譜隆、海思半導體；制造企業三安集成、海威華芯等。

此外，新進入廠商不只有傳統功率半導體廠商，更多地是做射頻器件出身或者有軍工背景的企業進入GaN領域，如主營軍工電子的亞光科技，主營TR組件及射頻模組的國博電子。

三、總結

現如今第三代半導體的風口來了，我國的半導體企業在第三代半導體領域中持續發力。但是，第三代半導體現階段所存在的問題不容忽視。飛鯨投研提醒投資者們，在

第三代半導體行業的同時也應該更加明確，至今它仍在襁褓之中。

本文轉自:飛鯨投研