电子行业第三代半导体系列报告之二：政策红利，衬底破局-20210718-光大证券-33页_2mb

第三代半导体产业分析报告总结

核心内容

第三代半导体材料主要包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），因其具备宽禁带、高电导率、高热导率等特性，广泛应用于新能源汽车、5G通信、工业控制等领域。相比第一代（硅基）和第二代（砷化镓）半导体材料，第三代半导体在高温、高压、高功率和高频场景中具有更强的性能优势。

主要观点

• 性能优势显著：第三代半导体材料的禁带宽度是硅和砷化镓的近3倍，具有更高的能量密度和更强的耐高压能力。例如，碳化硅MOSFET器件的能量密度约为5-8W/mm，远高于硅基MOS器件的0.5-1W/mm。
• 应用领域广阔：碳化硅主要用于高压和高可靠性场景，如新能源汽车的主驱逆变器、DC/DC转换器等；氮化镓则适用于高频场景，如5G基站、微波雷达等。
• 市场增长迅速：碳化硅功率器件市场规模预计从2018年的4亿美元增长至2027年的172亿美元，CAGR达51%。碳化硅衬底材料市场规模预计从2018年的1.21亿美元增长至2024年的11亿美元，CAGR达44%。
• 国内厂商布局全面：国内厂商在第三代半导体产业链上已实现从衬底、外延到器件的全产业链布局，具备较强的自主可控能力。如天科合达、露笑科技、三安光电、山东天岳等在衬底环节布局，瀚天天成、东莞天域在对外延环节进行布局，比亚迪半导体、闻泰科技、华润微等在器件环节占据优势。
• 国际大厂积极布局：CREE、ROHM、II-VI、ST等国际大厂已加速在碳化硅和氮化镓领域进行投资与技术开发，推动产业快速发展。
• 国内政策支持：中国政府出台多项政策支持第三代半导体发展，包括设立产业基金、推动技术研发、鼓励企业所得税减免等，为产业发展提供良好环境。

关键信息

1. 第三代半导体材料特性

2. 碳化硅衬底与外延技术对比

• 衬底类型：
  • 导电型：天科合达、露笑科技、三安光电等
  • 半绝缘型：山东天岳
• 衬底尺寸：国内厂商主要生产4英寸衬底，6英寸正在逐步实现量产。
• 良率提升：碳化硅长晶技术难度较高，良率提升是影响其应用普及的重要因素。

3. 市场规模预测

• 碳化硅功率器件：预计2027年市场规模达到172亿美元。
• 碳化硅衬底材料：预计2027年市场规模达到33亿美元。
• 氮化镓射频器件：预计2027年市场规模达到34亿美元。

4. 产业链厂商布局

• 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
• 外延厂商：瀚天天成、东莞天域
• 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

5. 国内厂商表现

• 露笑科技：2021年一期项目点亮100台长晶炉，年产能约4.8万片，预计收入3.12亿元。
• 三安光电：布局化合物半导体全产业链，2020年营收达9.73亿元。
• 天科合达：2016-2019年营收增长迅速，2019年实现收入1.55亿元，近4年复合增长率达128%。
• 山东天岳：2020年营收4.25亿元，主营为半绝缘型碳化硅衬底，业务占比82%。

6. 政策支持

• 《国家集成电路产业发展推进纲要》：2014年发布，鼓励集成电路产业发展。
• 《中国制造2025》：2015年发布，将第三代半导体列为重要发展方向。
• 《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》：2020年发布，对符合条件的企业提供企业所得税减免政策。

投资建议

• 关注设备厂商：露笑科技、三安光电、晶盛机电
• 关注衬底厂商：三安光电、露笑科技、天科合达、山东天岳
• 关注外延厂商：瀚天天成、东莞天域
• 关注器件厂商：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：技术难度大，良率提升可能影响第三代半导体的普及速度。
• 疫情缓和不及预期：新能源汽车作为碳化硅重要下游，若欧洲市场疫情未缓解，可能影响其放量，进而影响碳化硅需求。