行業(yè)概況

1、定義

以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石、氮化鋁（AIN）為代表的寬禁帶半導體材料，被稱為第三代半導體材料，目前發(fā)展較為成熟的是碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）。

與傳統(tǒng)材料相比，第三代半導體材料更適合制造耐高溫、耐高壓、耐大電流的高頻大功率器件，因此，其為基礎制成的第三代半導體具備更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的導熱頻，以及更強的抗輻射能力等諸多優(yōu)勢，在高溫、高頻、強輻射等環(huán)境下被廣泛應用。

第三代半導體主要包括碳化硅（SiC）、氮化鋁（AlN）、氮化鎵（GaN）、金剛石、氧化鋅（ZnO），其中，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）并稱為第三代半導體材料的“雙雄”，是第三代半導體材料的典型代表。

2、產業(yè)鏈剖析：產業(yè)鏈涉及多個環(huán)節(jié)

第三代半導體產業(yè)鏈分為上游原材料供應，中游第三代半導體制造和下游第三代半導體器件環(huán)節(jié)。上游原材料包括襯底和外延片；中游包括第三代版奧體設計、晶圓制造和封裝測試；下游為第三代半導體器件應用，包括微波射頻器件、電力電子器件和光電子器件等。中國第三代半導體行業(yè)產業(yè)鏈如下：

第三代產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)國內均有企業(yè)涉足。從事襯底片的國內廠商主要用露笑科技、三安光電、天科合達、山東天岳、維微科技、科恒晶體、鎵鋁光電等等；從事外延片生產的廠商主要有瀚天天成、東莞天域、晶湛半導體、聚能晶源、英諾賽科等。蘇州能訊、四川益豐電子、中科院蘇州納米所等；從事第三代半導體器件的廠商較多，包括比亞迪半導體、聞泰科技、華潤微、士蘭微、斯達半導、揚杰科技、泰科天潤等。

行業(yè)發(fā)展歷程：興起的時間較短

中國第三代半導體興起的時間較短，2013年，科技部863計劃首次阿靜第三代半導體產業(yè)列為國戰(zhàn)戰(zhàn)略發(fā)展產業(yè)。

2016年，為第三代半導體發(fā)展元年，國務院國家新產業(yè)發(fā)展小組將第三半導體產業(yè)列為發(fā)展重點，國內企業(yè)擴大第三半導體研發(fā)項目投資，行業(yè)進入快速發(fā)展期。

2018年1月，中車時代電氣建成國內第一條6  英寸碳化硅生產線；2018年，泰科天潤建成了國內第一條碳化硅器件生產線；2019年9月，三安集成已建成了國內第一條6英寸氮化鎵（GaN）、砷化鎵（GaAs）外延芯片產線并投入量產。在2020年7月，華潤微宣布國內首條6英寸商用SiC晶圓生產線正式量產。

2020年9月，第三代半導體寫入“十四五”規(guī)劃，行業(yè)被推向風口。

行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、產值規(guī)模逆勢增長

隨著5G、新能源汽車等市場發(fā)展，第三代半導體的需求規(guī)模保持高速增長。同時，中美貿易戰(zhàn)的影響給國產第三代半導體材料帶來了發(fā)展良機。2020年在國內大半導體產業(yè)增長乏力的大背景下，我國第三代半導體產業(yè)實現(xiàn)逆勢增長。

2020年我國第三代半導體產業(yè)電子電力和射頻電子總產值超過100億元，較2019年同比增長69．5％。

其中，SiC、GaN電子電力產值規(guī)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％。

2、產能大幅增長但仍供應不足

根據(jù)CASA數(shù)據(jù)顯示截至2020年底，我國SiC導電型襯底折算4英寸產能約40萬片／年，SiC－on－SiC外延片折算6英寸產能約為22萬片／年，SiC－onSiC器件／模塊（4／6英寸兼容）產能約26萬片／年。

GaN－on－Si外延片折算6英寸產能約為28萬片／年，GaN－on－Si器件／模塊折算 6 英寸產能約為22萬片／年。

但隨著新能源汽車、5G、PD快充等市場的發(fā)展，我國國產化第三代半導體產品無法滿足龐大的市場需求，目前有超過八成產品以來進口。可見第三代半導體產品國產化替代空間較大。

3、電力電子器件市場規(guī)模接近50億元

2017－2020年，中國SiC、GaN電力電子器件應用市場快速增長，2020年，SiC、GaN電力電子器件應用市場規(guī)模為46．8億元，同比增長90％。

2020年，我國半導體分立器件的市場規(guī)模約3002．6億元，SiC、GaN電力電子器件的應用滲透率約為1．56％。

目前，GaN主要應用在射頻及快充領域。SiC重點應用于新能源汽車和充電樁領域。我國作為全球最大的新能源汽車市場，第三代半導體器件在新能源汽車充電樁領域的滲透快于整車市場，占比達38％；消費類電源（PFC）占22％；光伏逆變器占了15％；工業(yè)及商業(yè)電源、不間斷電源UPS、快充電源、工業(yè)電機分別占6％、3％、3％、1％。

2020年，我國GaN微波射頻器件市場規(guī)模約為66．1億元，同比增長57．2％。其中國防軍事與航天應用規(guī)模34．8億元，成為GaN射頻主要拉動因素。

國防軍事與航天應用是我國GaN微波射頻器件的主要應用領域，2020年市場規(guī)模占整個GaN射頻器件市場的53％；其次是無線基礎設施，下游市場占比為36％。

行業(yè)競爭格局

1、區(qū)域競爭格局：江蘇省第三代半導體代表性企業(yè)分布最多

當前，我國第三代半導體初步形成了京津冀魯、長三角、珠三角、閩三角、中西部等五大重點發(fā)展區(qū)域。

從我國第三代半導體行業(yè)產業(yè)鏈企業(yè)區(qū)域分布來看，第三代半導體行業(yè)產業(yè)鏈企業(yè)在全國絕大多數(shù)省份均有分布。其中河南省第三代半導體企業(yè)數(shù)量分布最多，同時山東、江蘇和甘肅等省份企業(yè)數(shù)量也相對集中。

從代表性企業(yè)分布情況來看，江蘇省第三代半導體代表性企業(yè)分布最多，如蘇州納維、晶湛半導體、英諾賽科等。同時廣東、山東代表性企業(yè)也有較多代表性企業(yè)分布。

2、企業(yè)競爭格局：主流企業(yè)加速擴張布局

經過初期的發(fā)展，第三代半導體迅速在新能源汽車、5G基站、PD快充等領域應用，市場規(guī)模增長迅速。同時，行業(yè)內的競爭也逐漸加劇。為了迎合市場需求，搶占市場地位，國內主流半導體企業(yè)均加強在第三代半導體產業(yè)的布局，擴充第三代半導體的產能。其中，代表性的主流企業(yè)有三安光電、中電科55所、泰科天潤等。

行業(yè)發(fā)展前景及趨勢預測

1、2025年行業(yè)規(guī)模有望超過500億元

第三代半導體已經寫入“十四五”規(guī)劃。在國家政策的支持和下游需求增長的背景下，預計到2021－2025年，我國SiC、GaN電力電子器件應用市場將以45％的年復合增長率增長至2025年的近300億元；GaN微波射頻器件市場規(guī)模將以25．4％的年均復合增長率增長至2025年的205億元。2025年第三代半導體整體市場規(guī)模有望超過500億元。

2、國產化進程將加速

未來，在市場競爭趨勢方面，我國第三代半導體行業(yè)國產化率將會加深；在細分產品發(fā)展趨勢方面，SiC需求將會增長；在技術發(fā)展趨勢方面，大尺寸Si基GaN外延等問題將會有所進展。