“中国制造2025”计划中明确提出要大力发展第三代半导体产业，未来几年在5G及新能源车快速推广和渗透的背景下，第三代半导体将迎来加速增长。

根据德勤数据，2023年主要由氮化镓与碳化硅等宽禁带半导体材料构成芯片销售总额有望达到33亿美元，同比增长40%，增长率预计将在2024年达到近60%，第三代半导体总规模有望达52亿美元。#半导体##第三代半导体#

2022-2024E全球第三代半导体市场规模（亿美元/%）：

资料来源：Deloitte、华金证券研究所

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第三代半导体行业概览

半导体材料可被划分为三代，第一代半导体主要应用于低压、低频、低功率的晶体管和探测器中；第二代广泛应用于光电子和微电子领域，是制作半导体发光二极管和通信器件的关键衬底材料。

第三代半导体材料是继以硅（Si）和砷化镓（GaAs）为代表的第一代和第二代半导体材料之后，迅速发展起来的宽禁带半导体材料。

第三代半导体材料具有较大的禁带宽度，较高的击穿电压，耐压与耐高温性能良好，因此更适用于制造高频、高温、大功率的射频器件，包括了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）。

从现阶段发展来看，氮化镓材料更适合1000V以下电压等级，高开关频率的器件，相比之下，碳化硅材料及器件能用在10kV以下应用场景，更适合制作高压大功率电力电子装置，且目前碳化硅率器件商业化落地速度极快。

碳化硅（Sic）

SiC是目前最先进的第三代半导体材料，适于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。

在新能源车中，SiC器件主要被应用在牵引逆变器、电源转换系统（DC/DC转换器）、电源驱动系统、车载充电系统和非车载充电桩中。

相比于一般硅基器件，搭载SiC器件能提升新能源车充电速度约2倍、使能量损耗与器件体积降低50%以上，并提升50%的电池功率密度。

据统计，B级以上新能源车SiC器件需求量约为66-150颗之间（Tesla Model S 仅SiC SBD使用量已超过60颗），而直流充电桩则需要150多颗SiC器件。

SiC产业链可分为上游衬底材料、中游外延生长与器件制造和下游应用市场四大部分，衬底生产环节为产业核心难点。#碳化硅#

根据使用场景不同，SiC衬底可分为导电型和半绝缘型。导电型衬底在SiC晶片上生长SiC外延（SiC-on-SiC），主要被用来制造功率器件；而半绝缘衬底在SiC晶片上生长GaN外延（GaN-on-SiC），主要被用来制造射频器件。

在应用端，自2018年Tesla首次在其Model3中搭载SiC器件开始，市场对第三代半导体器件的关注度逐渐走高，越来越多的新能源车企意识到SiC器件能带来较大的性能提升，并逐渐开始在新能源车中搭载碳化硅器件。

近些年来，新能源车企为了解决“里程焦虑”问题，开始向800v高压充电平台技术转换，如长城、吉利、“蔚小理”等车企普遍开始发售800v高压车型。而SiC器件对于高压新能源车及高压充电平台来说，是必不可少的重要器件。

市场格局方面，碳化硅功率器件市场集中度较高，欧美日厂商引领全球。

根据Yole及Wolfspeed数据，全球碳化硅衬底市场主要以美国CREE、美国II-VI和日本罗姆（收购德国SICrystal）三家企业为主，占据全球约90%的市场份额。

欧洲拥有英飞凌、意法半导体、IQE、Siltronic等代表公司，以构建从衬底到外延、器件以及应用的完整SiC全产业链。

日本的罗姆半导体、三菱电机、富士电机、松下、瑞萨电子、住友电气等则是在终端设备和功率模块开发方面占据领先地位

国内半绝缘型衬底的领先厂商包括天岳先进、河北同光、山西烁科等；导电型衬底的领先厂商包括三安光电、天科合达、东尼电子、浙江晶越、露笑科技、中电化合物半导体有限公司等。

大部分国内龙头厂商已实现6英寸碳化硅单晶衬底量产，晶盛机电、天岳先进、天科合达、山西烁科等企业已经成功研发出8英寸SiC单晶样片，离量产仍有一定距离，未来有望在全球衬底市场抢占一席之地。

氮化镓（GaN）

氮化镓（GaN）主要是指一种由人工合成的半导体材料，是第三代半导体材料的典型代表。

氮化镓是未来最具增长潜质的化合物半导体，与GaAs和InP等高频工艺相比，氮化镓器件输出的功率更大；与LDCMOS和SiC等功率工艺相比，氮化镓的频率特性更好。#氮化镓#

氮化镓用于生产射频、功率、光电器件，产业链与碳化硅类似。

氮化镓器件所用衬底主要包括碳化硅衬底、硅衬底、蓝宝石衬底、氮化镓衬底。

通过在碳化硅衬底上生长氮化镓外延层制得GaN-on-SiC外延片可制成射频器件，碳化硅基氮化镓射频器件具备更高效率、更大带宽、更高功率等优势，可更好的满足5G宏基站、卫星通信、微波雷达、航空航天等军事/民用领域对射频器件的高要求。

氮化镓产业国外重点企业包括日本住友、美国Cree、德国英飞凌、韩国LG、三星等。

中国企业代表有晶元光电、三安光电、台积电、华灿光电等。

国内氮化镓器件IDM企业有苏州能讯、英诺赛科、大连芯冠等；海威华芯、三安集成提供氮化镓器件代工。中电科13所、55所也具备氮化镓器件制造能力；士兰微、世纪金光、泰科天润也都是IDM模式。采用Fabless模式的企业有GaN System、EPC、Dialog等，由台积电等代工。三安光电、闻泰科技、赛微电子、聚灿光电、乾照光电等是国内氮化镓件主要厂商。#6月财经新势力#

氮化镓产业链拆解：

资料来源：行行查

随着以下游新能源车为代表的新兴行业高速增长，第三代半导体有望迎来广阔的市场空间。

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