6月中旬ღ★，第三代半导体产业技术创新战略联盟（以下简称“联盟”）在最新发布的《第三代半导体产业发展报告2020》（以下简称“报告”）中表示ღ★，以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体在新能源汽车ღ★、5Gღ★、光伏发电ღ★、快充等领域不断取得突破ღ★，2020年全球第三代半导体市场总体保持增长态势ღ★。

　　据其统计ღ★，由于5G基站ღ★、新能源贝博ballbet体育ღ★、快充市场发展等原因拉动ღ★，去年我国第三代半导体碳化硅ღ★、氮化镓电力电子和氮化镓微波射频市场总规模达到113亿元ღ★，较2019年增长85%ღ★。“然而ღ★，不断增长的市场规模并未对国内产业形成有效拉动ღ★，国内企业规模仍然较小ღ★，在新能源汽车ღ★、5G基站等关键市场超过八成的国内市场份额主要被国际大厂占有ღ★。”联盟在报告中指出ღ★。

　　有半导体产业链上市公司相关人士亦向记者表示三门齐开ღ★，“第三代半导体大家都在研发当中ღ★，但是真正能够大规模量产的并不多ღ★，目前大部分的量都是进口国外的产品三门齐开ღ★。”

　　第一代半导体是以硅材料为主ღ★，广泛应用在手机ღ★、电脑等领域ღ★，比如电脑的和手机的处理器都采用这种硅基的半导体技术ღ★。第二代半导体以砷化镓ღ★、锑化铟为代表ღ★，主要是功率放大ღ★，用于卫星通讯ღ★、移动通讯ღ★、导航等领域ღ★。第三代半导体是以氮化镓ღ★、碳化硅为代表的化合物半导体ღ★，主要应用于光电子ღ★、电力电子和微波射频ღ★，比如手机快充ღ★、新能源车ღ★、轨道交通ღ★、5G基站ღ★、航空航天等等ღ★。

　　国内半导体生产企业华润微（688396.SH）相关人士在接受记者采访时表示ღ★，目前该公司也在布局第三代半导体ღ★，已经推出了碳化硅二极管样品ღ★。目前公司采用IDM的模式ღ★，也就是说在半导体产业链上覆盖了设计ღ★、制造ღ★、封测等多个环节ღ★。

　　上述人士进一步介绍称ღ★，相比前两代ღ★，第三代半导体的特点主要是宽禁带ღ★、性价比高ღ★。宽禁带意味着产品具有高击穿电场ღ★、高热导率ღ★、高迁移率ღ★、高饱和电子速度ღ★、高电子密度ღ★、可承受大功率等特点ღ★。因此第三半导体使用的范围和场景都更好一些ღ★。

　　另一家半导体企业三安光电（600703.SH）的相关人士则对记者表示ღ★，第三代半导体可以用于手机ღ★、车ღ★、基站等ღ★。目前三安光电在化合物半导体方面是国内最大的生产企业ღ★，涉及半导体衬底和外延的生产ღ★，主要做6英寸的产品生产ღ★。“有很多还处于研发状态ღ★，有些产品已经上市ღ★，比如三星的电视就用到了三安光电的部件ღ★。”

　　根据三安光电在2020年度报告中的介绍ღ★，电力电子器件又称为功率器件ღ★，主要应用于变频ღ★、变压ღ★、变流ღ★、功率放大和功率管理等领域ღ★，几乎用于所有的电子制造业ღ★，包括计算机ღ★、网络通信ღ★、消费电子ღ★、汽车电子ღ★、工业控制等ღ★。

　　目前ღ★，第三代半导体功率器件发展方向主要有碳化硅和氮化镓两大方向ღ★，碳化硅和氮化镓等第三代半导体因禁带宽度和击穿电压高ღ★，在功率半导体领域有很大的应用潜力ღ★。碳化硅拥有更高的热导率和更成熟的技术ღ★，氮化镓高电子迁移率和饱和电子速率ღ★、成本更低的优点ღ★，两者的不同优势决定了应用范围上的差异ღ★。

　　氮化镓集中在600V以下领域ღ★，主要应用于快充ღ★、电源开关ღ★、激光雷达ღ★、服务器电源等市场ღ★；碳化硅用于1200V以上领域ღ★，主要应用于电动汽车ღ★、PFC电源三门齐开ღ★、储能ღ★、充电桩ღ★、轨道交通ღ★、智能电网等领域ღ★。

　　联盟在《报告》中则进一步分析称ღ★，预计三到五年内ღ★，碳化硅功率器件将成为新能源汽车中电机驱动器系统主流的技术方案ღ★，这将给全球碳化硅功率器件产业带来巨大发展机遇ღ★。丰田ღ★、大众ღ★、本田ღ★、宝马ღ★、奥迪等汽车企业都将碳化硅功率器件作为未来新能源汽车电机驱动系统的首选解决方案ღ★。

　　国外多家企业同时也开始推动氮化镓在新能源汽车领域的应用ღ★，多家企业都推出了车规级商业化产品ღ★。与硅技术相比ღ★，氮化镓芯片具有以下优势ღ★：开关速度最大提高4倍三门齐开ღ★、降低电压电流交叉损耗三门齐开ღ★、功率密度最高增加40%贝博ballbet体育ღ★。但国内氮化镓功率半导体研发及应用起步相对较晚ღ★，尚未在新能源汽车领域取得实质性进展ღ★。

　　根据联盟的预计ღ★，国内碳化硅汽车市场将以30.6%的复合年增长率增长ღ★，2020年市场规模15.8亿元ღ★，到2025年将超过45亿元ღ★。折算成晶圆ღ★，国内2020年新能源汽车市场6英寸碳化硅晶圆需求量超过4万片ღ★，预计到2025年需求量将增长到近30万片ღ★。国际2020年新能源汽车市场6英寸碳化硅晶圆需求量超过5万片ღ★，到2025年需求量超过60万片ღ★。

　　另外ღ★，氮化镓电力电子器件在快充市场也发展迅速ღ★。充电头网的数据显示ღ★，去年有10家手机厂商推出了18款氮化镓快充ღ★，华为ღ★、小米ღ★、OPPOღ★、联想ღ★、魅族ღ★、努比亚等主流厂商均位列其中ღ★，而小米ღ★、联想ღ★、OPPOღ★、Realmeღ★、三星等品牌已经将氮化镓快充作为手机的标配ღ★。氮化镓电力电子器件具有高开关频率ღ★、高能量密度和高能量转换效率的特点ღ★，能够使氮化镓PD快充实现更高功率ღ★、更小体积和更高转换效率ღ★。随着氮化镓技术的革新升级ღ★，性能及成本优势加持下ღ★，氮化镓未来有望成为主流快充技术ღ★。

　　而且ღ★，快充技术从手机出发ღ★，已经逐步覆盖到了平板电脑ღ★、笔记本电脑ღ★、显示器ღ★、新能源汽车ღ★、电动工具ღ★、IoT设备等七大市场ღ★。除了手机厂商之外ღ★，笔电厂商也已陆续进入氮化镓快充市场ღ★，联想ღ★、戴尔ღ★、LG等品牌均基于氮化镓功率器件推出了高效的大功率快充配件ღ★，而新产品相较于传统的笔记本适配器体积大大缩小ღ★，一台65W以上容量的快充ღ★，可满足笔记本ღ★、手机和平板电脑的充电需求ღ★。联盟认为ღ★，氮化镓快充将在未来几年迎来发展的巅峰ღ★，市场容量十分可观ღ★。

　　CASAResearch的数据显示ღ★，去年国内PD快充氮化镓电力电子器件市场规模约1.5亿元ღ★，预计到2025年市场规模将超过40亿元ღ★，年均复合增长率97%ღ★；去年全球PD快充氮化镓电力电子器件市场规模超过3亿元ღ★，预计到2025年市场规模达到80多亿元ღ★，年均复合增长率90%ღ★。折算到上游晶圆需求来看ღ★，国内去年PD快充市场6英寸氮化镓晶圆需求量为1.7万片ღ★，到2025年需求量约为67.4万片;国际去年PD快充市场6英寸氮化镓晶圆需求量为3.7万片ღ★，到2025年需求量将超过120万片ღ★。

　　在微波射频方面ღ★，据CASARe－search统计ღ★，去年国内氮化镓微波射频器件市场规模为66.1亿元ღ★，较上年同比增长57.2%ღ★。考虑到5G基站建设是影响氮化镓微波射频器件市场规模变化的主要因素ღ★，预计2022年我国5G基站建设将达到高峰ღ★，带动国内氮化镓微波射频器件市场规模迅速扩张ღ★。而且ღ★，即使在2023年以后我国5G基站建设规模将有所回落ღ★，但毫米波基站将有望开始大规模部署ღ★，成为拉动市场的主要力量ღ★，带动国内氮化镓微波射频器件市场规模成倍数增长ღ★。

　　根据联盟的分析ღ★，去年我国5G宏碁站氮化镓射频功率放大器市场规模73亿元ღ★，到2022年市场规模接近100亿元ღ★，复合增长率达到17.5%ღ★。2023年毫米波基站将开始部署ღ★，预计射频功率放大器市场规模将有5-10倍的增长需求ღ★。整体来看三门齐开ღ★，5G宏基站ღ★、微基站及毫米波基站带来的氮化镓射频功率放大器市场规模将超过1000亿元ღ★。折算成晶圆来看ღ★，若毫米波基站开始部署ღ★，其4英寸氮化镓晶圆总需求量约为200-400万片ღ★。

　　然而贝博ballbet体育ღ★，目前全球射频器件市场由住友电工ღ★、CreeWolfspeed和Qorvo三家企业占据ღ★，其中住友电工为华为主要供应商ღ★。国内在毫米波领域处于空白ღ★，没有相关器件供应商ღ★。

　　上述华润微人士向记者表示ღ★：“这个第三代半导体大家都在研发当中ღ★，但是真正能够大规模量产的并不多ღ★，目前大部分的量都是进口国外的产品ღ★。”

　　三安光电的内部人士也告诉记者ღ★，目前公司大部分的产品还是传统的LED芯片产品ღ★，现在第三代半导体产品总体占比不大ღ★，不过产品的结构也在慢慢变化ღ★，占比在逐渐增加ღ★。

　　来自联盟的数据显示ღ★，去年我国第三代半导体产业电力电子和射频电子总产值超过100亿元ღ★，较2019年增长69.5%ღ★。其中ღ★，碳化硅ღ★、氮化镓电力电子产值规模达44.7亿元ღ★，同比增长54%ღ★，衬底材料约2.2亿元ღ★，外延及芯片约5亿元ღ★，器件及模组约7.2亿元贝博ballbet体育ღ★，装置约30亿元ღ★，相较前几年ღ★，中下游的增长速度加快ღ★。而氮化镓微波射频产值达到60.8亿元ღ★，同比增长80.3%ღ★。其中ღ★，衬底约6.5亿元ღ★，外延及芯片9.2亿元ღ★，器件及模组19.6亿元ღ★，装置约25.5亿元ღ★。

　　而根据CASAResearch的不完全统计ღ★，截至2020年底ღ★，国内有超过170家从事第三代半导体电力电子和微波射频的企业（2018年这个数字尚不足100家）ღ★，覆盖了从上游材料的制备(衬底ღ★、外延)ღ★、中游器件设计ღ★、制造三门齐开ღ★、封测到下游的应用ღ★，基本形成完整的产业链结构ღ★。

　　在此同时ღ★，传统半导体企业依托资金ღ★、技术ღ★、渠道以及商业模式的优势ღ★，正在积极布局第三代半导体ღ★。比如去年有17家半导体企业陆续登陆科创板ღ★，其中有5家企业计划布局第三代半导体三门齐开ღ★。

　　当然ღ★，目前国产替代的过程也在加速ღ★，以华为为代表的应用企业调整供应链ღ★，使得国内企业获得了试用ღ★、改进的机会ღ★，国产器件逐渐导入终端产品供应链ღ★。国内第三代半导体企业抓住发展机遇ღ★，主动与下游应用企业开展合作ღ★，推动国产器件的快速应用ღ★。

　　根据联盟提供的信息ღ★，国内碳化硅商业化衬底以4英寸为主ღ★，逐步向6英寸过渡ღ★，微管密度ღ★、衬底可用面积ღ★、位错等技术参数都有所进步ღ★。在研发方面ღ★，目前已经实现了高质量6英寸碳化硅衬底材料的制备ღ★，但“国内碳化硅衬底单晶质量与国外差距明显贝博ballbet体育ღ★，存在单晶性能一致性差ღ★、成品率低ღ★、成本高等问题ღ★，国产高性能衬底自给率仍然较低ღ★，占全球的市场份额不到5%ღ★。”

　　此外ღ★，联盟认为ღ★，目前产业链各环节产能虽然在不断增长ღ★，但供给仍然不足ღ★。去年新能源汽车ღ★、PD快充ღ★、5G等下游应用市场增长超预期ღ★，但国内现有产品商业化供给无法满足市场需求ღ★，尤其是碳化硅电力电子和氮化镓射频存在较大缺口ღ★。这也导致我国第三代半导体各环节国产化率较低ღ★，超过八成的产品依赖进口ღ★。“整体来看ღ★，我国第三代半导体供应链的自主保障能力得到增强ღ★，但国内企业的市场竞争力较国际巨头仍有差距ღ★。与国际企业相比ღ★，我国第三代半导体产业规模仍然较小ღ★，企业优势不明显ღ★。目前各细分应用市场的核心器件均由 CreeWolfspeedღ★、ROHMღ★、Infi－neon等国外企业占据ღ★，国产产品市占率不足10%ღ★。”“（尤其）值得注意的是ღ★，大尺寸产线对材料技术和生产技术的要求更高ღ★，与国际相比ღ★，国内大尺寸晶圆制造技术尚未完全成熟ღ★，成本高昂ღ★、良率较低ღ★。企业要根据自身情况ღ★，综合考虑技术ღ★、成本ღ★、生产效率等多方面因素贝博ballbet体育ღ★，选取最优的工艺路线ღ★。”联盟表示ღ★。贝博ღ★，半导体制程ღ★。ballbet贝博网站官网