深度报告-20220523-华安证券-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宽禁带材料（如碳化硅 SiC、氮化镓 GaN）为核心，正在引领半导体材料领域的革新。其在禁带宽度、导热率、击穿电场强度、最高工作温度等方面显著优于第一代（硅 Si）和第二代（砷化镓 GaAs）半导体材料，尤其适用于高压、高频、高温等恶劣工作环境。随着技术进步和成本下降，第三代半导体有望在未来实现对硅基材料的全面替代。

主要观点

• 发展背景：硅材料技术成熟但潜力已尽，第三代半导体材料在性能上具有显著优势，成为未来半导体产业发展的关键方向。
• 发展前景：
  • 我国第三代半导体整体产值超过7100亿元，2023年渗透率预计接近5%。
  • SiC和GaN在电力电子、通信、新能源汽车等领域具有广阔的应用前景。
  • 第三代半导体在节能效益、功率密度、散热性能等方面表现突出，未来十年产业趋势明显。
• 政策与科研支持：国家持续出台政策支持第三代半导体发展，科研创新活跃，中美专利数量对比显示中国在专利总量上占优，但美国在企业主导创新方面更突出。
• 产业链布局：国内SiC和GaN产业链逐步完善，涵盖衬底、外延、器件、设备等环节，部分企业已实现全产业链布局。

关键信息

市场规模与渗透率

• 整体产值：2020年我国第三代半导体整体产值超过7100亿元。
  • 半导体照明产值7013亿元（同比下降7.1%）。
  • SiC、GaN电力电子产值44.7亿元（同比增长54%）。
  • GaN微波射频产值60.8亿元（同比增长80.3%）。
• 渗透率：
  • 2023年SiC渗透率预计达3.75%。
  • 2023年GaN渗透率预计达1.0%。
  • 第三代半导体整体渗透率预计接近4.75%。

技术优势

• 性能对比：
  • 第三代半导体在禁带宽度、导热率、击穿场强、工作温度等方面显著优于前两代。
  • SiC MOSFET适用于高压、中频场景，GaN MOSFET适用于高频、低压场景。
• 节能效益：
  • 消费电子节能40%以上；工业机电节能30%-50%；高铁节能20%；光伏逆变器降低25%以上的光电转换损失；智能电网提高40%以上供电效率，降低60%电力损失。

制备工艺

• SiC制备：主流采用物理气相传输法（PVT），设备成本低，技术成熟。
• GaN制备：以氢化物气相外延法（HVPE）为主，工艺简单，生长速率快。

重点公司布局

• SiC产业链：
  • 衬底材料：天岳先进、天科合达（中止IPO）。
  • 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。
  • 芯片设计厂商：新洁能。
  • 设备与材料：露笑科技、中微公司。
  • IGBT龙头：斯达半导、时代电气、比亚迪半导体（未上市）。
• GaN产业链：
  • 衬底制造商：苏州纳维、东莞中镓。
  • 外延制造商：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。
  • 军工与射频企业：亚光科技、海特高新、国博电子（拟上市）。

投资建议

• SiC产业链：建议关注斯达半导、时代电气、比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、捷捷微电、扬杰科技、新洁能、泰科天润、露笑科技、三安光电、天岳先进。
• GaN产业链：建议关注闻泰科技、士兰微、新洁能、芯导科技、亚光科技、海特高新、国博电子（拟上市）、露笑科技、三安光电。

风险提示

• 第三代半导体材料降本不及预期。
• 研发进度不及预期。
• 下游需求不及预期。

总结

第三代半导体技术正逐步成为半导体行业的新引擎，其在性能、应用场景及政策支持方面均展现出强劲的发展潜力。尽管目前渗透率仍较低，但随着成本下降和技术进步，未来有望实现对硅基材料的全面替代。国内企业在SiC和GaN产业链上布局广泛，涵盖材料、设备、设计、制造等环节，部分企业已具备全产业链能力。投资建议中，重点推荐具有技术积累和市场潜力的SiC与GaN相关企业，同时关注传统功率器件、射频器件、LED芯片公司向第三代半导体转型的机遇。然而，行业仍面临成本、研发和市场需求等多重风险，需谨慎评估。