半导体行业研究：砷化镓本土闭环，碳化硅等待“奇点时刻”_25页_2mb

半导体行业研究报告总结

核心内容概述

本报告主要分析了化合物半导体（GaAs、GaN和SiC）在新能源汽车、5G通信、消费电子等领域的应用前景，并对行业发展趋势、核心受益环节及投资建议进行了深入探讨。

主要观点与关键信息

1. 下游应用驱动，GaAs、GaN和SiC各领风骚

• GaAs：主导sub-6G 5G手机射频，适用于功率放大器和射频开关，未来在5G基站和光电子领域有较大增长潜力。
• GaN：适用于5G宏基站、消费电子快充和光电子领域，具有高功率密度和低损耗特性，未来在5G基站和中低压应用领域将有重要发展。
• SiC：有望颠覆汽车功率半导体市场，具有更高的击穿电场和热导率，适用于新能源汽车、充电桩和光伏逆变器等高压、高温应用场景。

2. 产业化正循环，“奇点时刻”加速到来

• SiC：预计在2025年实现综合成本低于硅功率器件的“奇点时刻”，之后迎来爆发增长。
• GaAs：代工比例提升，国内厂商如稳懋、三安光电等有望受益。
• GaN：外延片成本高昂，但需求增长迅速，未来将受益于5G建设周期及成本下降。

3. GaAs代工比例提高，打造本土产业链闭环

• GaAs：代工模式逐渐普及，稳懋占据全球砷化镓代工市场70%以上份额。
• 国内厂商：三安光电、威海华芯等在GaAs代工方面有明显进展，有望参与5G射频芯片的国产替代。
• 射频IDM厂商：Skyworks、Qorvo、博通等主导市场，国内PA厂商如海思、唯捷创芯等成长带动对本土代工厂需求。

4. Cree引领SiC产业，全球供需即将失衡

• Cree：在SiC衬底和器件方面具有显著优势，2019年全球市场份额约50%，2020年投资10亿美元扩产，预计2025年实现营收15亿美元。
• SiC市场：预计2027年市场规模将超过100亿美元，全球供需将在短期内失衡，需关注产业链上下游发展。

5. 三安光电：全面布局化合物半导体

• 三安光电：2014年成立三安集成，是中国第一家6英寸化合物半导体晶圆代工厂。
• 射频业务：已获得海思、紫光展锐等客户认可，应用涵盖2G-5G手机射频、基站等。
• 电力电子与光通讯：布局SiC、GaN及光通信芯片，与阳光电源、中际旭创等达成合作。

投资建议

推荐组合

• 三安光电：化合物半导体全产业链布局
• 华润微：国内首家量产SiC商用产线
• Cree：全球领先的宽禁带化合物半导体企业
• 英飞凌：全球最大功率IDM，布局SiC/GaN
• 稳懋：砷化镓代工市场龙头

建议关注领域

• 碳化硅产业链：包括衬底、外延片、器件及模块
• 砷化镓代工厂：重点关注稳懋、三安光电等企业
• 氮化镓：关注其在5G基站和消费电子快充的应用

风险提示

• 成本下降不及预期
• 下游发展不及预期
• 外部贸易环境恶化

重点数据与预测

• GaAs射频器件：2020年全球市场规模约2亿美元，预计2025年达到3.5亿美元。
• SiC市场规模：预计2027年将超过100亿美元，2020-2027年复合增速较高。
• SiC成本结构：衬底占比约50%，外延片约20%，晶圆加工约25%，封测约5%。
• GaAs代工比例：从2013年的7.5%提升至2019年的10.3%。

图表与数据说明

• 图表1：不同半导体材料比较，展示硅、GaAs、GaN、SiC的物理特性。
• 图表2：GaAs/GaN材料应用，说明其在5G和消费电子中的使用。
• 图表3-4：GaAs器件市场规模预测，显示其在5G时代增长潜力。
• 图表5-6：GaNHEMT在5G宏基站和快充领域的应用。
• 图表7-9：SiC在新能源汽车中的应用优势，包括能耗降低、体积缩小、成本下降等。
• 图表10-14：SiC在OBC、DCDC和充电桩等场景中的应用及市场预测。
• 图表15-16：SiC和GaN市场规模预测及复合增速。
• 图表17-20：SiC产业链及成本构成分析。
• 图表21-24：GaAs代工比例变化及市场格局。
• 图表25-30：GaAs代工厂产能及客户关系分析。
• 图表31-37：三安光电在化合物半导体产业链的布局及产能情况。
• 图表38-43：SiC和GaN市场格局、Cree与国内厂商的对比。

结论

化合物半导体在射频、功率及光电子领域具有显著优势，尤其在新能源汽车和5G通信中表现突出。SiC行业在“奇点时刻”前需关注成本下降及可靠性问题，而GaAs和GaN则因代工比例提升及国内厂商崛起，有较大发展潜力。投资建议关注碳化硅全产业链、砷化镓代工厂及氮化镓应用企业。