第三代半导体行业报告（一）：行业解析：千亿级黄金赛道，中国“芯”蓄势待发_22页_2mb

第三代半导体行业报告总结

核心内容概述

第三代半导体技术以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表，具备更宽的禁带宽度、更高的热导率、更高的击穿电场等优势，适用于高压、高频、高温等极端工作环境，成为未来半导体材料发展的重点方向。随着5G通信、新能源汽车、光伏等领域的快速发展，第三代半导体材料的市场需求持续增长，其渗透率逐年上升，有望在未来十年内实现对硅基材料的全面替代。

主要观点

1. 发展背景

• 第一代半导体材料为硅（Si）和锗（Ge），第二代为砷化镓（GaAs）等，第三代为SiC和GaN。
• 硅材料技术成熟，但潜力已开发殆尽，难以满足新一代电力电子和射频器件的需求。
• SiC和GaN在性能上显著优于硅材料，特别是在高压、高频、高温领域。

2. 发展前景

• 2022年中国第三代半导体整体产值超过7100亿元，其中半导体照明产值7013亿元，SiC和GaN电力电子产值达44.7亿元，GaN微波射频产值60.8亿元。
• 2023年第三代半导体材料渗透率预计接近5%，其中SiC渗透率3.75%，GaN渗透率1.0%。
• 第三代半导体在节能效益、功率密度、散热性能等方面优势显著，未来将在多个领域实现对硅基材料的替代。

3. 重点公司布局

• SiC产业链：

  • 衬底材料：天岳先进、天科合达
  • 器件端IDM布局：华润微、斯达半导、闻泰科技
  • 材料到器件一体化：三安光电
  • 芯片设计：新洁能
  • 设备与材料：露笑科技、中微公司

• GaN产业链：

  • 衬底材料：苏州纳维、东莞中镓
  • 外延制造：晶湛半导体、江苏能华
  • 设计企业：安谱隆、海思半导体
  • 制造企业：三安集成、海威华芯
  • 新进入企业：亚光科技、国博电子（射频/军工背景）

4. 投资建议

• SiC产业链：

  • 关注IGBT龙头转型企业：斯达半导、时代电气、比亚迪半导体
  • 传统功率器件升级企业：闻泰科技、华润微、捷捷微电、扬杰科技、新洁能
  • 布局设备与材料的企业：露笑科技、三安光电
  • SiC衬底领域：天岳先进

• GaN产业链：

  • 关注传统功率器件升级企业：闻泰科技、士兰微、新洁能、芯导科技
  • 军工与射频领域企业：亚光科技、海特高新、国博电子
  • 布局SiC与GaN全链条的企业：三安光电

关键信息

• 技术优势：SiC和GaN在禁带宽度、热导率、击穿场强等方面显著优于硅材料。
• 市场增长：SiC和GaN电力电子及微波射频领域增长迅速，2023年SiC和GaN电力电子产值同比增长分别为54%和80.3%。
• 政策支持：国家出台多项政策支持第三代半导体发展，包括“十三五”规划、十四五规划、税收减免等。
• 专利分布：中国在SiC和GaN相关专利数量上超过美国，但美国企业在创新活跃度上更具优势。
• 产业链覆盖：中国第三代半导体产业链已逐步完善，覆盖衬底、外延、器件、设备等各环节。

风险提示

• 第三代半导体材料成本下降不及预期
• 研发进度不及预期
• 下游需求不及预期

图表概览

• 图表1：半导体材料是产业链上游重要组成部分
• 图表2：三代半导体材料介绍
• 图表3：三代半导体材料物理性能对比
• 图表4：半导体材料在产业链中的作用
• 图表5：化合物半导体电力电子器件与Si器件优势对比
• 图表6：SiC三种制备方法优缺点对比
• 图表7：PVT法原理示意图
• 图表8：HVPE法原理示意图
• 图表9：GaN制备方法对比
• 图表10：2017-2023年全球主要半导体材料渗透率及预测
• 图表11：第三代半导体应用领域
• 图表12：不同功率器件对应工作环境
• 图表13：不同频率、功率条件下器件选择及下游应用对应关系
• 图表14：SiC主要应用领域
• 图表15：GaN主要应用领域
• 图表16：国内第三代半导体相关政策
• 图表17：全球SiC和GaN专利占比
• 图表18：中国SiC和GaN专利重点申请人Top10
• 图表19：中国SiC和GaN专利IPC技术分布及创新活跃度
• 图表20：国内外SiC产业链企业梳理
• 图表21：国内外GaN产业链企业梳理
• 图表22：中国第三代半导体上市公司产能分布

行业评级

• 行业评级：增持
• 投资周期：未来6个月内
• 基准指数：沪深300指数

投资评级说明

• 增持：未来6个月的投资收益率领先市场基准指数5%以上
• 中性：未来6个月的投资收益率与市场基准指数变动幅度在-5%至5%之间
• 减持：未来6个月的投资收益率落后市场基准指数5%以上
• 公司评级：买入、增持、中性、减持、卖出、无评级（因无法获取必要信息或存在重大不确定性）