第一章 行業(yè)概況

目前市場(chǎng)上的半導(dǎo)體材料以硅基為主，根據(jù)摩爾定律，當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍，但隨著臺(tái)積電在1nm及以下芯片方面取得重大進(jìn)展，硅基半導(dǎo)體未來(lái)將面臨著摩爾定律失效的問(wèn)題，主要因?yàn)?顆原子的直徑大小約為0.1nm，在1nm制程下，一條線可容納不到10顆原子，只要其中有一個(gè)原子存在缺陷，就會(huì)影響到產(chǎn)品良率。而以碳化硅和氮化鎵為主的第三代半導(dǎo)體材料性能更加優(yōu)異，且熱導(dǎo)性能高，在小型化和輕量化方面更有優(yōu)勢(shì)，將成為下一代半導(dǎo)體材料的主要方向。

半導(dǎo)體材料起于上世紀(jì)50年代，最初以鍺為主，世界上第一只晶體管就是由鍺作為半導(dǎo)體材料，但由于硅在自然界的儲(chǔ)量非常豐富，產(chǎn)品價(jià)格更低，且鍺基半導(dǎo)體雖然電子能級(jí)更好，導(dǎo)電性能更強(qiáng)，但熱導(dǎo)能力較弱，發(fā)熱現(xiàn)象較為明顯，所以硅基半導(dǎo)體成為第一代半導(dǎo)體材料的核心。目前，世界上絕大多數(shù)的半導(dǎo)體器件均以硅作為基礎(chǔ)材料進(jìn)行制造，占據(jù)全球半導(dǎo)體產(chǎn)品90%以上的市場(chǎng)份額，廣泛應(yīng)用于集成電路及部分功率半導(dǎo)體等低壓、低頻、低功率領(lǐng)域，下游涵蓋消費(fèi)電子、通信、光伏、軍事以及航空航天等。

第二代半導(dǎo)體材料以砷化鎵和銻化銦為主，為化合物半導(dǎo)體，砷化鎵是典型代表。第二代半導(dǎo)體材料電子遷移率較高，生長(zhǎng)工藝成熟，但禁帶寬度較小，擊穿電場(chǎng)低，且材料有毒，易造成環(huán)境污染，在高溫、高頻、高功率領(lǐng)域應(yīng)用比較受限，而在高頻、高速領(lǐng)域應(yīng)用較廣，如衛(wèi)星通訊、移動(dòng)通訊以及光通訊等。

第三代半導(dǎo)體材料以碳化硅和氮化鎵為主，為寬禁帶半導(dǎo)體材料，與前兩代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場(chǎng)、更高的熱導(dǎo)率，在高溫、高壓金額高頻領(lǐng)域表現(xiàn)較為優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、5G宏基站、光伏、風(fēng)電、高鐵等領(lǐng)域。

表：第三代半導(dǎo)體材料

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與硅基材料相比，以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體材料的耐高壓、耐高溫、高頻和高熱導(dǎo)率性能更好。

• 耐高壓：碳化硅和氮化鎵材料的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度均在3MV/cm及以上，是硅基材料的10倍，擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度大，碳化硅基器件可以極大地提高耐壓容量、工作頻率和電流密度，并大大降低器件的導(dǎo)通損耗，所以非常適用于5G基站、軌交交通、光伏風(fēng)電等高壓領(lǐng)域。
• 耐高溫：半導(dǎo)體器件在高溫下易產(chǎn)生載流子的本征激發(fā)現(xiàn)象，造成器件失效，而半導(dǎo)體材料的禁帶寬度越大，器件的極限工作溫度就越高，碳化硅和氮化鎵的禁帶寬度分別為3.2eVh、3.4eV，而硅的禁帶寬度僅為1.12eV，大約為碳化硅和氮化鎵禁帶寬度的1/3，較高的禁帶寬度可以保證碳化硅和氮化鎵器件在高溫條件下工作的可靠性。目前，硅器件的極限工作溫度一般不能超過(guò)300℃，而碳化硅器件的極限工作溫度可以達(dá)到600℃以上，耐高溫效果極為顯著。
• 高熱導(dǎo)性：高熱導(dǎo)率有助于半導(dǎo)體器件的散熱，實(shí)現(xiàn)快速降溫，在同樣的輸出功率下，能夠使半導(dǎo)體器件保持更低的溫度，所需的散熱設(shè)計(jì)要求更低，便于簡(jiǎn)化器件終端的冷卻系統(tǒng)，有助于實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的小型化和輕量化，所以同規(guī)格下對(duì)制程的要求更低。目前，碳化硅的熱導(dǎo)率超過(guò)硅的3倍，散熱性能性好，無(wú)需復(fù)雜的散熱設(shè)計(jì)需求，節(jié)省器件空間，更容易向集成化、小型化方向發(fā)展。
• 高頻性能：漂移速度是指一個(gè)電子因?yàn)殡妶?chǎng)的關(guān)系而移動(dòng)的平均速度，電子漂移速度越快，工作頻率越高。碳化硅和氮化鎵的飽和電子漂移速率超過(guò)硅基材料的2倍，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的工作頻率和更高的功率密度。

表：三代半導(dǎo)體材料的指標(biāo)參數(shù)對(duì)比

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此外，根據(jù)CREE公司數(shù)據(jù)，碳化硅襯底器件體積小，在相同的規(guī)格下，碳化硅基MOSFET尺寸僅為硅基MOSFET的1/10，大幅縮小了同規(guī)格器件的制程要求。同時(shí)，由于碳化硅擁有較高的禁帶寬度，碳化硅器件可進(jìn)行重?fù)诫s，導(dǎo)通電阻可至少降低至原來(lái)的1/100。并且，根據(jù)應(yīng)用材料數(shù)據(jù)，由于碳化硅具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，且不會(huì)隨著頻率的提高而降低，碳化硅器件的工作頻率可以達(dá)到硅基器件的10倍，相同規(guī)格的碳化硅基MOSFET較硅基IGBT的總能量損耗可大大降低70%。

同時(shí)，在新能源汽車領(lǐng)域，相較于硅基IGBT，碳化硅MOSFET電動(dòng)車的續(xù)航里程更長(zhǎng)。在一般城市路況下，碳化硅MOSFET相較于硅基IGBT能夠節(jié)省77%的能量損耗，在高速路況下，碳化硅MOSFET相較于硅基IGBT能夠節(jié)省85%的能量損耗，能量損耗的減少使得碳化硅MOSFET的電動(dòng)車相較于硅基IGBT電動(dòng)車的續(xù)航里程提升5-10%，電池成本節(jié)省超過(guò)400美元。

第二章 商業(yè)模式與技術(shù)發(fā)展

2.1 產(chǎn)業(yè)鏈分析

第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)包括單晶襯底、外延片、器件設(shè)計(jì)、器件制造、封裝測(cè)試、整機(jī)終端。與Si材料不同，SiC和GaN器件不能直接制作在單晶襯底上，必須在襯底上生長(zhǎng)高質(zhì)量外延材料，在外延層上制造各類器件。

SiC功率器件用外延片主要生長(zhǎng)在SiC單晶襯底上。GaN器件根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域不同襯底材料主要包括藍(lán)寶石、GaN、Si、SiC，其中藍(lán)寶石襯底目前最大尺寸為6in（152mm），生產(chǎn)GaN外延片質(zhì)量好，價(jià)格便宜，主要用于光電子器件中LED芯片，由于其與GaN晶格失配度較大，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性差，無(wú)法用于射頻器件；GaN單晶襯底目前量產(chǎn)最大尺寸為2in（50mm），外延片質(zhì)量極好，但價(jià)格昂貴，目前主要用于光電子器件中激光器；Si單晶襯底是GaN功率器件最主要的襯底材料，外延片質(zhì)量良好，最大應(yīng)用尺寸為8in（203mm），價(jià)格便宜，是消費(fèi)電子電源芯片最主要選擇；SiC襯底目前國(guó)內(nèi)量產(chǎn)尺寸為4in～6in（101mm～152mm），SiC襯底與GaN的失配小，生長(zhǎng)的GaN外延片質(zhì)量很好，同時(shí)SiC襯底熱導(dǎo)率高，散熱性能好，但價(jià)格貴，主要應(yīng)用于5G基站射頻前段芯片、軍用雷達(dá)等領(lǐng)域。單晶襯底和外延片的材料制造能力、晶圓尺寸、性能參數(shù)決定了第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平及進(jìn)程。

圖：GaN/SiC不同襯底應(yīng)用情況

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SiC產(chǎn)業(yè)鏈主要包含粉體、單晶材料、外延材料、芯片制備、功率器件、模塊封裝和應(yīng)用等環(huán)節(jié)。從產(chǎn)業(yè)鏈格局來(lái)看，美國(guó)僅科銳一家公司的SiC晶圓產(chǎn)量就占據(jù)全球60%以上，日本和歐洲緊隨其后。日本在SiC半導(dǎo)體設(shè)備和功率模塊方面優(yōu)勢(shì)較大，比較典型的企業(yè)包括富士電機(jī)、三菱電機(jī)、昭和電工、羅姆半導(dǎo)體等。歐洲在SiC襯底、外延片等方面優(yōu)勢(shì)較大，典型的公司包括瑞典的Norstel、德國(guó)的英飛凌和瑞士的意法半導(dǎo)體。與國(guó)外企業(yè)相比，國(guó)內(nèi)企業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力較弱，但在全產(chǎn)業(yè)鏈上都有所布局，且近年來(lái)的進(jìn)步十分迅速。在SiC襯底方面，山東天岳、天科合達(dá)可以供應(yīng)3~6英寸的單晶襯底，產(chǎn)能亦在不斷提升；在SiC外延方面，東莞天域和瀚天天成均能夠供應(yīng)3~6英寸的SiC外延；在SiC器件方面，以三安光電、中電科55所和中車時(shí)代為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)在芯片設(shè)計(jì)與制造、模塊封裝等方面均已有深厚的積累。

圖：SiC產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)企業(yè)

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GaN產(chǎn)業(yè)鏈包括上游襯底、中游外延片、下游器件模塊等環(huán)節(jié)。GaN產(chǎn)業(yè)，住友電工和科銳是全球GaN射頻器件領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，市場(chǎng)占有率均超過(guò)30%，其次為Qorvo和MACOM。蘇州納維科技，是國(guó)內(nèi)唯一一家，國(guó)際上少有的幾家能批量生產(chǎn)2in（50mm）GaN的企業(yè)；東莞中鎵，建成國(guó)內(nèi)首家專業(yè)氮化鎵襯底生產(chǎn)線，可以制備出1100μm的自支撐GaN襯底；蘇州晶湛、聚能晶源均可以生產(chǎn)8in（203mm）硅基氮化鎵外延片；世紀(jì)金光，是涵蓋SiC、GaN單晶、外延、器件、模塊研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)銷售一體的公司；潤(rùn)微電子收購(gòu)中航微電子，擁有8in（203mm）硅基氮化鎵生產(chǎn)線和國(guó)內(nèi)首個(gè)600V/10AGaN器件產(chǎn)品；士蘭微，擁有6in（152mm）硅基氮化鎵功率器件生產(chǎn)線。

圖：GaN產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)企業(yè)

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2.2 商業(yè)模式分析

目前第三代半導(dǎo)體主要商業(yè)模式可分為兩類：IDM（垂直整合制造）模式和垂直分工模式。

IDM（Integrated Device Manufacture）模式

從設(shè)計(jì)到制造、封測(cè)以及銷售自有品牌IC都一手包辦的半導(dǎo)體公司，被稱為IDM公司。國(guó)外IDM代表有：英特爾（Intel）、SK海力士、美光、NXP、英飛凌、索尼、德州儀器（TI）、三星（Samsung）、東芝（Toshiba）、意法半導(dǎo)體（ST）等。大陸IDM廠商主要有：華潤(rùn)微電子、士蘭微、揚(yáng)杰科技、蘇州固锝、上海貝嶺等。

垂直分工模式

有的半導(dǎo)體公司僅做IC設(shè)計(jì)，沒(méi)有芯片加工廠（Fab），通常被稱為Fabless，例如華為、ARM、NVIDIA和高通等。另外還有的公司只做代工，不做設(shè)計(jì)，稱為代工廠（Foundry），代表企業(yè)有臺(tái)積電、格羅方德、中芯國(guó)際、臺(tái)聯(lián)電等。

根據(jù)上述兩種商業(yè)模式，現(xiàn)有的半導(dǎo)體企業(yè)可以分為IDM、Foundry、Fabless以及Fab-lite（介于IDM和Fabless之間）這四種形式。

2.3 技術(shù)發(fā)展

SiC技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)展

（1）SiC襯底

國(guó)內(nèi)SiC商業(yè)化襯底以4英寸為主，逐步向6英寸過(guò)渡，微管密度小于1個(gè)/cm2，實(shí)現(xiàn)95%的襯底可用面積，位錯(cuò)約在1×103/cm2，較上年有所進(jìn)步。研發(fā)水平上，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量6英寸SiC襯底材料的制備，微管密度為0.5個(gè)/cm2，螺位錯(cuò)密度為1200個(gè)/cm2。但也要認(rèn)識(shí)到，國(guó)內(nèi)SiC襯底單晶質(zhì)量與國(guó)外差距明顯，存在單晶性能一致性差、成品率低、成本高等問(wèn)題，國(guó)產(chǎn)高性能襯底自給率仍然較低，占全球的市場(chǎng)份額不到5%。

襯底尺寸成為影響器件成本的重要因素，其技術(shù)進(jìn)展將直接影響器件商業(yè)化進(jìn)程。在降低成本和市場(chǎng)需求等多重因素影響下，SiC襯底尺寸將持續(xù)擴(kuò)大，“十四五”時(shí)期我國(guó)將推進(jìn)6英寸襯底規(guī)?；慨a(chǎn)，突破8英寸襯底關(guān)鍵技術(shù)，降低成本，提高自給率。國(guó)內(nèi)能批量生產(chǎn)SiC單晶襯底的公司包括天科合達(dá)、山東天岳、爍科晶體、同光晶體、中科鋼研、南砂晶圓、福建北電新材料、世紀(jì)金光、中電化合物、江蘇超芯星等公司。

圖：國(guó)內(nèi)SiC襯底技術(shù)指標(biāo)進(jìn)展

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（2）SiC外延

SiC外延方面，國(guó)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)4-6英寸商業(yè)化產(chǎn)品供給，可以滿足3.3kV及以下功率器件制備需求，而超高壓（＞10kV）SiC功率器件所需的N型SiC外延片以及雙極型SiC功率器件所需的P型SiC外延片等方面還處于研究階段。研發(fā)水平方面，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)厚度大于200μm外延生長(zhǎng)，摻雜濃度小于1×1013/cm3，在5×1018/cm3量級(jí)摻雜濃度均勻性<6%。瀚天天成、東莞天域是專注于SiC外延片生產(chǎn)銷售的企業(yè)，其產(chǎn)品除滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求外，還有部分外銷能力。中電科55所、中電科13所具備SiC外延生產(chǎn)能力，但主要是自用。

（3）SiC電力電子器件

現(xiàn)階段已商業(yè)化的SiC產(chǎn)品主要集中在650V-1700V電壓等級(jí)，3300V以上電壓等級(jí)器件尚處于工程樣品階段，主要產(chǎn)品是SiC二極管和晶體管，SiC IGBT器件還在研發(fā)當(dāng)中。國(guó)內(nèi)以4/6英寸小規(guī)模量產(chǎn)線/中試線為主。

SiC二極管實(shí)現(xiàn)650V-1700V全系列批量供貨能力，導(dǎo)通電流最高50A。泰科天潤(rùn)已經(jīng)發(fā)布3300V/0.6A-50ASiC二極管系列產(chǎn)品。

SiC MOSFET實(shí)現(xiàn)650V（120-17mΩ）、1200V（80-25mΩ）、1700V（80-45mΩ）產(chǎn)品小批量生產(chǎn)，尚處于應(yīng)用推廣階段，代表企業(yè)有中電科55所、三安集成、中車時(shí)代半導(dǎo)體、全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、基本半導(dǎo)體、瞻芯電子等。已經(jīng)研制出6.5kV（25A，45mΩ?cm2），10kV（10A，114mΩ?cm2），15kV（10A，204mΩ?cm2），20kV（4A，443mΩcm2）SiC MOSFET樣品。

圖：2020年國(guó)內(nèi)企業(yè)推出的SiC器件

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（4）SiC功率模塊

國(guó)內(nèi)SiC功率模塊量產(chǎn)產(chǎn)品電壓等級(jí)650V-1700V，其中比亞迪產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)上車應(yīng)用。CASA Research據(jù)公開(kāi)發(fā)布消息統(tǒng)計(jì)，目前正在推進(jìn)布局的企業(yè)包括華微電子、士蘭微、江蘇宏微、斯達(dá)半導(dǎo)體、中恒微等。

GaN技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)展

（1）GaN襯底

國(guó)內(nèi)商業(yè)化的GaN襯底尺寸以2英寸為主，4英寸實(shí)現(xiàn)小批量出貨，預(yù)計(jì)2025年前完成6英寸襯底的批量生產(chǎn)并進(jìn)入市場(chǎng)。主要企業(yè)包括蘇州納維和東莞中鎵等公司，蘇州納維2英寸GaN單晶襯底厚度300±15μm，位錯(cuò)密度104cm-2-5×106cm-2，電阻率0.01-108Ω·cm，綜合指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

（2）GaN外延

GaN電力電子應(yīng)用方面，Si基GaN外延片主流尺寸為6英寸，英諾賽科率先實(shí)現(xiàn)8英寸GaN-on-Si外延材料及晶圓制造大規(guī)模量產(chǎn)，外延材料的均勻性小于1%。

GaN射頻應(yīng)用方面，SiC基GaN外延片主流尺寸為4英寸，并逐步向6英寸發(fā)展，代表企業(yè)中電科13所、55所、三安集成、蘇州能訊等。

GaN光電子應(yīng)用方面，LED照明市場(chǎng)以及UVA紫外LED用藍(lán)寶石基GaN外延片主流尺寸為4英寸，主要企業(yè)有三安光電、華燦光電、乾照光電等，UVB/UVC紫外LED用藍(lán)寶石基GaN外延片主流尺寸為2英寸，主要企業(yè)有中科潞安、圓融光電等；Mini/Micro-LED用Si基GaN外延片實(shí)現(xiàn)8英寸材料產(chǎn)業(yè)化，代表企業(yè)有晶湛半導(dǎo)體、晶能光電等；藍(lán)/綠光激光器GaN基GaN外延片主流尺寸2英寸，國(guó)內(nèi)企業(yè)目前還未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

（3）GaN電力電子器件/模塊

國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)650V產(chǎn)品，主要為分立器件，已經(jīng)開(kāi)始批量應(yīng)用，但導(dǎo)通電阻較高、系統(tǒng)集成度較低，與國(guó)際水平存在一定差距；低壓產(chǎn)品處于應(yīng)用推廣階段。代表企業(yè)有英諾賽科、賽微電子、能華微電子等。

2020年，GaN電力電子器件在PD快充領(lǐng)域的應(yīng)用具有戰(zhàn)略性意義，說(shuō)明GaN電力電子器件得到PD快充領(lǐng)域的認(rèn)可，相關(guān)器件產(chǎn)品快速滲透。國(guó)內(nèi)企業(yè)如英諾賽科、氮矽科技、芯冠科技、東科半導(dǎo)體、蘇州量微、聚能創(chuàng)芯、能華微電子相繼推出用于PD快充的GaN模塊產(chǎn)品。但GaN電力電子器件尚未在新能源汽車領(lǐng)域取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。相比較而言，國(guó)內(nèi)GaN企業(yè)可參考國(guó)外企業(yè)的市場(chǎng)策略，先選擇準(zhǔn)入門(mén)檻較低的消費(fèi)類領(lǐng)域，對(duì)材料、器件和工藝、封裝等產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行充分的驗(yàn)證，循序漸進(jìn)推進(jìn)GaN在更廣闊范圍的應(yīng)用市場(chǎng)。因此，建議首先布局消費(fèi)類電源市場(chǎng)，如PD快充、LED驅(qū)動(dòng)電源等；然后切入工業(yè)類電源，如數(shù)據(jù)中心；最后進(jìn)入可靠性要求較高的新能源汽車市場(chǎng)。

（4）GaN射頻器件/模塊

對(duì)于SiC基GaN工藝，國(guó)內(nèi)主流尺寸為4英寸，工作頻段DC6GHz，輸出功率10-700W，代表企業(yè)主要有中電科13所、中電科55所、蘇州能訊、三安集成等。

對(duì)于Si基GaN工藝，國(guó)內(nèi)代表企業(yè)為四川益豐(OMMIC)，其Si基工藝線為6英寸線，D01GH工藝器件柵長(zhǎng)100nm，功率達(dá)3.3W/mm（@30GHz），截止頻率達(dá)110/160GHz（fT/fmax）。英諾賽科正在開(kāi)發(fā)8英寸Si基GaN射頻器件工藝。

（5）GaN光電子器件

LED芯片國(guó)產(chǎn)化率已經(jīng)超過(guò)80%；南昌大學(xué)江風(fēng)益團(tuán)隊(duì)利用V坑解決黃光鴻溝難題，黃光LED芯片發(fā)光效率達(dá)到27.9%，世界領(lǐng)先；發(fā)光波長(zhǎng)在UVA波段（320nm-400nm）的紫外LED已有成熟的商業(yè)化產(chǎn)品并能滿足應(yīng)用的需求，外量子效率已超過(guò)40%；發(fā)光波長(zhǎng)在UVC波段（280nm）的深紫外LED產(chǎn)品的外量子效率約5%，研發(fā)水平在350mA下光輸出功率達(dá)到89.6mW；紫外單光子探測(cè)器探測(cè)效率和暗計(jì)數(shù)噪音達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

隨著Mini-LED技術(shù)快速突破，成本迅速下降，在超高清電視、高階顯示器等市場(chǎng)需求拉動(dòng)下，Mini-LED背光和顯示市場(chǎng)開(kāi)始起量，其中Mini背光產(chǎn)業(yè)鏈上中下游協(xié)作成果斐然，2020年Mini-LED背光產(chǎn)品密集發(fā)布，如海信、康佳、華碩、TCL等，規(guī)模商業(yè)化已經(jīng)開(kāi)啟；Mini直顯芯片技術(shù)基本成熟，器件性價(jià)比不斷提升，全面推動(dòng)了Mini-LED顯示在專業(yè)顯示、商業(yè)顯示和租賃市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

Micro-LED作為下一代顯示技術(shù)的重要技術(shù)路線，因其在消費(fèi)類電子市場(chǎng)的廣闊應(yīng)用空間，得到LED行業(yè)以及顯示行業(yè)的高度重視，從關(guān)鍵裝備到芯片、封裝、驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)也進(jìn)行了全面布局。

2.4 政策監(jiān)管

行業(yè)自律協(xié)會(huì)

中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)于1990年11月17日成立，是由全國(guó)半導(dǎo)體界從事集成電路、半導(dǎo)體分立器件、半導(dǎo)體材料和設(shè)備的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、科研、開(kāi)發(fā)、經(jīng)營(yíng)、應(yīng)用、教學(xué)的單位及其它相關(guān)的企、事業(yè)單位自愿參加的、非營(yíng)利性的、行業(yè)自律的全國(guó)性社會(huì)團(tuán)體。協(xié)會(huì)宗旨是按照國(guó)家的憲法、法律、法規(guī)和政策開(kāi)展本行業(yè)的各項(xiàng)活動(dòng)；為會(huì)員服務(wù)，為行業(yè)服務(wù)，為政府服務(wù)；在政府和會(huì)員單位之間發(fā)揮橋梁和紐帶作用；維護(hù)會(huì)員單位和本行業(yè)的合法權(quán)益，促進(jìn)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。

政府法律法規(guī)

第三代半導(dǎo)體國(guó)防戰(zhàn)略意義重大，《瓦森納協(xié)定》嚴(yán)格禁運(yùn)和封鎖，本地化勢(shì)在必行。第三代半導(dǎo)體材料為寬禁帶半導(dǎo)體，除了在新能源汽車、光伏、軌道交通等民用領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用外，第三代半導(dǎo)體在國(guó)防領(lǐng)域有重要應(yīng)用，是有源相控陣?yán)走_(dá)、毫米波通信設(shè)備、激光武器、“航天級(jí)”固態(tài)探測(cè)器等軍事裝備中的核心組件，2008年《瓦森納協(xié)定》就對(duì)國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體材料進(jìn)行了明確的限制，部分西方發(fā)達(dá)國(guó)家作為協(xié)定成員國(guó)對(duì)我國(guó)實(shí)施嚴(yán)格禁運(yùn)。除了最先進(jìn)的設(shè)備以外，華裔工程師也很難進(jìn)入歐美等知名半導(dǎo)體公司的核心部門(mén)，相關(guān)并購(gòu)也會(huì)受到西方發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格審查，以防技術(shù)泄露，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須靠獨(dú)立自主。

國(guó)家頂層規(guī)劃已經(jīng)出臺(tái)，地方支持政策相繼落地，十四五期間第三代半導(dǎo)體將迎來(lái)大發(fā)展時(shí)代。2021年3月，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》發(fā)布，其中明確提出要大力發(fā)展碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。目前，在國(guó)家十四五產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的基礎(chǔ)上科技部、工信部等重要部委，已相繼出臺(tái)細(xì)則文件，大力支持第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從國(guó)家層面指明了第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)支持方向。此外，繼國(guó)家頂層政策落地后，目前，北京、上海、廣東、湖南、山東等國(guó)內(nèi)主要省市均出臺(tái)了相關(guān)政策支持碳化硅等第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配套政策，在政策大力支持下，十四五期間有望成為國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大步發(fā)展的時(shí)代。

表：國(guó)家層面第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持政策

資料來(lái)源：千際投行，資產(chǎn)信息網(wǎng)，工信部，發(fā)改委，科技部

表：地方政府第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持政策

資料來(lái)源：千際投行，資產(chǎn)信息網(wǎng)

第三章 行業(yè)發(fā)展與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

3.1 行業(yè)財(cái)務(wù)分析

圖：行業(yè)綜合財(cái)務(wù)分析

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圖：行業(yè)歷史估值

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圖：指數(shù)市場(chǎng)表現(xiàn)

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圖：指數(shù)歷史估值

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估值方法可以選擇市盈率估值法、PEG估值法、市凈率估值法、市現(xiàn)率、P/S市銷率估值法、EV/Sales市售率估值法、RNAV重估凈資產(chǎn)估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF現(xiàn)金流折現(xiàn)估值法、NAV凈資產(chǎn)價(jià)值估值法等。

圖：主要上市公司

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圖：三安光電主營(yíng)構(gòu)成

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圖：聞泰科技主營(yíng)構(gòu)成

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3.2 風(fēng)險(xiǎn)因子分析

管理風(fēng)險(xiǎn)

大部分公司處于擴(kuò)張期，規(guī)模越來(lái)越大，涉及的領(lǐng)域也越來(lái)越多，如果公司的管理水平和員工的整體素質(zhì)不能適應(yīng)未來(lái)公司規(guī)模達(dá)到擴(kuò)張的需要，將會(huì)削弱公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

行業(yè)技術(shù)快速更新?lián)Q代，行業(yè)的需求和業(yè)務(wù)模式不斷升級(jí)。在此情況下，公司存在技術(shù)產(chǎn)品喪失競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的風(fēng)險(xiǎn)、現(xiàn)有核心技術(shù)被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手模仿等風(fēng)險(xiǎn)。

產(chǎn)品質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)

隨著公司經(jīng)營(yíng)規(guī)模的擴(kuò)大，如果公司不能持續(xù)有效地執(zhí)行相關(guān)質(zhì)量控制制度和措施，一旦產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，將影響公司在客戶中的地位和聲譽(yù)，進(jìn)而對(duì)公司經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)產(chǎn)生不利影響。

3.3 市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

全球市場(chǎng)

2020年，盡管新冠疫情對(duì)全球產(chǎn)業(yè)造成沖擊，但半導(dǎo)體市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)。據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，全球半導(dǎo)體2020年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到4400億美元，同比增長(zhǎng)6.8%。新冠疫情居家辦公推動(dòng)了對(duì)手機(jī)、計(jì)算機(jī)、云基礎(chǔ)設(shè)施的需求，拉動(dòng)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)。但同時(shí)，新冠疫情給汽車半導(dǎo)體帶來(lái)消極影響，汽車半導(dǎo)體產(chǎn)能不足疊加汽車電動(dòng)化對(duì)半導(dǎo)體需求增加的雙重影響，造成全球汽車半導(dǎo)體芯片短缺。以SiC和GaN為代表的第三代半導(dǎo)體在新能源汽車、5G、15光伏發(fā)電、PD快充等領(lǐng)域不斷取得突破，2020年全球第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)總體保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

根據(jù)Yole和Omdia數(shù)據(jù)顯示，到2020年底，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體的全球市場(chǎng)將增長(zhǎng)到8.54億美元，SiC電力電子市場(chǎng)規(guī)模約為7.03億美元，GaN電力電子市場(chǎng)規(guī)模約為1.51億美元。到2025年SiC電力電子市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)30億美元，GaN電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)6.8億美元。綜合Yole、IHS、Gartner等多家分析機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)及調(diào)研反饋，2020年全球功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)規(guī)模約為180~200億美元，SiC、GaN電力電子器件滲透率約為4.2%~4.5%，較2019年提升一個(gè)百分點(diǎn)。

新能源汽車是最大的應(yīng)用領(lǐng)域。由于新冠疫情的大流行，2020年上半年電動(dòng)汽車/混合電動(dòng)汽車（EV/HEV）領(lǐng)域的SiC器件和材料市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩。盡管如此，SiC的市場(chǎng)前景仍然樂(lè)觀。豐田、大眾、寶馬等汽車制造商繼續(xù)為其下一代車型的逆變器、車載充電器（OBC）和DC/DC轉(zhuǎn)換器中的SiC分立器件或模塊進(jìn)行合格鑒定。在這種背景下，新能源汽車中SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以38％的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2025年將超過(guò)15億美元。

隨著新能源汽車的應(yīng)用，SiC引起了充電基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)極大的興趣。受益于SiC的更高效率和更高頻率，大功率充電器可以通過(guò)提供比Si基絕緣柵雙極晶體管（IGBT）更緊湊的解決方案來(lái)。Yole16估計(jì)，這個(gè)市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為90％，從2019年的500萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2025年的2.25億美元。

除汽車領(lǐng)域外，光伏技術(shù)（PVs）、鐵路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等應(yīng)用在2019-2025年期間還將以兩位數(shù)的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

中國(guó)市場(chǎng)

在此背景下，2020年我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)電力電子和射頻電子總產(chǎn)值超過(guò)100億元，較2019年增長(zhǎng)69.5%。其中，SiC、GaN電力電子產(chǎn)值規(guī)模達(dá)44.7億元，同比增長(zhǎng)54%，襯底材料約2.2億元，外延及芯片約5億元，器件及模組約7.2億元，裝置約30億元，相較前幾年，中下游的增長(zhǎng)速度加快。而GaN微波射頻產(chǎn)值達(dá)到60.8億元，同比增長(zhǎng)80.3%。其中，襯底約6.5億元，外延及芯片9.2億元，器件及模組19.6億元，裝置約25.5億元。

圖：2016-2020年我國(guó)SiC、GaN電力電子產(chǎn)值規(guī)模（億元）

資料來(lái)源：千際投行，資產(chǎn)信息網(wǎng)，CASA

圖：2016-2020年我國(guó)GaN微波射頻產(chǎn)值規(guī)模（億元）

資料來(lái)源：千際投行，資產(chǎn)信息網(wǎng)，CASA

在半導(dǎo)體照明方向，受COVID-19和內(nèi)需不振影響，增速持續(xù)下調(diào)。2020年中國(guó)大陸整體產(chǎn)值預(yù)計(jì)7013億元，較2019年下降7.1%。但在出口市場(chǎng)，2020年我國(guó)LED照明產(chǎn)品累計(jì)出口額為355.94億美元，同比增長(zhǎng)達(dá)17.9%，這體現(xiàn)了照明產(chǎn)品的剛需屬性，也體現(xiàn)了我國(guó)已經(jīng)牢固樹(shù)立了LED照明行業(yè)供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，在疫情帶來(lái)的出口替代效應(yīng)下，吸引了全球半導(dǎo)體照明產(chǎn)品訂單。

中國(guó)擁有第三代半導(dǎo)體材料最大的應(yīng)用市場(chǎng)，受益于新能源汽車、5G、消費(fèi)電子領(lǐng)域需求強(qiáng)勁，未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)SiC和GaN功率半導(dǎo)體市場(chǎng)將迎來(lái)高速增長(zhǎng)。在政策和市場(chǎng)的雙重驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體電力電子和射頻方向行情呈現(xiàn)明顯上升態(tài)勢(shì)。

由于第三代半導(dǎo)體材料屬于國(guó)家戰(zhàn)略性先進(jìn)材料方向，具有技術(shù)創(chuàng)新和拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)新增點(diǎn)的雙重優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)，得到了國(guó)家大基金、地方政府、民間資本的高度關(guān)注。據(jù)CASA Research不完全統(tǒng)計(jì)，2020年共24筆投資擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目（2019年17筆），已披露的投資擴(kuò)產(chǎn)金額達(dá)到694億元（不含GaN光電子），較2019年同比增長(zhǎng)161%。分材料看，SiC投資17筆，涉及金額550億元；GaN投資7筆，涉及金額144億元。分環(huán)節(jié)看，襯底環(huán)節(jié)投資12筆（主要為SiC襯底），涉及金額175億元；器件/模塊環(huán)節(jié)投資15筆，涉及金額520億元。分區(qū)域看，長(zhǎng)三角地區(qū)投資11筆，涉及金額263.3億元；中西部地區(qū)投資6筆，涉及金額229億元；京津冀魯投資5筆，涉及金額188.5億元。

圖：2017-2020年第三代半導(dǎo)體投資擴(kuò)產(chǎn)情況（億元）

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圖：2020年國(guó)內(nèi)主要第三代半導(dǎo)體投資擴(kuò)產(chǎn)情況（億元）

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據(jù)CASA Research統(tǒng)計(jì)，2020年國(guó)內(nèi)SiC、GaN電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模約為46.8億元，較上年同比增長(zhǎng)90%。據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)功率半導(dǎo)體分立器件市場(chǎng)規(guī)模約為3002.6億元，SiC、GaN電力電子器件整體滲透率約為1.56%。

市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素是新能源汽車市場(chǎng)的快速滲透和PD快充市場(chǎng)的爆發(fā)；而2020年光伏市場(chǎng)是有國(guó)家補(bǔ)貼的最后一年，裝機(jī)量出現(xiàn)恢復(fù)性增長(zhǎng)。其中，SiC器件占據(jù)的市場(chǎng)規(guī)模有所回升。

未來(lái)五年，SiC、GaN電力電子器件應(yīng)用市場(chǎng)將以45%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)至近300億元。在中高壓領(lǐng)域，SiC電力電子器件將繼續(xù)滲透，新能源汽車仍將是最大應(yīng)用領(lǐng)域。在低壓、小功率電源領(lǐng)域，包括LED驅(qū)動(dòng)電源、電動(dòng)工具電源、消費(fèi)電源、D類音頻，GaN電力電子器件將是主角，成為驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)的新力量；在中壓領(lǐng)域，GaN、SiC電力電子器件在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、路由器和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的應(yīng)用正呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。我國(guó)在“十四五”科技計(jì)劃中將建設(shè)“面向大數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的GaN基高效功率電子，應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心電源的GaN電力電子器件”提上日程。預(yù)計(jì)，未來(lái)這個(gè)市場(chǎng)復(fù)合年均增長(zhǎng)率將達(dá)到66.5%；以此為契機(jī)，有條件的企業(yè)要加快儲(chǔ)備相關(guān)技術(shù)和完善專利布局，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的“政產(chǎn)學(xué)研用金”各方也加強(qiáng)協(xié)同，共同建立良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

圖：2020年我國(guó)SiC、GaN電力電子器件應(yīng)用市場(chǎng)結(jié)構(gòu)

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3.4 競(jìng)爭(zhēng)格局

經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開(kāi)始由“導(dǎo)入期”向“成長(zhǎng)期”過(guò)渡，商業(yè)技術(shù)逐步穩(wěn)定、應(yīng)用示范效應(yīng)拉動(dòng)，各市場(chǎng)漸次開(kāi)啟，帶來(lái)需求高速增長(zhǎng)。而供給方面，企業(yè)數(shù)量持續(xù)增加，產(chǎn)線加快建設(shè)，供應(yīng)鏈開(kāi)始逐步成型，產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力增強(qiáng)。據(jù)CASA Research不完全統(tǒng)計(jì)，截至2020年底，國(guó)內(nèi)有超過(guò)170家從事第三代半導(dǎo)體電力電子和微波射頻的企業(yè)，而2018年尚不足100家，覆蓋了從上游材料的制備（襯底、外延）、中游器件設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)到下游的應(yīng)用，基本形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。

圖：2020年我國(guó)第三代半導(dǎo)體企業(yè)分布地圖

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國(guó)內(nèi)主流企業(yè)積極擴(kuò)產(chǎn)布局，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入擴(kuò)張期。經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展，第三代半導(dǎo)體器件已經(jīng)迅速進(jìn)入了新能源汽車、光伏逆變、5G基站、PD快充等應(yīng)用領(lǐng)域，市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。為了迎合市場(chǎng)需求，爭(zhēng)奪未來(lái)幾年的關(guān)鍵競(jìng)爭(zhēng)位置，國(guó)內(nèi)主流企業(yè)在產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和市場(chǎng)等多方面加強(qiáng)布局。其中尤以產(chǎn)能擴(kuò)充為主要特征，天科合達(dá)、同光晶體、納維科技、泰科天潤(rùn)、中電科55所、三安光電、世紀(jì)金光、基本半導(dǎo)體、英諾賽科等紛紛擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)示著國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開(kāi)始進(jìn)入擴(kuò)張期。

龍頭企業(yè)緊抓本地化機(jī)遇，產(chǎn)業(yè)鏈合作水平不斷提升。貿(mào)易戰(zhàn)加速了本地化的進(jìn)程，以華為為代表的應(yīng)用企業(yè)調(diào)整供應(yīng)鏈，國(guó)內(nèi)企業(yè)獲得了試用、改進(jìn)的機(jī)會(huì)，國(guó)產(chǎn)器件逐漸導(dǎo)入終端產(chǎn)品供應(yīng)鏈。國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體企業(yè)抓住發(fā)展機(jī)遇，主動(dòng)與下游應(yīng)用企業(yè)開(kāi)展合作，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)器件的快速應(yīng)用。

圖：國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)合作情況

資料來(lái)源：千際投行，資產(chǎn)信息網(wǎng)，CASA

與此同時(shí)，傳統(tǒng)半導(dǎo)體企業(yè)依托資金、技術(shù)、渠道以及商業(yè)模式的優(yōu)勢(shì)，積極布局第三代半導(dǎo)體，謀求更多的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，代表企業(yè)有華潤(rùn)微、聞泰科技、斯達(dá)半導(dǎo)體、比亞迪、賽微電子、露笑科技、新潔能等。據(jù)CASAResearch不完全統(tǒng)計(jì)，2020年有17家半導(dǎo)體企業(yè)陸續(xù)登陸科創(chuàng)板，其中有5家企業(yè)計(jì)劃布局第三代半導(dǎo)體，分別為芯朋微、中車時(shí)代電氣、芯愿景、銀河微電、新潔能。布局方向較為明確，直指以新能源汽車、PD快充、5G射頻應(yīng)用等為代表的第三代半導(dǎo)體新技術(shù)領(lǐng)域。

圖：上市企業(yè)第三代半導(dǎo)體布局情況

資料來(lái)源：千際投行，資產(chǎn)信息網(wǎng)，CASA

Mini/Micro-LED和紫外LED成為企業(yè)重點(diǎn)布局方向。隨著超高清視頻產(chǎn)業(yè)時(shí)代到來(lái)，液晶電視產(chǎn)品向大屏化、高清化及高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）、寬色域方向發(fā)展，Mini-LED背光成為面板企業(yè)和LED企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，2020年Mini-LED背光產(chǎn)業(yè)鏈上中下游協(xié)作成果斐然，全年Mini-LED背光產(chǎn)品密集發(fā)布，如海信、康佳、華碩、TCL等，規(guī)模商業(yè)化已經(jīng)開(kāi)啟。

Micro-LED作為下一代顯示技術(shù)的重要技術(shù)路線，因其在消費(fèi)類電子市場(chǎng)的廣闊應(yīng)用空間，得到半導(dǎo)體照明行業(yè)以及顯示行業(yè)的高度重視，從關(guān)鍵裝備到芯片、封裝、驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用系統(tǒng)，均吸引國(guó)內(nèi)外企業(yè)爭(zhēng)相部署。深紫外LED殺菌消毒應(yīng)用市場(chǎng)爆發(fā)，吸引企業(yè)大舉投入。2020年上半年，深紫外LED得到了空前關(guān)注，原有紫外LED產(chǎn)線滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，行業(yè)內(nèi)一度出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。很多持觀望態(tài)度的企業(yè)，紛紛加入紫外LED大軍，企業(yè)積極性空前高漲。

整體來(lái)看，我國(guó)第三代半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的自主保障能力得到增強(qiáng)，但國(guó)內(nèi)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較國(guó)際巨頭仍有差距。一方面，與國(guó)際企業(yè)相比，我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍然較小，企業(yè)優(yōu)勢(shì)不明顯。各細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)的核心器件均由Cree|Wolfspeed、ROHM、Infineon等國(guó)外企業(yè)占據(jù)，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品市占率不足10%。同時(shí)，國(guó)際企業(yè)從產(chǎn)品數(shù)量、技術(shù)指標(biāo)、企業(yè)規(guī)模等各方面都超過(guò)國(guó)內(nèi)企業(yè)，如Cree|Wolfspeed2020財(cái)年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收約30億元，規(guī)模遠(yuǎn)大于國(guó)內(nèi)企業(yè)。

另一方面，國(guó)內(nèi)同類企業(yè)之間在技術(shù)、產(chǎn)品、市場(chǎng)等方面的差距在加大，但仍未出現(xiàn)具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的龍頭企業(yè)，競(jìng)爭(zhēng)格局仍未成型。以中電科13所、中電科55所、三安集成等為代表的領(lǐng)先企業(yè)，經(jīng)過(guò)幾年摸索沉淀已經(jīng)完成了技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)的初期積累，在資本助力下進(jìn)入加速發(fā)展期，在2020年前后實(shí)現(xiàn)了規(guī)模迅速上量。

但從整體來(lái)看，前幾家的市場(chǎng)占比仍然較小，而領(lǐng)先企業(yè)的SiC、GaN產(chǎn)品的單獨(dú)銷售規(guī)模也未超過(guò)10億元，并未形成具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的龍頭企業(yè)。隨著越來(lái)越多的資本和競(jìng)爭(zhēng)者進(jìn)入該領(lǐng)域，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，行業(yè)內(nèi)的兼并、重組事件將增多，產(chǎn)業(yè)鏈的聚集與融合將成為常態(tài)。為此，全行業(yè)要進(jìn)一步加強(qiáng)協(xié)作，統(tǒng)籌推進(jìn)補(bǔ)齊短板和鍛造長(zhǎng)板，針對(duì)產(chǎn)業(yè)薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)施好關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)工程，盡快解決一批‘卡脖子’問(wèn)題，強(qiáng)化我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力。

3.5 中國(guó)主要參與者

中國(guó)參與者主要有：三安集成（600703）、華潤(rùn)微（688396）、斯達(dá)半導(dǎo)（603290）、揚(yáng)杰科技（300373）、聞泰科技（600745）、士蘭微（600460）、天科合達(dá)（870013）、華微電子（002617）、山東天岳（002069）、立昂微（605358）、賽微電子（300456）、中微公司（688012）等。

三安光電（600703）

三安光電成立于2000年，主要從事化合物半導(dǎo)體所涉及的部分核心原材料、外延片生長(zhǎng)和芯片制造，具有國(guó)內(nèi)產(chǎn)銷規(guī)模首位的化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)規(guī)模，屬于技術(shù)、資本密集型的產(chǎn)業(yè)，是化合物半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)鏈布局最為完善、領(lǐng)先的企業(yè)。公司致力于將化合物半導(dǎo)體集成電路業(yè)務(wù)發(fā)展至全球行業(yè)領(lǐng)先水平，努力打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的半導(dǎo)體廠商。

聞泰科技（600745）

聞泰科技全資子公司安世半導(dǎo)體與NEPTUNE及其股東簽署收購(gòu)協(xié)議，以優(yōu)惠價(jià)格收購(gòu)晶圓廠優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，公司安世業(yè)務(wù)產(chǎn)能有望大幅增長(zhǎng)。根據(jù)CNBC報(bào)道，安世半導(dǎo)體將以6300萬(wàn)英鎊（約合5.6億人民幣）收購(gòu)英國(guó)最大芯片制造商N(yùn)ewport Wafer Fab（NWF）。該工廠成立于1982年，產(chǎn)能超過(guò)3.5萬(wàn)片/月（最大可擴(kuò)充至4.4萬(wàn)片/月），涵蓋MOSFET、Trench IGBT、CMOS、模擬和化合物半導(dǎo)體等各類半導(dǎo)體技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，8寸產(chǎn)能的資本開(kāi)支約為1億美金/萬(wàn)片，公司以優(yōu)惠價(jià)格收購(gòu)Newport Wafer Fab股權(quán)，為公司長(zhǎng)期發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)能基礎(chǔ)。

華潤(rùn)微（688396）

華潤(rùn)微旗下國(guó)內(nèi)首條6英寸商用SiC晶圓生產(chǎn)線量產(chǎn)，充分利用IDM模式優(yōu)勢(shì)和在功率器件領(lǐng)域雄厚的技術(shù)積累開(kāi)展SiC功率器件研發(fā)，向市場(chǎng)發(fā)布第一代SiC工業(yè)級(jí)肖特基二極管(1200V、650V)系列產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)首條6英寸商用SiC晶圓生產(chǎn)線正式量產(chǎn)。

公司中低壓功率SGTMOSFET產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)突破，器件性能達(dá)到對(duì)標(biāo)產(chǎn)品的國(guó)際先進(jìn)水平。公司完成光電高壓可控硅成品平臺(tái)研發(fā)，推出過(guò)零觸發(fā)和隨機(jī)相位觸發(fā)等多顆產(chǎn)品。MEMS硅麥克風(fēng)工藝平臺(tái)從6英寸升級(jí)到8英寸，首顆代表產(chǎn)品參數(shù)達(dá)標(biāo)。

3.6 全球主要參與者

全球參與者主要有：Wolfspeed（CREE）、貳陸公司（IIVI）、英飛凌科技（IFNNY）、意法半導(dǎo)體（STM）、Rohm ADR（ROHCY）、日本住友（8053）、三菱電機(jī)（MIELY）、X Fab Silicon（XFAB）等。

Wolfspeed（CREE）

Wolfspeed，原名CREE(科瑞)，成立于1987年，總部位于美國(guó)北卡羅來(lái)納州，是第三代半導(dǎo)體行業(yè)(即寬帶隙半導(dǎo)體)的全球領(lǐng)軍企業(yè)。目前公司專注于碳化硅和氮化鎵材料、功率和射頻(RF)器件的生產(chǎn)制造與銷售。Wolfspeed是目前全球最大的SiC襯底制造商，公司成立于1987年，并于1993年納斯達(dá)克上市。創(chuàng)始人曾在北卡羅來(lái)納州立大學(xué)從事SiC物理特性相關(guān)科研工作。

公司技術(shù)最初商業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景為L(zhǎng)ED，小部分產(chǎn)品進(jìn)入軍用和航空航天領(lǐng)域，后進(jìn)入照明市場(chǎng)。?近年來(lái)，公司戰(zhàn)略不斷發(fā)生變化，并于2021年10月將公司名稱由CREE更改為Wolfspeed，加大在第三代化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域中的布局。

英飛凌科技（IFNNY）

英飛凌1992年開(kāi)始研發(fā)SiC功率器件，1998年建立2英寸的生產(chǎn)線，2001年推出第一個(gè)SiC產(chǎn)品。20年來(lái)公司的碳化硅技術(shù)在不斷進(jìn)步，2006年發(fā)布采用MPS技術(shù)的二極管，解決耐沖擊電流的痛點(diǎn)；2013年推出第五代薄晶圓技術(shù)二極管，2014年——2017年先后發(fā)布SiC JFET，第五代1200V二極管，6英寸技術(shù)和SiC溝槽柵MOSFET。

2019年以來(lái)，英飛凌推出Cool SiC MOSFET系列，Cool SiC單管產(chǎn)品采用TO和SMD封裝，電壓等級(jí)為650V、1200V和1700V，額定導(dǎo)通電阻為27mΩ-1000mΩ，適用于硬開(kāi)關(guān)和諧振開(kāi)關(guān)拓?fù)?，即使橋接拓?fù)渲嘘P(guān)斷電壓為零時(shí)，出色的寄生導(dǎo)通抗擾度也可在低動(dòng)態(tài)損耗方面樹(shù)立基準(zhǔn)，優(yōu)化了開(kāi)關(guān)性能。

意法半導(dǎo)體（STM）

2019年12月2日，意法半導(dǎo)體完成對(duì)瑞典碳化硅晶圓制造商N(yùn)orstel AB的整體收購(gòu)。此次并購(gòu)后，Norstel將被完全整合到意法半導(dǎo)體的全球研發(fā)和制造業(yè)務(wù)中，繼續(xù)發(fā)展150mm碳化硅裸片和外延片生產(chǎn)業(yè)務(wù)研發(fā)200mm晶圓以及更廣泛的寬禁帶材料。

在全球碳化硅產(chǎn)能受限的大環(huán)境下，整體并購(gòu)Norstel將有助于增強(qiáng)ST內(nèi)部的SiC生態(tài)系統(tǒng)，提高生產(chǎn)靈活性，使ST能夠更好地控制晶片的良率和質(zhì)量改進(jìn)，并為碳化硅長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和業(yè)務(wù)發(fā)展提供支持?？偰繕?biāo)是保證晶圓供給量，滿足汽車和工業(yè)客戶未來(lái)幾年增長(zhǎng)的MOSFET和二極管需求。

第四章 未來(lái)趨勢(shì)

第三代半導(dǎo)體戰(zhàn)略地位得到廣泛重視

由于在新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、智能電網(wǎng)、消費(fèi)電子、國(guó)防軍工、航空航天等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，第三代半導(dǎo)體材料的重要性和戰(zhàn)略地位得到廣泛重視。歐盟委員會(huì)、美國(guó)能源部、日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)等發(fā)達(dá)國(guó)家和機(jī)構(gòu)相繼啟動(dòng)第三代半導(dǎo)體襯底及器件的多個(gè)發(fā)展計(jì)劃和研發(fā)項(xiàng)目，推動(dòng)本國(guó)（地區(qū)）第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，鞏固其在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

國(guó)內(nèi)方面，2016年至今，中央和地方政府對(duì)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)給予了高度重視，出臺(tái)多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策。國(guó)務(wù)院及工信部、國(guó)家發(fā)改委等部門(mén)先后在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、營(yíng)商環(huán)境、示范應(yīng)用等方面出臺(tái)政策，進(jìn)一步支持我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展；科技部通過(guò)“國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”共支持第三代半導(dǎo)體和半導(dǎo)體照明相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目超過(guò)30項(xiàng)，涵蓋電力電子、微波射頻應(yīng)用的多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)第三代半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究及前沿技術(shù)、重大共性關(guān)鍵技術(shù)、典型應(yīng)用示范給予高度重視和重點(diǎn)支持；北京、深圳、濟(jì)南、長(zhǎng)沙等地方各級(jí)政府出臺(tái)多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展措施和政策，引導(dǎo)和支持區(qū)域內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

碳化硅晶片需求旺盛，供給相對(duì)不足

隨著新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)等行業(yè)加大應(yīng)用碳化硅器件的投資，全球?qū)μ蓟杵骷枨蟪掷m(xù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)碳化硅器件領(lǐng)域的投資也逐漸升溫，對(duì)上游碳化硅晶片的需求持續(xù)。因此，新進(jìn)入的碳化硅晶片生產(chǎn)商在短期內(nèi)形成規(guī)?；?yīng)能力存在較大難度，市場(chǎng)供給仍主要依靠現(xiàn)有晶片生產(chǎn)商擴(kuò)大自身生產(chǎn)能力，國(guó)內(nèi)碳化硅晶片供給不足的局面預(yù)計(jì)仍將維持一段時(shí)間。

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