第三代半导体SiC/GaN即将进入拐点
以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的宽禁带化合物半导体被称为第三代半导体。
SiC 电力电子器件已经在新能源汽车上取得应用，在主驱逆变器具有取代 Si IGBT 的趋势。自特斯拉首次采用 SiC 功率模块的逆变器后，比亚迪紧随其后，奥迪、大众、现代、江铃、北汽等 OEM 企业都开始布局。SiC 的市场前景非常明确，预计 2025 年将在中低端车型取得渗透，届时市场将大规模启动，SiC 市场可能会出现供不应求的现象。
GaN 电力电子在短期内可能不会有重大机会，中长期前景广阔。GaN 在新能源汽车领域最先落地的应用场景可能是 OBC 或激光雷达。从长远来看，如果 GaN 以较低的价格证明了其可靠性和大电流能力，它可以渗透到更具挑战性的新能源汽车逆变器市场，与 SiC 和 Si 形成竞争。
市场研究公司 Yole 预测，GaN 功率器件市场将从 2021 年的 1.26 亿美元增长到 2027 年 20 亿美元的，期间的年复合年增长率（CAGR）高达的59% 。据Yole介绍，消费电源、数据通信/电信和汽车将成为氮化镓市场的主要推动力。
2021年车用GaN功率器件市场规模为530万美元，但由于汽车电气/电子（E/E）转换的快速发展，从今年到2027年，这个市场将以99%的复合年增长率增长，预计将增长至规模2.27亿美元。其中，车载 DC-DC 转换器和车载充电器 (OBC) 预计将迎来下一波增长。
SiC 与传统产品价差持续缩小，预计 SiC 2022 年将迎来增长拐点, 2026 年将全面铺开
SiC 与传统 Si 基产品价差持续缩小。1) 上游衬底产能持续释放，供货能力提升，材料端衬 底价格下降，器件制造成本降低; 2) 量产技术趋于稳定，良品率提升，叠加产能持续扩张， 拉动市场价格下降; 3) 产线规格由 4 英寸转向 6 英寸, 成本大幅下降。未来 SiC、GaN 综 合成本优势显著，可通过大幅提高器件能效+减小器件体积使其综合成本优势大于传统硅 基材料，看好第三代半导体随着价格降低迎来大发展。
2021年以来，在下游需求驱动下，半导体供应商+车企的“组合拳”模式，正在加速SiC车规级产品落地。
国内厂商迎来机遇
放眼市场，车用第三代半导体SiC领域仍以欧美日等成熟市场的半导体企业占据主导地位。
但随着新能源汽车的快速发展，也吸引了一批国内企业密集布局。以比亚迪半导体、斯达半导、中国中车、三安光电、华润微电子、派恩杰、芯聚能等本土企业也都在积极发力，发力车用SiC。尤其是比亚迪半导体、中车时代、三安光电、芯聚能等这些采用IDM模式的厂商优势更明显，斯达半导体也正从Fabless模式向IDM模式转型。
另一方面，在国产替代风口与资本投资热潮下，国内也开始涌现一批新锐力量，并密集获得资本的加持。
TrendForce的报告显示，随着电动车渗透率不断升高，以及整车架构朝800V高压方向迈进，预估2025年全球电动车市场对6英寸SiC晶圆需求可达169万片。
在巨大的市场潜力下，目前SiC市场渗透率还不高，未来发展空间很大。国内SiC供应链需要把握时间窗口，重视产品研发，尽快推出更多车规级的SiC产品。国内车企和Tier1厂商应该更多与上游元器件厂商联合创新，并尽快完成认证，尽快提高批量制造能力和良品率。
第三代半导体衬底材料改变引领半导体新时代
硅衬底占据主要市场，第三代半导体有望掀起底层材料端革命。第三代半导体材料为氮化镓GaN、碳化硅SiC、氧化锌ZnO、金刚石C等，其中氮化镓GaN、碳化硅SiC为主要代表。在禁带宽度、介电常数、导热率及最高工作温度等方面氮化镓GaN、碳化硅SiC性能更为出色，在5G通信、新能源汽车、光伏等领域头部企业逐步使用第三代半导体。虽然硅（Si）是目前技术最成熟、使用范围最广、市场占比最大的衬底材料，但近年来硅材料的潜力已经开发殆尽，在高压、高频、高温领域以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体衬底材料市场有望迎来快速发展机遇，待成本下降有望实现全面替代。
千亿市场，第三代半导体渗透率逐年提升
衬底→外延→器件→设备各领域全布局，中国第三代半导体将迎来历史性发展机遇。SiC领域：目前，国内布局SiC的上市公司从产业链角度可以分为5类：1）专注衬底材料，如天岳先进和天科合达（中止IPO）；2）器件端IDM布局，如华润微、斯达半导、闻泰科技等；3）从材料到器件一体化布局，如三安光电；4）芯片设计厂商，如新洁能；5）其他：露笑科技布局设备+材料，中微公司布局外延设备。GaN领域：包括GaN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、海威华芯等。此外，新进入厂商不只有传统功率半导体厂商，更多的是做射频器件出身或者有军工背景的企业进入GaN领域，如主营军工电子的亚光科技，主营TR组件及射频模组的国博电子。
我国第三代半导体整体产值超7100亿元，2023年第三代半导体材料渗透率有望接近5%。从整体产值规模来看，根据CASA数据，我国第三代半导体整体产值超过7100亿。其中，半导体照明整体产值预计7013亿元，受新冠疫情影响较2019年下降7.1%；SiC、GaN电力电子产值规模达44.7亿元，同比增长54%；GaN微波射频产值达到60.8亿元，同比增长80.3%。从渗透率角度来看，根据Yole数据显示，Si仍是半导体材料主流，占比95%。第三代半导体渗透率逐年上升，SiC渗透率在2023年有望达到3.75%，GaN渗透率在2023年达到1.0%，第三代半导体渗透率总计4.75%。
赛道细分：SiC、GaN基本均已实现全覆盖，大部分企业处于研发阶段
SiC和GaN产业链会有一些优质的新公司进入，但原来的传统功率器件、射频器件、LED芯片公司也都会是三代半导体产业链的重要玩家，并充分受益于这一波十年以上的产业趋势。综述，行业研究梳理的两条备选主线：① SiC产业链这条主线有国内IGBT龙头顺势切入SIC领域的斯达半导、时代电气。② 传统功率器件往SiC器件升级切入的闻泰科技，华润微、捷捷微电、扬杰科技、新洁能、泰科天润(纯正SiC)。③ 布局SiC设备和材料的露笑科技、三安光电(SIC/GaN全布局)、天岳先进(SiC衬底)。④ GaN产业链这条线有传统功率器件往GaN器件升级切入的士兰微、芯导科技。⑤ 军工电子和射频领域具备技术积累和客户储备的亚光科技、海特高新。
