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文章泉源：尊龙凯时咨询整理 作者：尊龙凯时咨询整理 阅读量：387 宣布时间：2023-06-07
第一章 行业概况
现在市场上的半导体质料以硅基为主，凭证摩尔定律，当价钱稳固时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增添一倍，性能也将提升一倍，但随着台积电在1nm及以下芯片方面取得重大希望，硅基半导体未来将面临着摩尔定律失效的问题，主要由于1颗原子的直径巨细约为0.1nm，在1nm制程下，一条线可容纳不到10颗原子，只要其中有一个原子保存缺陷，就会影响到产品良率 。而以碳化硅和氮化镓为主的第三代半导体质料性能越发优异，且热导性能高，在小型化和轻量化方面更有优势，将成为下一代半导体质料的主要偏向 。
半导体质料起于上世纪50年月，最初以锗为主，天下上第一只晶体管就是由锗作为半导体质料，但由于硅在自然界的储量很是富厚，产品价钱更低，且锗基半导体虽然电子能级更好，导电性能更强，但热导能力较弱，发热征象较为显着，以是硅基半导体成为第一代半导体质料的焦点 。现在，天下上绝大大都的半导体器件均以硅作为基础质料举行制造，占有全球半导体产品90%以上的市场份额，普遍应用于集成电路及部分功率半导体等低压、低频、低功率领域，下游涵盖消耗电子、通讯、光伏、军事以及航空航天等 。
第二代半导体质料以砷化镓和锑化铟为主，为化合物半导体，砷化镓是典范代表 。第二代半导体质料电子迁徙率较高，生长工艺成熟，但禁带宽度较小，击穿电场低，且质料有毒，易造成情形污染，在高温、高频、高功率领域应用较量受限，而在高频、高速领域应用较广，如卫星通讯、移动通讯以及光通讯等 。
第三代半导体质料以碳化硅和氮化镓为主，为宽禁带半导体质料，与前两代半导体质料相比，第三代半导体质料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率，在高温、高压金额高频领域体现较为优异，普遍应用于新能源汽车、5G宏基站、光伏、风电、高铁等领域 。
与硅基质料相比，以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体质料的耐高压、耐高温、高频和高热导率性能更好 。
耐高压：碳化硅和氮化镓质料的击穿电场强度均在3MV/cm及以上，是硅基质料的10倍，击穿电场强度大，碳化硅基器件可以极大地提高耐压容量、事情频率和电流密度，并大大降低器件的导通消耗，以是很是适用于5G基站、轨交交通、光伏风电等高压领域 。
耐高温：半导体器件在高温下易爆发载流子的本征引发征象，造成器件失效，而半导体质料的禁带宽度越大，器件的极限事情温度就越高，碳化硅和氮化镓的禁带宽度划分为3.2eVh、3.4eV，而硅的禁带宽度仅为1.12eV，约莫为碳化硅和氮化镓禁带宽度的1/3，较高的禁带宽度可以包管碳化硅和氮化镓器件在高温条件下事情的可靠性 。现在，硅器件的极限事情温度一样平常不可凌驾300℃，而碳化硅器件的极限事情温度可以抵达600℃以上，耐高温效果极为显著 。
高热导性：高热导率有助于半导体器件的散热，实现快速降温，在同样的输出功率下，能够使半导体器件坚持更低的温度，所需的散热设计要求更低，便于简化器件终端的冷却系统，有助于实现半导体器件的小型化和轻量化，以是同规格下对制程的要求更低 。现在，碳化硅的热导率凌驾硅的3倍，散热性能性好，无需重大的散热设计需求，节约器件空间，更容易向集成化、小型化偏向生长 。
高频性能：漂移速率是指一个电子由于电场的关系而移动的平均速率，电子漂移速率越快，事情频率越高 。碳化硅和氮化镓的饱和电子漂移速率凌驾硅基质料的2倍，能够实现更高的事情频率和更高的功率密度 。
别的，凭证CREE公司数据，碳化硅衬底器件体积小，在相同的规格下，碳化硅基MOSFET尺寸仅为硅基MOSFET的1/10，大幅缩小了同规格器件的制程要求 。同时，由于碳化硅拥有较高的禁带宽度，碳化硅器件可举行重掺杂，导通电阻可至少降低至原来的1/100 。并且，凭证应用质料数据，由于碳化硅具有较高的能量转换效率，且不会随着频率的提高而降低，碳化硅器件的事情频率可以抵达硅基器件的10倍，相同规格的碳化硅基MOSFET较硅基IGBT的总能量消耗可大大降低70% 。
同时，在新能源汽车领域，相较于硅基IGBT，碳化硅MOSFET电动车的续航里程更长 。在一样平常都会戮遇下，碳化硅MOSFET相较于硅基IGBT能够节约77%的能量消耗，在高速路况下，碳化硅MOSFET相较于硅基IGBT能够节约85%的能量消耗，能量消耗的镌汰使得碳化硅MOSFET的电动车相较于硅基IGBT电动车的续航里程提升5-10%，电池本钱节约凌驾400美元 。
第二章 商业模式与手艺生长
2.1 工业链剖析
第三代半导体工业链环节包括单晶衬底、外延片、器件设计、器件制造、封装测试、整机终端 。与Si质料差别，SiC和GaN器件不可直接制作在单晶衬底上，必需在衬底上生长高质量外延质料，在外延层上制造种种器件 。
SiC功率器件用外延片主要生长在SiC单晶衬底上 。GaN器件凭证其应用领域差别衬底质料主要包括蓝宝石、GaN、Si、SiC，其中蓝宝石衬底现在最大尺寸为6in（152mm），生产GaN外延片质量好，价钱自制，主要用于光电子器件中LED芯片，由于其与GaN晶格失配度较大，导电性、导热性差，无法用于射频器件；GaN单晶衬底现在量产最大尺寸为2in（50mm），外延片质量极好，但价钱腾贵，现在主要用于光电子器件中激光器；Si单晶衬底是GaN功率器件最主要的衬底质料，外延片质量优异，最大应用尺寸为8in（203mm），价钱自制，是消耗电子电源芯片最主要选择；SiC衬底现在海内量产尺寸为4in～6in（101mm～152mm），SiC衬底与GaN的失配小，生长的GaN外延片质量很好，同时SiC衬底热导率高，散热性能好，但价钱贵，主要应用于5G基站射粕习段芯片、军用雷达等领域 。单晶衬底和外延片的质料制造能力、晶圆尺寸、性能参数决议了第三代半导体工业的生长水平及历程 。
SiC工业链主要包括粉体、单晶质料、外延质料、芯片制备、功率器件、�？榉庾昂陀τ玫然方� 。从工业链名堂来看，美国仅科锐一家公司的SiC晶圆产量就占有全球60%以上，日本和欧洲紧随厥后 。日本在SiC半导体装备和功率�？榉矫嬗攀平洗�，较量典范的企业包括富士电机、三菱电机、昭和电工、罗姆半导体等 。欧洲在SiC衬底、外延片等方面优势较大，典范的公司包括瑞典的Norstel、德国的英飞凌和瑞士的意法半导体 。与外洋企业相比，海内企业整体竞争力较弱，但在全工业链上都有所结构，且近年来的前进十分迅速 。在SiC衬底方面，山东天岳、天科合达可以供应3~6英寸的单晶衬底，产能亦在一直提升；在SiC外延方面，东莞天域和瀚天天成均能够供应3~6英寸的SiC外延；在SiC器件方面，以三安光电、中电科55所和中车时代为代表的海内企业在芯片设计与制造、�？榉庾暗确矫婢延猩钪康幕� 。
GaN工业链包括上游衬底、中游外延片、下游器件�？榈然方� 。GaN工业，住友电工和科锐是全球GaN射频器件领域的龙头企业，市场占有率均凌驾30%，其次为Qorvo和MACOM 。苏州纳维科技，是海内唯逐一家，国际上少有的几家能批量生产2in（50mm）GaN的企业；东莞中镓，建成海内首家专业氮化镓衬底生产线，可以制备出1100μm的自支持GaN衬底；苏州晶湛、聚能晶源均可以生产8in（203mm）硅基氮化镓外延片；世纪金光，是涵盖SiC、GaN单晶、外延、器件、�？檠蟹⑸杓粕垡惶宓墓�；润微电子收购中航微电子，拥有8in（203mm）硅基氮化镓生产线和海内首个600V/10AGaN器件产品；士兰微，拥有6in（152mm）硅基氮化镓功率器件生产线 。
2.2 商业模式剖析
现在第三代半导体主要商业模式可分为两类：IDM（笔直整合制造）模式和笔直分工模式 。
IDM（Integrated Device Manufacture）模式
从设计到制造、封测以及销售自有品牌IC都一手包办的半导体公司，被称为IDM公司 。外洋IDM代表有：英特尔（Intel）、SK海力士、美光、NXP、英飞凌、索尼、德州仪器（TI）、三星（Samsung）、东芝（Toshiba）、意法半导体（ST）等 。大陆IDM厂商主要有：华润微电子、士兰微、扬杰科技、苏州固锝、上海贝岭等 。
笔直分工模式
有的半导体公司仅做IC设计，没有芯片加工厂（Fab），通常被称为Fabless，例如华为、ARM、NVIDIA和高通等 。另外尚有的公司只做代工，不做设计，称为代工厂（Foundry），代表企业有台积电、格罗方德、中芯国际、台联电等 。
凭证上述两种商业模式，现有的半导体企业可以分为IDM、Foundry、Fabless以及Fab-lite（介于IDM和Fabless之间）这四种形式 。
2.3 手艺生长
SiC手艺和产品希望
（1）SiC衬底
海内SiC商业化衬底以4英寸为主，逐步向6英寸过渡，微管密度小于1个/cm2，实现95%的衬底可用面积，位错约在1×103/cm2，较上年有所前进 。研发水平上，实现了高质量6英寸SiC衬底质料的制备，微管密度为0.5个/cm2，螺位错密度为1200个/cm2 。但也要熟悉到，海内SiC衬底单晶质量与外洋差别显着，保存单晶性能一致性差、制品率低、本钱高等问题，国产高性能衬底自给率仍然较低，占全球的市场份额不到5% 。
衬底尺寸成为影响器件本钱的主要因素，其手艺希望将直接影响器件商业化历程 。在降低本钱和市场需求等多重因素影响下，SiC衬底尺寸将一连扩大，“十四五”时期我国将推进6英寸衬底规�；坎�，突破8英寸衬底要害手艺，降低本钱，提高自给率 。海内能批量生产SiC单晶衬底的公司包括天科合达、山东天岳、烁科晶体、同光晶体、中科钢研、南砂晶圆、福建北电新质料、世纪金光、中电化合物、江苏超芯星等公司 。
（2）SiC外延
SiC外延方面，海内已实现4-6英寸商业化产品供应，可以知足3.3kV及以下功率器件制备需求，而超高压（＞10kV）SiC功率器件所需的N型SiC外延片以及双极型SiC功率器件所需的P型SiC外延片等方面还处于研究阶段 。研发水平方面，已经实现厚度大于200μm外延生长，掺杂浓度小于1×1013/cm3，在5×1018/cm3量级掺杂浓度匀称性<6% 。瀚天天成、东莞天域是专注于SiC外延片生产销售的企业，其产品除知足海内市场需求外，尚有部分外销能力 。中电科55所、中电科13所具备SiC外延生产能力，但主要是自用 。
（3）SiC电力电子器件
现阶段已商业化的SiC产品主要集中在650V-1700V电压品级，3300V以上电压品级器件尚处于工程样品阶段，主要产品是SiC二极管和晶体管，SiC IGBT器件还在研发当中 。海内以4/6英寸小规模量产线/中试线为主 。
SiC二极管实现650V-1700V全系列批量供货能力，导通电流最高50A 。泰科天润已经宣布3300V/0.6A-50ASiC二极管系列产品 。
SiC MOSFET实现650V（120-17mΩ）、1200V（80-25mΩ）、1700V（80-45mΩ）产品小批量生产，尚处于应用推广阶段，代表企业有中电科55所、三安集成、中车时代半导体、全球能源互联网研究院、基本半导体、瞻芯电子等 。已经研制出6.5kV（25A，45mΩ?cm2），10kV（10A，114mΩ?cm2），15kV（10A，204mΩ?cm2），20kV（4A，443mΩcm2）SiC MOSFET样品 。
（4）SiC功率�？�
海内SiC功率�？榱坎返缪蛊芳�650V-1700V，其中比亚迪产品已经最先实现上车应用 。CASA Research据果真宣布新闻统计，现在正在推进结构的企业包括华微电子、士兰微、江苏宏微、斯达半导体、中恒微等 。
GaN手艺和产品希望
（1）GaN衬底
海内商业化的GaN衬底尺寸以2英寸为主，4英寸实现小批量出货，预计2025年前完成6英寸衬底的批量生产并进入市场 。主要企业包括苏州纳维和东莞中镓等公司，苏州纳维2英寸GaN单晶衬底厚度300±15μm，位错密度104cm-2-5×106cm-2，电阻率0.01-108Ω·cm，综合指标抵达国际先进水平 。
（2）GaN外延
GaN电力电子应用方面，Si基GaN外延片主流尺寸为6英寸，英诺赛科率先实现8英寸GaN-on-Si外延质料及晶圆制造大规模量产，外延质料的匀称性小于1% 。
GaN射频应用方面，SiC基GaN外延片主流尺寸为4英寸，并逐步向6英寸生长，代表企业中电科13所、55所、三安集成、苏州能讯等 。
GaN光电子应用方面，LED照明市场以及UVA紫外LED用蓝宝石基GaN外延片主流尺寸为4英寸，主要企业有三安光电、华灿光电、乾照光电等，UVB/UVC紫外LED用蓝宝石基GaN外延片主流尺寸为2英寸，主要企业有中科潞安、圆融光电等；Mini/Micro-LED用Si基GaN外延片实现8英寸质料工业化，代表企业有晶湛半导体、晶能光电等；蓝/绿光激光器GaN基GaN外延片主流尺寸2英寸，海内企业现在还未实现工业化 。
（3）GaN电力电子器件/�？�
海内实现650V产品，主要为分立器件，已经最先批量应用，但导通电阻较高、系统集成度较低，与国际水平保存一定差别；低压产品处于应用推广阶段 。代表企业有英诺赛科、赛微电子、能华微电子等 。
2020年，GaN电力电子器件在PD快充领域的应用具有战略性意义，说明GaN电力电子器件获得PD快充领域的认可，相关器件产品快速渗透 。海内企业如英诺赛科、氮矽科技、芯冠科技、东科半导体、苏州量微、聚能创芯、能华微电子相继推出用于PD快充的GaN�？椴� 。但GaN电力电子器件尚未在新能源汽车领域取得实质希望 。相较量而言，海内GaN企业可参考外洋企业的市场战略，先选择准入门槛较低的消耗类领域，对证料、器件和工艺、封装等工业链举行充分的验证，循序渐进推进GaN在更辽阔规模的应用市场 。因此，建议首先结构消耗类电源市场，如PD快充、LED驱动电源等；然后切入工业类电源，如数据中心；最后进入可靠性要求较高的新能源汽车市场 。
（4）GaN射频器件/�？�
关于SiC基GaN工艺，海内主流尺寸为4英寸，事情频段DC6GHz，输出功率10-700W，代表企业主要有中电科13所、中电科55所、苏州能讯、三安集成等 。
关于Si基GaN工艺，海内代表企业为四川益丰(OMMIC)，其Si基工艺线为6英寸线，D01GH工艺器件栅长100nm，功率达3.3W/mm（@30GHz），阻止频率达110/160GHz（fT/fmax） 。英诺赛科正在开发8英寸Si基GaN射频器件工艺 。
（5）GaN光电子器件
LED芯片国产化率已经凌驾80%；南昌大学江风益团队使用V坑解决黄光鸿沟难题，黄光LED芯片发光效率抵达27.9%，天下领先；发光波长在UVA波段（320nm-400nm）的紫外LED已有成熟的商业化产品并能知足应用的需求，外量子效率已凌驾40%；发光波长在UVC波段（280nm）的深紫外LED产品的外量子效率约5%，研发水平在350mA下光输出功率抵达89.6mW；紫外单光子探测器探测效率和暗计数噪音抵达国际领先水平 。
随着Mini-LED手艺快速突破，本钱迅速下降，在超高清电视、高阶显示器等市场需求拉动下，Mini-LED背光和显示市场最先起量，其中Mini背光工业链上中下游协作效果斐然，2020年Mini-LED背光产品麋集宣布，如海信、康佳、华硕、TCL等，规模商业化已经开启；Mini直显芯片手艺基本成熟，器件性价比一直提升，周全推动了Mini-LED显示在专业显示、商业显示和租赁市场的工业化历程 。
Micro-LED作为下一代显示手艺的主要手艺蹊径，因其在消耗类电子市场的辽阔应用空间，获得LED行业以及显示行业的高度重视，从要害装备到芯片、封装、驱动、应用系统，海内企业也举行了周全结构 。
2.4 政策羁系
行业自律协会
中国半导体行业协会于1990年11月17日建设，是由天下半导体界从事集成电路、半导体分立器件、半导体质料和装备的生产、设计、科研、开发、谋划、应用、教学的单位及其它相关的企、事业单位自愿加入的、非营利性的、行业自律的天下性社会整体 。协会宗旨是凭证国家的宪法、执法、规则和政策开展本行业的各项运动；为会员效劳，为行业效劳，为政府效劳；在政府和会员单位之间施展桥梁和纽带作用；维护会员单位和本行业的正当权益，增进半导体行业的生长 。
政府执律例则
第三代半导体国防战略意义重大，《瓦森纳协定》严酷禁运和封闭，外地化势在必行 。第三代半导体质料为宽禁带半导体，除了在新能源汽车、光伏、轨道交通等民用领域有辽阔应用外，第三代半导体在国防领域有主要应用，是有源相控阵雷达、毫米波通讯装备、激光武器、“航天级”固态探测器等军事装备中的焦点组件，2008年《瓦森纳协定》就对海内第三代半导体质料举行了明确的限制，部分西方蓬勃国家作为协定成员国对我国实验严酷禁运 。除了最先进的装备以外，华裔工程师也很难进入西欧等着名半导体公司的焦点部分，相关并购也会受到西方蓬勃国家的严酷审查，以防手艺泄露，海内工业生长必需靠自力自主 。
国家顶层妄想已经出台，地方支持政策相继落地，十四五时代第三代半导体将迎来大生长时代 。2021年3月，《中华人民共和国国民经济和社会生长第十四个五年妄想和2035年远景目的纲要》宣布，其中明确提出要鼎力大举生长碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体工业 。现在，在国家十四五工业妄想的基础上科技部、工信部等主要部委，已相继出台细则文件，鼎力大举支持第三代半导体质料工业生长，从国家层面指明晰第三代半导体工业支持偏向 。别的，继国家顶层政策落地后，现在，北京、上海、广东、湖南、山东等海内主要省市均出台了相关政策支持碳化硅品级三代半导体工业生长的配套政策，在政策鼎力大举支持下，十四五时代有望成为海内第三代半导体工业大步生长的时代 。
第三章 行业生长与市场竞争
3.1 危害因素剖析
治理危害
大部分公司处于扩张期，规模越来越大，涉及的领域也越来越多，若是公司的治理水平和员工的整体素质不可顺应未来公司规模抵达扩张的需要，将会削弱公司的市场竞争力 。
手艺危害
行业手艺快速更新换代，行业的需求和营业模式一直升级 。在此情形下，公司保存手艺产品损失竞争优势的危害、现有焦点手艺被竞争敌手模拟等危害 。
产品质量控制危害
随着公司谋划规模的扩大，若是公司不可一连有用地执行相关质量控制制度和步伐，一旦产品泛起质量问题，将影响公司在客户中的职位和声誉，进而对公司谋划业绩爆发倒运影响 。
3.2 市场生长现状
全球市场
2020年，只管新冠疫情对全球工业造成攻击，但半导体市场实现了强劲的增添 。据美国半导体行业协会数据显示，全球半导体2020年市场规模抵达4400亿美元，同比增添6.8% 。新冠疫情居家办公推动了敌手机、盘算机、云基础设施的需求，拉动半导体市场增添 。但同时，新冠疫情给汽车半导体带来消极影响，汽车半导体产能缺乏叠加汽车电动化对半导体需求增添的双重影响，造玉成球汽车半导体芯片欠缺 。以SiC和GaN为代表的第三代半导体在新能源汽车、5G、15光伏发电、PD快充等领域一直取得突破，2020年全球第三代半导体市场总体坚持增添态势 。
凭证Yole和Omdia数据显示，到2020年底，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）功率半导体的全球市场将增添到8.54亿美元，SiC电力电子市场规模约为7.03亿美元，GaN电力电子市场规模约为1.51亿美元 。到2025年SiC电力电子市场规模将凌驾30亿美元，GaN电力电子器件市场规模将凌驾6.8亿美元 。综合Yole、IHS、Gartner等多家剖析机构数据及调研反响，2020年全球功率半导体器件市场规模约为180~200亿美元，SiC、GaN电力电子器件渗透率约为4.2%~4.5%，较2019年提升一个百分点 。
新能源汽车是最大的应用领域 。由于新冠疫情的大盛行，2020年上半年电动汽车/混淆电动汽车（EV/HEV）领域的SiC器件和质料市场增添放缓 。只管云云，SiC的市场远景仍然乐观 。丰田、公共、宝马等汽车制造商继续为其下一代车型的逆变器、车载充电器（OBC）和DC/DC转换器中的SiC分立器件或�？榫傩屑案衽卸� 。在这种配景下，新能源汽车中SiC功率半导体市场预计将以38％的年复合增添率增添，到2025年将凌驾15亿美元 。
随着新能源汽车的应用，SiC引起了充电基础设施市场极大的兴趣 。受益于SiC的更高效率和更高频率，大功率充电器可以通过提供比Si基绝缘栅双极晶体管（IGBT）更紧凑的解决计划来 。Yole16预计，这个市场的复合年增添率为90％，从2019年的500万美元增添到2025年的2.25亿美元 。
除汽车领域外，光伏手艺（PVs）、铁路和电机驱动器等应用在2019-2025年时代还将以两位数的年复合增添率增添 。
中国市场
在此配景下，2020年我国第三代半导体工业电力电子和射频电子总产值凌驾100亿元，较2019年增添69.5% 。其中，SiC、GaN电力电子产值规模达44.7亿元，同比增添54%，衬底质料约2.2亿元，外延及芯片约5亿元，器件及模组约7.2亿元，装置约30亿元，相较前几年，中下游的增添速率加速 。而GaN微波射频产值抵达60.8亿元，同比增添80.3% 。其中，衬底约6.5亿元，外延及芯片9.2亿元，器件及模组19.6亿元，装置约25.5亿元 。
在半导体照明偏向，受COVID-19和内需不振影响，增速一连下调 。2020年中国大陆整体产值预计7013亿元，较2019年下降7.1% 。但在出口市场，2020年我国LED照明产品累计出口额为355.94亿美元，同比增添达17.9%，这体现了照明产品的刚需属性，也体现了我国已经牢靠树立了LED照明行业供应链、工业链优势，在疫情带来的出口替换效应下，吸引了全球半导体照明产品订单 。
中国拥有第三代半导体质料最大的应用市场，受益于新能源汽车、5G、消耗电子领域需求强劲，未来几年海内SiC和GaN功率半导体市场将迎来高速增添 。在政策和市场的双重驱动下，海内第三代半导体电力电子和射频偏向行情泛起显着上升态势 。
由于第三代半导体质料属于国家战略性先进质料偏向，具有手艺立异和拉动经济新增点的双重优势，近年来，获得了国家大基金、地方政府、民间资源的高度关注 。据CASA Research不完全统计，2020年共24笔投资扩产项目（2019年17笔），已披露的投资扩产金额抵达694亿元（不含GaN光电子），较2019年同比增添161% 。分质料看，SiC投资17笔，涉及金额550亿元；GaN投资7笔，涉及金额144亿元 。分环节看，衬底环节投资12笔（主要为SiC衬底），涉及金额175亿元；器件/�？榛方谕蹲�15笔，涉及金额520亿元 。分区域看，长三角地区投资11笔，涉及金额263.3亿元；中西部地区投资6笔，涉及金额229亿元；京津冀鲁投资5笔，涉及金额188.5亿元 。
据CASA Research统计，2020年海内SiC、GaN电力电子器件市场规模约为46.8亿元，较上年同比增添90% 。据中国半导体行业协会数据显示，2020年我国功率半导体分立器件市场规模约为3002.6亿元，SiC、GaN电力电子器件整体渗透率约为1.56% 。
市场规模增添的主要驱动因素是新能源汽车市场的快速渗透和PD快充市场的爆发；而2020年光伏市场是有国家津贴的最后一年，装机量泛起恢复性增添 。其中，SiC器件占有的市场规模有所回升 。
未来五年，SiC、GaN电力电子器件应用市场将以45%的年复合增添率增添至近300亿元 。在中高压领域，SiC电力电子器件将继续渗透，新能源汽车仍将是最大应用领域 。在低压、小功率电源领域，包括LED驱动电源、电动工具电源、消耗电源、D类音频，GaN电力电子器件将是主角，成为驱动市场的新实力；在中压领域，GaN、SiC电力电子器件在数据中心折务器、路由器和网络交流机中的应用正泛起一直增添的趋势 。我国在“十四五”科技妄想中将建设“面向大数据中心应用的GaN基高效功率电子，应用于数据中心电源的GaN电力电子器件”提上日程 。预计，未来这个市场复合年均增添率将抵达66.5%；以此为契机，有条件的企业要加速储备相关手艺和完善专利结构，工业链相关的“政产学研用金”各方也增强协同，配合建设优异的工业生态 。
3.3 竞争名堂
经由几年的生长，海内第三代半导体工业已经最先由“导入期”向“成恒久”过渡，商业手艺逐步稳固、应用树模效应拉动，各市场渐次开启，带来需求高速增添 。而供应方面，企业数目一连增添，产线加速建设，供应链最先逐步成型，工业链自主可控能力增强 。据CASA Research不完全统计，阻止2020年底，海内有凌驾170家从事第三代半导体电力电子和微波射频的企业，而2018年尚缺乏100家，笼罩了从上游质料的制备（衬底、外延）、中游器件设计、制造、封测到下游的应用，基本形成完整的工业链结构 。
海内主流企业起劲扩产结构，工业进入扩张期 。经由几年生长，第三代半导体器件已经迅速进入了新能源汽车、光伏逆变、5G基站、PD快充等应用领域，市场迅猛增添，行业竞争日趋强烈 。为了迎合市场需求，争取未来几年的要害竞争位置，海内主流企业在工业、产品和市场等多方面增强结构 。其中尤以产能扩充为主要特征，天科合达、同光晶体、纳维科技、泰科天润、中电科55所、三安光电、世纪金光、基本半导体、英诺赛科等纷纷扩产，预示着海内第三代半导体工业最先进入扩张期 。
龙头企业紧抓外地化机缘，工业链相助水平一直提升 。商业战加速了外地化的历程，以华为为代表的应用企业调解供应链，海内企业获得了试用、刷新的时机，国产器件逐渐导入终端产品供应链 。海内第三代半导体企业捉住生长机缘，自动与下游应用企业开展相助，推动国产器件的快速应用 。
与此同时，古板半导体企业依托资金、手艺、渠道以及商业模式的优势，起劲结构第三代半导体，钻营更多的利润增添点，代表企业有华润微、闻泰科技、斯达半导体、比亚迪、赛微电子、露笑科技、新洁能等 。据CASAResearch不完全统计，2020年有17家半导体企业陆续上岸科创板，其中有5家企业妄想结构第三代半导体，划分为芯朋微、中车时代电气、芯愿景、银河微电、新洁能 。结构偏向较为明确，直指以新能源汽车、PD快充、5G射频应用等为代表的第三代半导体新手艺领域 。
Mini/Micro-LED和紫外LED成为企业重点结构偏向 。随着超高清视频工业时代到来，液晶电视产品向大屏化、高清化及高动态规模（HDR）、宽色域偏向生长，Mini-LED背光成为面板企业和LED企业关注的焦点，2020年Mini-LED背光工业链上中下游协作效果斐然，整年Mini-LED背光产品麋集宣布，如海信、康佳、华硕、TCL等，规模商业化已经开启 。
Micro-LED作为下一代显示手艺的主要手艺蹊径，因其在消耗类电子市场的辽阔应用空间，获得半导体照明行业以及显示行业的高度重视，从要害装备到芯片、封装、驱动、应用系统，均吸引海内外企业争相安排 。深紫外LED杀菌消毒应用市场爆发，吸引企业放纵投入 。2020年上半年，深紫外LED获得了空前关注，原有紫外LED产线满负荷运转，行业内一度泛起求过于供的时势 。许多持张望态度的企业，纷纷加入紫外LED雄师，企业起劲性空前高涨 。
整体来看，我国第三代半导体供应链的自主包管能力获得增强，但海内企业的市场竞争力较国际巨头仍有差别 。一方面，与国际企业相比，我国第三代半导体工业规模仍然较小，企业优势不显着 。各细分应用市场的焦点器件均由Cree|Wolfspeed、ROHM、Infineon等外洋企业占有，国产产品市占率缺乏10% 。同时，国际企业从产品数目、手艺指标、企业规模等各方面都凌驾海内企业，如Cree|Wolfspeed2020财年实现营收约30亿元，规模远大于海内企业 。
另一方面，海内同类企业之间在手艺、产品、市场等方面的差别在加大，但仍未泛起具有绝对优势的龙头企业，竞争名堂仍未成型 。以中电科13所、中电科55所、三安集成等为代表的领先企业，经由几年探索沉淀已经完成了手艺、产品和市场谋划的初期积累，在资笔弃力下进入加速生耐久，在2020年前后实现了规模迅速上量 。
但从整体来看，前几家的市场占比仍然较小，而领先企业的SiC、GaN产品的单独销售规模也未凌驾10亿元，并未形成具有绝对优势的龙头企业 。随着越来越多的资源和竞争者进入该领域，预计未来几年，行业内的吞并、重组事务将增多，工业链的群集与融合将成为常态 。为此，全行业要进一步增强协作，统筹推进补齐短板和铸造长板，针对工业薄弱环节，实验好要害焦点手艺攻关工程，尽快解决一批‘卡脖子’问题，强化我国第三代半导体工业链自主可控能力 。
3.4 中国主要加入者
三安光电
三安光电建设于2000年，主要从事化合物半导体所涉及的部分焦点原质料、外延片生长和芯片制造，具有海内产销规模首位的化合物半导体生产规模，属于手艺、资源麋集型的工业，是化合物半导体集成电路工业链结构最为完善、领先的企业 。公司致力于将化合物半导体集成电路营业生长至全球行业领先水平，起劲打造具有国际竞争力的半导体厂商 。
闻泰科技
闻泰科技全资子公司安世半导体与NEPTUNE及其股东签署收购协议，以优惠价钱收购晶圆厂优质资产，公司安世营业产能有望大幅增添 。凭证CNBC报道，安世半导体将以6300万英镑（约合5.6亿人民币）收购英国最大芯片制造商Newport Wafer Fab（NWF） 。该工厂建设于1982年，产能凌驾3.5万片/月（最大可扩充至4.4万片/月），涵盖MOSFET、Trench IGBT、CMOS、模拟和化合物半导体等种种半导体手艺 。一样平常来说，8寸产能的资源开支约为1亿美金/万片，公司以优惠价钱收购Newport Wafer Fab股权，为公司恒久生长涤讪坚实的产能基础 。
华润微
华润微旗下海内首条6英寸商用SiC晶圆生产线量产，充分使用IDM模式优势和在功率器件领域雄厚的手艺积累开展SiC功率器件研发，向市场宣布第一代SiC工业级肖特基二极管(1200V、650V)系列产品，海内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产 。
公司中低压功率SGTMOSFET产品实现要害焦点手艺突破，器件性能抵达对标产品的国际先进水平 。公司完成光电高压可控硅制品平台研发，推出过零触发和随机相位触发等多颗产品 。MEMS硅麦克风工艺平台从6英寸升级到8英寸，首颗代表产品参数达标 。
3.5 全球主要加入者
Wolfspeed
Wolfspeed，原名CREE(科瑞)，建设于1987年，总部位于美国北卡罗来纳州，是第三代半导体行业(即宽带隙半导体)的全球领军企业 。现在公司专注于碳化硅和氮化镓质料、功率和射频(RF)器件的生产制造与销售 。Wolfspeed是现在全球最大的SiC衬底制造商，公司建设于1987年，并于1993年纳斯达克上市 。首创人曾在北卡罗来纳州立大学从事SiC物理特征相关科研事情 。
公司手艺最初商业化应用场景为LED，小部分产品进入军用和航空航天领域，后进入照明市场 。n近年来，公司战略一直爆发转变，并于2021年10月将公司名称由CREE更改为Wolfspeed，加大在第三代化合物半导体领域中的结构 。
英飞凌科技
英飞凌1992年最先研发SiC功率器件，1998年建设2英寸的生产线，2001年推出第一个SiC产品 。20年来公司的碳化硅手艺在一直前进，2006年宣布接纳MPS手艺的二极管，解决耐攻击电流的痛点；2013年推出第五代薄晶圆手艺二极管，2014年——2017年先后宣布SiC JFET，第五代1200V二极管，6英寸手艺和SiC沟槽栅MOSFET 。
2019年以来，英飞凌推出Cool SiC MOSFET系列，Cool SiC单管产品接纳TO和SMD封装，电压品级为650V、1200V和1700V，额定导通电阻为27mΩ-1000mΩ，适用于硬开关协调振开关拓扑，纵然桥接拓扑中关断电压为零时，精彩的寄生导通抗扰度也可在低动态消耗方面树立基准，优化了开关性能 。
意法半导体
2019年12月2日，意法半导体完成对瑞典碳化硅晶圆制造商Norstel AB的整体收购 。此次并购后，Norstel将被完全整合到意法半导体的全球研发和制造营业中，继续生长150mm碳化硅裸片和外延片生工营业研发200mm晶圆以及更普遍的宽禁带质料 。
在全球碳化硅产能受限的大情形下，整体并购Norstel将有助于增强ST内部的SiC生态系统，提高生产无邪性，使ST能够更好地控制晶片的良率和质量刷新，并为碳化硅久远妄想和营业生长提供支持 。总目的是包管晶圆供应量，知足汽车和工业客户未来几年增添的MOSFET和二极管需求 。
第四章 未来趋势
第三代半导体战略职位获得普遍重视
由于在新能源汽车、5G通讯、光伏发电、智能电网、消耗电子、国防军工、航空航天等诸多领域具有辽阔的应用远景，第三代半导体质料的主要性和战略职位获得普遍重视 。欧盟委员会、美国能源部、日本新能源工业手艺开发机构等蓬勃国家和机构相继启动第三代半导体衬底及器件的多个生长妄想和研发项目，推动本国（地区）第三代半导体工业链生长，牢靠其在第三代半导体领域的领先职位 。
海内方面，2016年至今，中央和地方政府对第三代半导体工业给予了高度重视，出台多项工业生长帮助政策 。国务院及工信部、国家发改委等部分先后在工业生长、营商情形、树模应用等方面出台政策，进一步支持我国第三代半导体工业生长；科技部通过“国家重点研发妄想”共支持第三代半导体和半导体照明相关研发项目凌驾30项，涵盖电力电子、微波射频应用的多个应用领域，对第三代半导体基础研究及前沿手艺、重大共性要害手艺、典范应用树模&
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