从新基建与消费电子看第三代半导体材料_33页_3mb

电子制造行业深度报告总结

核心观点

1. 功率半导体需求爆发式增长：功率半导体将在高性能、高增长、高集中度趋势下快速发展，尤其在5G、新能源汽车、光伏、智能电网等领域。预计2025年新能源汽车中电子元器件增量达50亿元，国内自给率不足20%，若提升至50%，市场空间将增加50亿美元。

2. 第三代半导体材料是功率半导体发展的基石：第三代半导体材料（如GaN、SiC）具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率等优势，可显著降低能量损失，缩小装备体积。2025年目标渗透率将超过50%，在5G通信、新能源汽车、消费电子等领域实现规模应用，通用照明市场渗透率将达80%以上。

3. 新基建与消费电子推动GaN需求增长：5G宏基站PA数量预计从2019年的1843.2万个增长至2020年的7372.8万个，GaN PA占比将从50%提升至58%。消费电子方面，GaN快充技术逐步普及，2022年全球市场规模预计达87.74亿元。

4. 风险提示：研发进度不及预期、替代效果不及预期、成本控制不及预期。

主要观点

一、功率半导体是电路控制的核心元器件

功率半导体主要分为功率IC和功率分立器件两大类，其中MOSFET和IGBT是分立器件中的主要产品，具有高性能和高应用广度。全球市场规模预计在2021年达441亿美元，中国是全球最大的消费市场，2021年市场规模有望达到159亿美元。

二、市场规模平稳增长，新兴领域带来增量空间

功率半导体市场应用广泛，包括消费电子、新能源汽车、可再生能源、智能电网等。随着新能源汽车和5G通信的快速发展，功率半导体的需求将不断上升，尤其是IGBT和MOSFET等高端产品。

三、第三代半导体材料优势显著

第三代半导体材料（如SiC、GaN）相较于第一代（Si、Ge）和第二代（GaAs、InP）材料，在性能上具有明显优势，包括更高的工作温度、更高的击穿场强、更低的导通电阻等。其在多个战略行业应用广泛，具有巨大的发展潜力。

四、5G基站推动GaN射频器件需求增长

5G宏基站采用GaN射频器件替代LDMOS，预计2023年GaN射频器件市场规模达5.2亿美元，年复合增长率达22.8%。小基站因高功率、高频段需求，也将推动GaN渗透率提升。

五、消费电子推动GaN快充技术发展

GaN快充技术因其高效率、小体积、高功率等优势，逐渐被消费电子厂商采用。2020年全球市场规模预计为24.41亿元，2022年有望达87.74亿元。主流厂商如OPPO、小米、ANKER等已推出相关产品。

六、新能源汽车带动功率半导体需求

新能源汽车的电子化率不断提高，汽车电子成本占整车成本比例将趋近50%。GaN功率器件可用于48VDC/DC和OBC等关键部件，预计2023年市场规模达2500万美元。随着新能源汽车市场发展，GaN和SiC等第三代半导体材料将占据更大市场份额。

关键信息

• 市场预测：2020年全球功率半导体市场规模预计达441亿美元，中国为159亿美元。
• 材料优势：第三代半导体材料（如GaN、SiC）具备更高的效率、更小的体积、更高的功率和工作温度，可显著提升电子设备性能。
• 技术突破：国内企业在SiC衬底、GaN衬底等领域已取得一定进展，部分企业实现量产。
• 应用前景：GaN在5G通信、新能源汽车、消费电子等领域具有广阔应用前景。
• 行业趋势：功率半导体市场将向高性能、高集中度方向发展，国内替代空间巨大。

相关上市公司

1. 海特高新

   • 提供砷化镓（GaAs）和氮化镓（GaN）晶圆代工服务，已建成国内首条6吋化合物半导体商用生产线，产品涵盖航空、航天、卫星、消费电子等领域。

2. 三安光电

   • 拥有微波射频、电力电子、光通讯等业务，具备GaAs和GaN晶圆制造能力，未来市场前景广阔。

3. 斯达半导

   • 专注于IGBT模块研发，产品覆盖100V至3300V电压等级，公司自给率已达52.71%，有望成为行业龙头。

风险提示

1. 研发进度不及预期：技术突破仍需时间，可能影响市场渗透率。
2. 替代效果不及预期：目前硅基材料仍占主导地位，第三代半导体材料的替代效果尚需验证。
3. 成本控制不及预期：第三代半导体材料的合成工艺成本较高，可能影响市场接受度。