第三代半导体材料GaN和SiC的发展趋势及投资机会分析

众所周知，先发优势是半导体行业的特点。而在第三代半导体方面，国内外差距没有一、二代半导体明显。

碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）被誉为继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体典型材料之一，其研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点。

目前来看，第三代半导体处在爆发式增长的前期，其下游应用大多处在研发阶段，还没有形成量产化。国产厂商对氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）的研究起步时间于国外厂商相差不多，因此国产厂商有望借此实现超车。

为了更充分了解国内第三代半导体材料的发展现状、发展趋势以及投资策略，12月17日（周四）15:30，集微网邀请到方正证券科技行业首席分析师陈杭做客第二十四期“开讲”，带来以《第三代半导体产业分析》为主题的精彩演讲。

我国第三代半导体即将迎来全面爆发之际，其两大代表性材料GaN和SiC的发展趋势及发展机会有哪些？与之相关的投资需要哪些策略？围绕这几个问题，方正证券科技行业首席分析师陈杭逐一进行解析。

新能源产业的兴起推动SiC放量

作为最有发展潜力的第三代半导体材料的SiC，由于具备更好的能源转换效率，能大大降低功率转换中的开关损耗，更容易实现模块的小型化，更耐高温的性能。可广泛应用于新能源汽车、光伏、风电、电网、交通等行业。

陈杭表示，在新能源汽车领域，新能源汽车是SiC功率器件市场的主要增长驱动因素。随着消费者需求的不断增加和相关政策的支持，特斯拉、福特和大众等汽车制造商宣布，未来十年将在电动汽车领域投资超过 3，000 亿美元。因此，车载功率半导体用量将会剧增，SiC市场受益于此有望得到大幅度增长。

随着数据中心、5G基站的建设和发展，主要用于整流器和逆变器中的SiC的需求也将扩大。

此外，在光伏/风力发电系统中，逆变器将不同电压等级的直流电转换为交流电以驱动家用电器、照明等交流负载。SiC逆变器为太阳能光伏发电、风力发电等各种可再生发电系统提供各种完美的电源变换和接入方案，也将催生SiC市场的增长。

加之国家政策对新能源发电发展的支持，我国国家能源局发布的《电力发展“十三五”规划》指出，在“十三五”期间，我国将进一步扩大风电、光伏发电等清洁能源的装机规模，也将直接影响风电的装机量，进而助力SiC市场的增长。

快充、5G推动GaN放量，射频、功率器成GaN新增长点

与SiC同样作为第三代半导体材料GaN，因具备高电流密度等优势，可显著减少电力损耗和散热负载，而被认为很大发展潜力。尤其是在快充的应用上，该技术有助于在电池技术尚未突破的现状下改善手机续航。但目前大部分掌握在国外厂商手中，国内厂商还比较少。随着国内市场需求的增长，国内功厂商将迎来发展机会。

我国GaN产品正逐步从小批量研发、向规模化、商业化生产发展。目前，GaN单晶衬底实现2-3英寸小批量产业化，4英寸已经实现样品生产。而GaN异质外延衬底已经实现6英寸产业化，8英寸正在进行产品研发。

2019年OPPO、小米在新机型中采用了GaN快充器件引起了市场关注，随着终端客户积极推进，消费级GaN手机电源市场起量。陈杭认为，快充将会是GaN功率器件最大的推动力。

随着GaN工艺的改进，射频成新增长点。当下5G通信对射频前端有高频、高效率等严格要求，数据流量高速增长使得调制难度不断增加，所需的频段越多，对射频前端器件的性能要求也随之加高；载波聚合技术的出现，更是促使移动基站、智能手机对射频前端器件的需求翻倍，给GaN发展带来新契机。

陈杭预判，GaN射频设备市场规模将持续增长，其主要支柱以及主要增长动力为军备国防、无线通信基础设施。GaN将取代GaAs在高功率、高频率卫星通信领域的应用，同时在有线电视（CATV）和民用雷达市场上提供比LDMOS或GaAs更高的附加值。

最后，关于国内外在半导体上的较量，陈杭表示，第一代半导体材料硅（Si），中国与国外差距较大，在材料、设备、代工方面均落后，到第二代半导体才有所突破。如今随着第三代半导体包括GaN、SiC在内的新兴技术的出现，中国厂商在设备、材料、外延等各环节的协同和努力之下，将有很大机会实现直线超车。

对于第三代半导体的投资，陈杭认为，第三代半导体同样符合泛半导体投资时钟规律。他说道：“通常来说，设备商最先感知下游的需求和爆发，随后才是制造和材料。就全球来说，设备厂商先启动，随后是制造、材料和设备，而就国内而言，则是制造厂商先起来，随后才拉动材料端。”
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