2019第三代半导体材料产业演进及投资价值研究白皮书_32页_2mb

赛迪|白皮书：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

第三代半导体材料定义及产业演进

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（碳化硅）和GaN（氮化镓），因其优越的性能，如高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率等，被广泛应用于高温、高功率、高压、高频及抗辐射等恶劣环境下的电子器件制造。

核心内容

• 性能优势：相比第一代（Si、Ge）和第二代（GaAs、InP）半导体材料，第三代材料具备更高的工作温度、更低的导通电阻、更高的频率特性等。
• 应用领域：广泛应用于射频器件、光电器件、功率器件、半导体照明、激光器、探测器及军事领域。
• 研究范围：本报告聚焦于已实现产业化的SiC衬底和GaN衬底。

主要观点

• 第三代半导体材料是未来半导体技术的重要发展方向。
• 中国已逐步建立起第三代半导体材料产业基础。

第三代半导体材料产业链及技术现状

核心内容

• SiC衬底：主要采用PVT法（物理气相传输法），目前已有4英寸量产，6英寸研发进展顺利。
• GaN衬底：主要采用HVPE法（氢化物气相外延法），技术尚未成熟，行业产量较低，缺陷密度高，价格昂贵。
• 国内企业：如山东天岳、天科合达、中电科装备等已具备一定生产能力。

关键信息

• SiC衬底：国内企业已实现4英寸量产，6英寸研发进展迅速。
• GaN衬底：国内企业可小批量生产2英寸衬底，4英寸具备生产能力，6英寸样品已开发。
• 区域分布：主要集中在京津冀、长三角、珠三角、闽三角和中部地区。

我国第三代半导体材料市场分析

核心内容

• 市场规模：2018年中国第三代半导体材料市场总规模达6.0亿元，同比增长47.3%。
• 市场结构：SiC衬底占比62.0%，GaN衬底占比38.0%。
• 应用领域：
  • SiC衬底：在新能源汽车、智能电网、高铁等领域增长迅速，2018年微波射频领域占比32.5%。
  • GaN衬底：主要应用于光电领域（占比67.4%）和微波射频领域（占比20.3%）。

关键信息

• 全球市场：2018年全球第三代半导体材料市场规模为6.19亿美元，同比增长42.6%。
• 增长驱动：5G通信、新能源汽车、半导体照明等新兴领域推动市场发展。

第三代半导体材料产业发展研判

核心内容

• 技术趋势：大尺寸、高质量衬底制备技术是未来发展的重点。
• 应用趋势：SiC材料将在大功率高频器件领域广泛应用，GaN材料将在5G通信、光电、军事等高端市场加速渗透。
• 价格与成本趋势：
  • SiC衬底价格预计从2018年的7000元/片降至5000元/片以下。
  • GaN衬底价格从2018年的2500-3000美元/片有望降至500美元/片左右。
• 市场预测：预计2021年中国第三代半导体材料市场规模将突破11.9亿元，SiC衬底市场将增长至7.97亿元，GaN衬底市场将增长至3.93亿元。

主要观点

• 市场结构：未来三年市场结构将保持稳定，SiC衬底仍占主导地位。
• 技术突破：通过加大研发投入和与高校、科研院所合作，国内有望实现关键技术突破。

第三代半导体材料产业投资价值分析

核心内容

• 国际投资案例：II-VI公司收购Finisar，Cree出售照明业务以强化SiC和GaN技术。
• 国内投资案例：如天科合达、三安光电、山东天岳等企业加大在SiC和GaN衬底领域的投资。
• 投资建议：
  • 以5G通信和新能源汽车为切入点，加快GaN材料研发。
  • 关注SiC衬底在大功率器件中的应用，推动其产业化进程。
  • 建议国内企业向IDM模式转型，增强竞争力。
  • 加强与高校及科研机构合作，加速技术成果转化。

面临挑战

• 国内企业在技术、产能、产品可靠性等方面与国际领先企业仍有差距。
• 下游应用市场推进缓慢，市场需求可能不及预期。
• 抗风险能力较弱，产业链上下游尚未形成合力。

总结

• 第三代半导体材料具有显著的性能优势，是未来半导体行业的重要发展方向。
• 中国在SiC衬底领域已实现4英寸量产，6英寸研发进展迅速；GaN衬底仍处于技术攻关阶段。
• 5G通信和新能源汽车是推动第三代半导体材料市场增长的关键领域。
• 国内企业应加强与高校和科研机构的合作，推动技术转化和产业化。
• 随着技术成熟和规模扩大，第三代半导体材料的毛利率有望进一步提升。