20210716-光大证券-第三代半导体系列报告之二_政策红利_衬底破局_33页_3mb

第三代半导体产业总结报告

核心内容

第三代半导体材料（如碳化硅SiC和氮化镓GaN）因其优异的物理性能，正成为新能源汽车、5G通信、工业控制等高功率、高频应用领域的重要替代材料。其具备更高的禁带宽度、饱和电子漂移速率和热导率，能够显著提升器件性能，降低能量损耗，缩小体积，并提高系统可靠性。

主要观点

• 第三代半导体材料优势显著：相较于硅基材料，碳化硅和氮化镓在高温、高压、高功率和高频场景中具有明显优势，特别是在新能源汽车和5G基站等新兴领域。
• 碳化硅衬底是主流选择：由于其更高的热导率和更容易实现大尺寸单晶生长，碳化硅被广泛用作第三代半导体的衬底材料。
• 国内厂商具备全产业链布局能力：国内企业如天科合达、露笑科技、三安光电、山东天岳、晶盛机电等已实现从衬底、外延到器件的全产业链布局，具备较强的自主可控能力。
• 新能源汽车推动碳化硅市场增长：碳化硅功率器件在新能源汽车中的应用显著提升其市场增长速度，预计2027年市场规模将达172亿美元，CAGR为51%。
• 政策支持推动产业发展：中国出台多项政策支持第三代半导体发展，包括《国家集成电路产业发展推进纲要》《中国制造2025》等，为产业发展提供有力保障。

关键信息

1. 第三代半导体材料特性

2. 市场规模预测

• 碳化硅功率器件：2018年市场规模约4亿美元，预计2027年将达172亿美元，CAGR为51%。
• 碳化硅衬底材料：2018年市场规模约1.21亿美元，预计2024年将达11亿美元，CAGR为44%。
• 氮化镓射频器件：2018年市场规模约6亿美元，预计2024年将达20亿美元，CAGR为20.76%。

3. 国内厂商布局情况

• 碳化硅衬底厂商：
  • 天科合达：导电型衬底龙头，2019年收入1.6亿元。
  • 露笑科技：导电型衬底主要生产商，2021年一期项目年产能达4.8万片。
  • 山东天岳：半绝缘型衬底龙头，2020年营收4.25亿元。
  • 三安光电：布局导电型和半绝缘型衬底，同时涉足外延和器件环节。
• 碳化硅外延厂商：瀚天天成、东莞天域等。
• 碳化硅器件厂商：比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、士兰微、斯达半导、扬杰科技等。
• 氮化镓产业链：
  • 衬底厂商：苏州纳维、东莞中镓、上海镓特、芯元基等。
  • 外延厂商：三安光电、赛微电子、海陆重工、晶湛半导体、江苏能华、英诺赛科等。
  • 器件厂商：三安光电、闻泰科技、赛微电子、聚灿光电、乾照光电等。

4. 国际大厂布局情况

• CREE：专注SiC和GaN业务，2020年收入约4.7亿美元，投资10亿美元扩充产能。
• ROHM：2020年投产6英寸SiC晶圆产线，2024财年前投资600亿日元。
• II-VI：2018年扩充SiC外延产能，2020年计划扩大6英寸SiC衬底产能。
• ST：与CREE签订长期供货协议，2018年与MACOM合作开发SiC和GaN技术。

5. 国内政策支持

• 2014年：《国家集成电路产业发展推进纲要》
• 2015年：《中国制造2025》和《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》
• 2016年：《推进“一带一路”建设科技创新合作专项规划》
• 2017年：《“十三五”交通领域科技创新专项规划》
• 2018年：《战略性新兴产业分类(2018)》
• 2019年：《关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告》和《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》
• 2021年：《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》

投资建议

• 设备厂商：露笑科技、三安光电、晶盛机电
• 衬底厂商：三安光电、露笑科技、天科合达、山东天岳等
• 外延厂商：瀚天天成、东莞天域等
• 器件厂商：三安光电、比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、士兰微、斯达半导、扬杰科技等

风险分析

• 碳化硅良率提升不及预期：碳化硅长晶技术难度高，良率提升困难，可能影响第三代半导体应用的普及速度。
• 疫情缓和不及预期：新能源汽车的重要市场在欧洲，若疫情未得到有效控制，可能影响碳化硅需求增长。

结论

第三代半导体材料正逐步替代传统硅基材料，成为新能源汽车、5G通信、工业控制等领域的关键材料。国内厂商在全产业链布局方面表现突出，政策支持和市场需求共同推动其快速发展。投资建议关注产业链各环节重点企业，同时需警惕良率提升和疫情缓和不及预期的风险。