2019年中国第三代半导体材料产业演进及投资价值研究_30页_2mb

2019年中国第三代半导体材料产业演进及投资价值研究总结

核心内容概述

第三代半导体材料是指禁带宽度大于或等于2.3电子伏特的宽禁带半导体材料，主要包括SiC和GaN。它们相较于第一代（Si、Ge）和第二代（GaAs、InP）半导体材料，在高温、高压、高频、高功率和抗辐射等方面具有显著优势，适用于光电器件、微波器件和电力电子器件等应用领域。其发展对现代电子技术具有里程碑意义。

主要观点与关键信息

第三代半导体材料的定义与特性

• 定义：第三代半导体材料是指禁带宽度大于或等于2.3eV的宽禁带半导体材料，包括SiC、GaN和金刚石。
• 特性：
  • 禁带宽度更大，具有可见光至紫外光的发光特性；
  • 高热导率，高击穿场强，高电子漂移速率；
  • 适用于高温、高压、高频及高功率环境。

产业链与技术现状

• SiC衬底：
  • 制备技术主要包括物理气相传输法（PVT），目前国内已实现4英寸衬底量产，6英寸衬底研发进展显著；
  • 国内企业包括山东天岳、北京天科合达、河北同光等。
• GaN衬底：
  • 主要采用HVPE法，目前仅有2-4英寸量产，6英寸研发中；
  • 国内企业如苏州纳维、中镓半导体等已具备一定生产能力。

市场分析

• 全球市场：2018年全球第三代半导体材料市场规模为4.2亿美元，SiC占55.8%，GaN占44.2%。
• 中国市场：2018年市场规模达6.0亿元，SiC占62.0%，GaN占38.0%。
• 应用领域：
  • SiC：主要用于新能源汽车、智能电网、高铁等大功率、高频应用领域；
  • GaN：主要用于光电、激光器、探测器、军事雷达等。

未来发展趋势

• SiC衬底：预计未来三年市场规模将突破10亿元，2021年达到7.97亿元，同比增长30.9%；
• GaN衬底：预计2021年市场规模将达3.93亿元，同比增长18.9%；
• 技术突破：6英寸SiC衬底技术已进入研发阶段，GaN衬底技术将向大尺寸、低缺陷方向发展；
• 成本与价格：随着规模化生产，SiC衬底价格将下降，GaN衬底价格有望从数千美元降至500美元/片。

投资价值分析

• 全球资本运作：II-VI收购Finisar，Cree出售照明业务并加强RF和SiC业务，ST收购Norstel，显示出行业整合趋势。
• 国内投资热情：国家政策和基金支持下，国内企业加大投资，推动技术突破与产业化。
• 技术差距：国内企业在半绝缘衬底、大尺寸SiC衬底、GaN同质衬底等方面与国外企业存在差距，需通过研发和并购弥补。
• 建议方向：
  • 5G通信：作为切入点，加大GaN材料研发，提升产业竞争力；
  • 新能源汽车：关注SiC材料在电动汽车和充电桩中的应用；
  • IDM模式：建议国内企业向IDM模式转型，以增强整体竞争力；
  • 产学研合作：加强与高校及科研机构合作，加速技术转化与产业化。

产业链结构

• 上游：衬底、外延材料，技术门槛高，毛利率约40%；
• 中游：设计、制造环节，毛利率约30%；
• 下游：应用领域，如通信、汽车、能源等，毛利率约20%。

企业分布

• 京津冀地区：具备较强的研发实力和SiC产业链基础；
• 长三角地区：侧重GaN材料在电力电子和微波射频领域的发展；
• 珠三角地区：在半导体照明领域领先；
• 闽三角地区：以三安光电为代表，带动GaN衬底发展；
• 中部地区：军工应用雄厚，具备第三代半导体材料发展潜力。

总结

第三代半导体材料具有显著的技术优势和应用前景，尤其在新能源汽车、5G通信、电力电子等领域表现突出。尽管国内企业在技术和产业化方面仍存在短板，但随着政策支持、技术突破和市场拓展，中国第三代半导体材料产业正逐步走向成熟。未来三年，市场规模有望持续增长，国内企业需加强研发、并购和产学研合作，以提升产业竞争力，把握市场机遇。