来源：首创证券、光大证券、中银证券

事件：第四代半导体取得突破

3月14日，财联社消息，西安邮电大学陈海峰教授团队成功在8英寸硅片上制备出了高质量的氧化镓（Ga₂O₃）外延片，标志着该团队在超宽禁带半导体研究上取得重要进展。

与第三代半导体碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)相比，氧化镓的禁带宽度达到了4.9eV，高于碳化硅的3.2eV和氮化镓的3.39eV，更宽的禁带宽度意味着电子需要更多的能量从价带跃迁到导带，因此氧化镓具有耐高压、耐高温、大功率、抗辐照等特性。并且，在同等规格下，宽禁带材料可以制造尺寸更小、功率密度更高的器件，节省配套散热和晶圆面积，进一步降低成本。

第一代半导体材料：以硅、锗等为代表，也是目前应用范围最广的半导体材料，市占率约为90%。

第二代半导体主要是化合物半导体：以砷化镓（GaAs）、锑化铟（InP）为代表，拥有较高的电子迁移率，因而主要运用于光通信、卫星通信等领域。但是，化合物半导体的击穿电场较低，难以运用于高温环境中。

第三代半导体材料：之前热炒的手机快充，需要使用到氮化镓，则是典型的第三代半导体材料。此类材料主要用于宽禁带（价带与导带的间距，禁带宽度衡量组电能力）半导体，可以拥有更高的工作温度、击穿电场。

第四代半导体材料：则是超禁带半导体材料，包括氧化镓、金刚石、氮化铝等。其中，氧化镓、金刚石有望成为新半导体材料的主力军，可以承受更高的温度、电压，在军工领域拥有广阔的发展前景。

金刚石有着“终极半导体材料”的美誉，集合光学、电学、热学、声学等优势为一体。特别在高频、高压的工作环境下，金刚石具有无可比拟的优势。然而，金刚石提纯、大尺寸化等技术困难重重，需要更多的科研攻关。

为了抢占氧化镓的先发优势，多个国家纷纷加大研发力度

2022年8月，美国商务部产业安全局（BIS）对第四代半导体材料氧化镓和金刚石实施出口管制，认为氧化镓的耐高压特性在军事领域的应用对美国国家安全至关重要。此后，氧化镓在全球科研与产业界引起了更广泛的重视。

日本在氧化镓方面较为领先，2015年便推出氧化镓单晶衬底，日本公司NCT使用了ETG方法几乎垄断了氧化镓衬底。

日本：IDM全产业链领跑全球

国际上只有日本形成量产并开始产业化的应用，主要应用领域为工业电源、工业电机控制等，产业方以安川电机、佐鸟电机为主要代表。日本预计将在2023年量产氧化镓功率器件。

美国：氧化镓器件研究最为先进

美国目前仅Kyma公司有1寸衬底产品，单晶尺寸上落后于中国，产业链也较为空白。器件成果非常突出，创新能力强大，各种创新的结构和工艺极大地推动了氧化镓器件的进步。

中国：衬底环节紧追日本

我国的氧化镓衬底能够小批量供应，外延、器件环节产业化进程几乎空白，研发主力军和突出成果都在高校和科研院所当中。不过，我国氧化镓器件的研发处于世界Top3，在IP方面扭转了在SiC领域的被动局面。目前的氧化镓的产业阶段类似SiC在特斯拉Model 3推出之前的状态，技术储备已经完成，等待标志性事件引爆市场。政策层面，科技部已经将氧化镓列入“十四五重点研发计划”。

总的来说，在未来10年，氧化镓器件将有可能成为直接与碳化硅竞争的电力电子器件，但作为半导体新材料，氧化镓市场规模的突破取决于成本的快速降低。未来几年是日本开始大规模导入氧化镓的关键阶段，中国能否紧跟业界脚步，需要国内氧化镓产业界携手努力。

目前，布局了氧化镓的上市公司包括新湖中宝（600208）、中瓷电子（003031）、南大光电（300346）、三安光电（600703）、蓝晓科技（300487）、国博电子（688375）、上海瀚讯（300762）等。

新湖中宝持股杭州富加镓、蓝晓科技涉及金属镓提取、国博电子是实控人研究氧化镓产品、上海瀚讯是股东布局氧化镓技术研究等。

金刚石方面，需要使用培育钻石的CVD法，培育钻石公司有望参与金刚石材料研究。上市公司包括：中兵红箭（000519）、黄河旋风（600172）、四方达（300179）、力量钻石（301071）、晶盛机电（300316）等。

风险提示：行业发展不及预期，行业竞争加剧，下游需求不及预期。