第三代半導(dǎo)體或?qū)⒂瓉戆l(fā)展浪潮

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)以SiC、GaN為代表的第三代半導(dǎo)體主要制造商已達(dá)147家。

第三代半導(dǎo)體是以SiC、GaN為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，適用于高溫、高壓、高功率應(yīng)用場(chǎng)景，有助于節(jié)能減排，也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要方向。近些年，國(guó)家相關(guān)政策陸續(xù)出臺(tái)，持續(xù)加碼第三代半導(dǎo)體，科技創(chuàng)新如火如荼。第三代半導(dǎo)體蓬勃發(fā)展已經(jīng)擁有堅(jiān)實(shí)的政策及科研支持基礎(chǔ)。

半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游中的重要組成部分，在集成電路、分立器件等半導(dǎo)體產(chǎn)品生產(chǎn)制造中起到關(guān)鍵性作用。Si目前是技術(shù)最成熟、使用范圍最廣、市場(chǎng)占比最大的襯底材料，但近年來Si材料的潛力已經(jīng)開發(fā)殆盡，在高壓、高頻、高溫領(lǐng)域以SiC和GaN為代表的的第三代半導(dǎo)體材料襯底材料市場(chǎng)規(guī)模有望迎來快速發(fā)展。

從整體產(chǎn)值規(guī)模來看，據(jù)CASA數(shù)據(jù)，我國(guó)第三代半導(dǎo)體整體產(chǎn)值超7100億元，2023年第三代半導(dǎo)體材料滲透率有望接近5%。從滲透率角度來看，Yole數(shù)據(jù)顯示，Si仍是半導(dǎo)體材料主流，占比95%。隨著第三代半導(dǎo)體滲透率逐年上升，SiC的滲透率在2023年有望達(dá)到3.75%，GaN滲透率在2023年達(dá)到1.0%，第三代半導(dǎo)體滲透率總計(jì)4.75%。

在節(jié)能需求方面，SiC功率器件相比硅器件可降低50%以上的能源消耗，減少75%以上的設(shè)備裝置，有效提升能源轉(zhuǎn)換率。而GaN具有轉(zhuǎn)換效率高、功率密度高、散熱能力好等優(yōu)勢(shì)，可以成就高效、節(jié)能、更小體積的設(shè)備。

第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用，可以有效降低二氧化碳的排放量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，借助第三代半導(dǎo)體新技術(shù)，每生產(chǎn)10萬片SiC晶圓可較常規(guī)的生產(chǎn)方式減少4,000噸的碳排放。與目前的硅基IGBT相比，第三代半導(dǎo)體新技術(shù)的環(huán)保效益顯然更勝一籌。

目前第三代半導(dǎo)體材料已逐漸進(jìn)入各汽車集團(tuán)的主流供應(yīng)鏈中，其中SiC襯底作為關(guān)鍵材料，市場(chǎng)以海外廠商為主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)份額較小。隨著技術(shù)成熟，SiC襯底將成為第三代半導(dǎo)體材料的布局熱點(diǎn)。

從國(guó)內(nèi)全產(chǎn)業(yè)鏈來看，第三代半導(dǎo)體的設(shè)備、襯底、外延和器件全產(chǎn)業(yè)鏈布局也逐漸完善，基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)覆蓋，可完全自主可控。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體主要制造商共147家，其中SiC產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司已達(dá)104家，GaN產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司有43家。

高壓、高頻領(lǐng)域或?qū)?shí)現(xiàn)對(duì)硅基的全面替代

目前，新能源汽車、光伏、特高壓輸電、儲(chǔ)能等細(xì)分領(lǐng)域普遍發(fā)展的痛點(diǎn)為開關(guān)損耗、導(dǎo)通損耗、熱管理、充電速度等。而SiC功率器件的耐高壓、耐高溫、低損耗、體積小等性能優(yōu)勢(shì)直擊新能源行業(yè)的發(fā)展痛點(diǎn)，滿足新能源行業(yè)的發(fā)展需求。伴隨下游應(yīng)用需求推動(dòng)，上游供給也將迎來高速發(fā)展階段。

特別是在兼容高壓中頻的基礎(chǔ)上，SiC MOSFET憑借其高效率、小體積的特性成為電動(dòng)汽車、充電樁、光伏逆變等領(lǐng)域的理想解決方案，而GaN MOSFET在1000V以下的快充、電動(dòng)汽車等中低壓領(lǐng)域有較大的的應(yīng)用潛力。相比傳統(tǒng)的硅基器件，待成本下降，性能更優(yōu)的第三代半導(dǎo)體器件在高壓、高頻領(lǐng)域或?qū)?shí)現(xiàn)對(duì)硅基的全面替代。

總體來說，無論是SiC還是GaN，當(dāng)前都還處于應(yīng)用初期。隨著SiC、GaN技術(shù)逐步成熟，產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張以及成本快速下降，第三代半導(dǎo)體在PD快充、新能源、5G通訊、數(shù)據(jù)中心等市場(chǎng)將放量增長(zhǎng)，并在“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)中發(fā)揮更大價(jià)值。

如今，第三代半導(dǎo)體材料極其重要的戰(zhàn)略性應(yīng)用價(jià)值不言而喻。對(duì)于企業(yè)而言，未來在布局的過程中，需要抓住主要市場(chǎng)，從而把握市場(chǎng)先機(jī)。從當(dāng)前的技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用前景來看，未來全球有望迎來第三代半導(dǎo)體擴(kuò)產(chǎn)熱潮。為了匹配日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，第三代半導(dǎo)體企業(yè)可通過調(diào)整業(yè)務(wù)領(lǐng)域、擴(kuò)大產(chǎn)能供給、整合并購(gòu)等方式，強(qiáng)化在第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的布局。

同時(shí)為了進(jìn)一步深度探討SiC和GaN技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，了解目前第三代半導(dǎo)體企業(yè)的市場(chǎng)布局和發(fā)展情況，2022年9月29日，2022'中國(guó)電子熱點(diǎn)解決方案創(chuàng)新峰會(huì)將在深圳深鐵皇冠假日酒店5樓宴會(huì)廳正式舉辦。屆時(shí)，歡迎現(xiàn)場(chǎng)到2022'第三代半導(dǎo)體技術(shù)研討會(huì)進(jìn)行聆聽、交流。

值得一提的是，2022'中國(guó)電子熱點(diǎn)解決方案創(chuàng)新峰會(huì)更具五大硬核亮點(diǎn)，熱點(diǎn)話題和展商參與極具陣容。