行業(yè)主要上市企業(yè):目前國內(nèi)第三代半導(dǎo)體行業(yè)的上市公司主要有華潤微(688396),、三安光電(600703),、士蘭微(600460)、聞泰科技(600745),、新潔能(605111),、露笑科技(002617),、斯達(dá)半導(dǎo)(603290)等。
本文核心數(shù)據(jù):第三代半導(dǎo)體分類,、SiC,、GaN電子電力和GaN微波射頻產(chǎn)值、SiC,、GaN電子電力和GaN微波射頻市場規(guī)模
行業(yè)概況
1,、定義
以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN),、氧化鋅(ZnO),、金剛石、氮化鋁(AIN)為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料,,被稱為第三代半導(dǎo)體材料,,目前發(fā)展較為成熟的是碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)。
與傳統(tǒng)材料相比,,第三代半導(dǎo)體材料更適合制造耐高溫,、耐高壓、耐大電流的高頻大功率器件,,因此,,其為基礎(chǔ)制成的第三代半導(dǎo)體具備更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場,、更高的導(dǎo)熱頻,,以及更強(qiáng)的抗輻射能力等諸多優(yōu)勢,在高溫,、高頻,、強(qiáng)輻射等環(huán)境下被廣泛應(yīng)用,。
第三代半導(dǎo)體主要包括碳化硅(SiC)、氮化鋁(AlN),、氮化鎵(GaN),、金剛石、氧化鋅(ZnO),,其中,,碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)并稱為第三代半導(dǎo)體材料的“雙雄”,是第三代半導(dǎo)體材料的典型代表,。
2,、產(chǎn)業(yè)鏈剖析:產(chǎn)業(yè)鏈涉及多個(gè)環(huán)節(jié)
第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分為上游原材料供應(yīng),中游第三代半導(dǎo)體制造和下游第三代半導(dǎo)體器件環(huán)節(jié),。上游原材料包括襯底和外延片,;中游包括第三代版奧體設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測試,;下游為第三代半導(dǎo)體器件應(yīng)用,,包括微波射頻器件、電力電子器件和光電子器件等,。中國第三代半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈如下:
第三代產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)國內(nèi)均有企業(yè)涉足,。從事襯底片的國內(nèi)廠商主要用露笑科技、三安光電,、天科合達(dá),、山東天岳、維微科技,、科恒晶體,、鎵鋁光電等等;從事外延片生產(chǎn)的廠商主要有瀚天天成,、東莞天域,、晶湛半導(dǎo)體、聚能晶源,、英諾賽科等,。蘇州能訊、四川益豐電子,、中科院蘇州納米所等,;從事第三代半導(dǎo)體器件的廠商較多,,包括比亞迪半導(dǎo)體,、聞泰科技、華潤微,、士蘭微,、斯達(dá)半導(dǎo),、揚(yáng)杰科技、泰科天潤等,。
行業(yè)發(fā)展歷程:興起的時(shí)間較短
中國第三代半導(dǎo)體興起的時(shí)間較短,,2013年,科技部863計(jì)劃首次阿靜第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)列為國戰(zhàn)戰(zhàn)略發(fā)展產(chǎn)業(yè),。
2016年,,為第三代半導(dǎo)體發(fā)展元年,國務(wù)院國家新產(chǎn)業(yè)發(fā)展小組將第三半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)列為發(fā)展重點(diǎn),,國內(nèi)企業(yè)擴(kuò)大第三半導(dǎo)體研發(fā)項(xiàng)目投資,,行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。
2018年1月,,中車時(shí)代電氣建成國內(nèi)第一條6 英寸碳化硅生產(chǎn)線,;2018年,泰科天潤建成了國內(nèi)第一條碳化硅器件生產(chǎn)線,;2019年9月,,三安集成已建成了國內(nèi)第一條6英寸氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)外延芯片產(chǎn)線并投入量產(chǎn),。在2020年7月,,華潤微宣布國內(nèi)首條6英寸商用SiC晶圓生產(chǎn)線正式量產(chǎn)。
2020年9月,,第三代半導(dǎo)體寫入“十四五”規(guī)劃,,行業(yè)被推向風(fēng)口。
行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1,、產(chǎn)值規(guī)模逆勢增長
隨著5G,、新能源汽車等市場發(fā)展,第三代半導(dǎo)體的需求規(guī)模保持高速增長,。同時(shí),,中美貿(mào)易戰(zhàn)的影響給國產(chǎn)第三代半導(dǎo)體材料帶來了發(fā)展良機(jī)。2020年在國內(nèi)大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增長乏力的大背景下,,我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)逆勢增長,。
2020年我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)電子電力和射頻電子總產(chǎn)值超過100億元,較2019年同比增長69.5%,。
其中,,SiC、GaN電子電力產(chǎn)值規(guī)模達(dá)44.7億元,,同比增長54%,;GaN微波射頻產(chǎn)值達(dá)到60.8億元,同比增長80.3%。
2,、產(chǎn)能大幅增長但仍供應(yīng)不足
根據(jù)CASA數(shù)據(jù)顯示截至2020年底,,我國SiC導(dǎo)電型襯底折算4英寸產(chǎn)能約40萬片/年,SiC-on-SiC外延片折算6英寸產(chǎn)能約為22萬片/年,,SiC-onSiC器件/模塊(4/6英寸兼容)產(chǎn)能約26萬片/年,。
GaN-on-Si外延片折算6英寸產(chǎn)能約為28萬片/年,GaN-on-Si器件/模塊折算 6 英寸產(chǎn)能約為22萬片/年,。
但隨著新能源汽車,、5G、PD快充等市場的發(fā)展,,我國國產(chǎn)化第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品無法滿足龐大的市場需求,,目前有超過八成產(chǎn)品以來進(jìn)口??梢姷谌雽?dǎo)體產(chǎn)品國產(chǎn)化替代空間較大,。
3、電力電子器件市場規(guī)模接近50億元
2017-2020年,,中國SiC,、GaN電力電子器件應(yīng)用市場快速增長,2020年,,SiC,、GaN電力電子器件應(yīng)用市場規(guī)模為46.8億元,同比增長90%,。
2020年,,我國半導(dǎo)體分立器件的市場規(guī)模約3002.6億元,SiC,、GaN電力電子器件的應(yīng)用滲透率約為1.56%,。
目前,GaN主要應(yīng)用在射頻及快充領(lǐng)域,。SiC重點(diǎn)應(yīng)用于新能源汽車和充電樁領(lǐng)域,。我國作為全球最大的新能源汽車市場,第三代半導(dǎo)體器件在新能源汽車充電樁領(lǐng)域的滲透快于整車市場,,占比達(dá)38%,;消費(fèi)類電源(PFC)占22%;光伏逆變器占了15%,;工業(yè)及商業(yè)電源,、不間斷電源UPS、快充電源,、工業(yè)電機(jī)分別占6%,、3%,、3%、1%,。
2020年,我國GaN微波射頻器件市場規(guī)模約為66.1億元,,同比增長57.2%,。其中國防軍事與航天應(yīng)用規(guī)模34.8億元,成為GaN射頻主要拉動因素,。
國防軍事與航天應(yīng)用是我國GaN微波射頻器件的主要應(yīng)用領(lǐng)域,,2020年市場規(guī)模占整個(gè)GaN射頻器件市場的53%;其次是無線基礎(chǔ)設(shè)施,,下游市場占比為36%,。
行業(yè)競爭格局
1、區(qū)域競爭格局:江蘇省第三代半導(dǎo)體代表性企業(yè)分布最多
當(dāng)前,,我國第三代半導(dǎo)體初步形成了京津冀魯,、長三角、珠三角,、閩三角,、中西部等五大重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。
從我國第三代半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)區(qū)域分布來看,,第三代半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在全國絕大多數(shù)省份均有分布,。其中河南省第三代半導(dǎo)體企業(yè)數(shù)量分布最多,同時(shí)山東,、江蘇和甘肅等省份企業(yè)數(shù)量也相對集中,。
從代表性企業(yè)分布情況來看,江蘇省第三代半導(dǎo)體代表性企業(yè)分布最多,,如蘇州納維,、晶湛半導(dǎo)體、英諾賽科等,。同時(shí)廣東,、山東代表性企業(yè)也有較多代表性企業(yè)分布。
2,、企業(yè)競爭格局:主流企業(yè)加速擴(kuò)張布局
經(jīng)過初期的發(fā)展,,第三代半導(dǎo)體迅速在新能源汽車、5G基站,、PD快充等領(lǐng)域應(yīng)用,,市場規(guī)模增長迅速。同時(shí),,行業(yè)內(nèi)的競爭也逐漸加劇,。為了迎合市場需求,,搶占市場地位,國內(nèi)主流半導(dǎo)體企業(yè)均加強(qiáng)在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的布局,,擴(kuò)充第三代半導(dǎo)體的產(chǎn)能,。其中,代表性的主流企業(yè)有三安光電,、中電科55所,、泰科天潤等。
行業(yè)發(fā)展前景及趨勢預(yù)測
1,、2025年行業(yè)規(guī)模有望超過500億元
第三代半導(dǎo)體已經(jīng)寫入“十四五”規(guī)劃,。在國家政策的支持和下游需求增長的背景下,預(yù)計(jì)到2021-2025年,,我國SiC,、GaN電力電子器件應(yīng)用市場將以45%的年復(fù)合增長率增長至2025年的近300億元;GaN微波射頻器件市場規(guī)模將以25.4%的年均復(fù)合增長率增長至2025年的205億元,。2025年第三代半導(dǎo)體整體市場規(guī)模有望超過500億元,。
2、國產(chǎn)化進(jìn)程將加速
未來,,在市場競爭趨勢方面,,我國第三代半導(dǎo)體行業(yè)國產(chǎn)化率將會加深;在細(xì)分產(chǎn)品發(fā)展趨勢方面,,SiC需求將會增長,;在技術(shù)發(fā)展趨勢方面,大尺寸Si基GaN外延等問題將會有所進(jìn)展,。