半导体行业的发展现状与前景如何?

行业主要上市企业：目前国内第三代半导体行业的上市公司主要有华润微(688396)、三安光电(600703)、士兰微(600460)、闻泰科技(600745)、新洁能(605111)、露笑科技(002617)、斯达半导(603290)等。

本文核心数据：第三代半导体分类、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频产值、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频市场规模

行业概况

1、定义

以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AIN)为代表的宽禁带半导体材料，被称为第三代半导体材料，目前发展较为成熟的是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。

与传统材料相比，第三代半导体材料更适合制造耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件，因此，其为基础制成的第三代半导体具备更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的导热频，以及更强的抗辐射能力等诸多优势，在高温、高频、强辐射等环境下被广泛应用。

第三代半导体主要包括碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、金刚石、氧化锌(ZnO)，其中，碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)并称为第三代半导体材料的“双雄”，是第三代半导体材料的典型代表。

2、产业链剖析：产业链涉及多个环节

第三代半导体产业链分为上游原材料供应，中游第三代半导体制造和下游第三代半导体器件环节。上游原材料包括衬底和外延片中游包括第三代版奥体设计、晶圆制造和封装测试下游为第三代半导体器件应用，包括微波射频器件、电力电子器件和光电子器件等。中国第三代半导体行业产业链如下：

第三代产业链各个环节国内均有企业涉足。从事衬底片的国内厂商主要用露笑科技、三安光电、天科合达、山东天岳、维微科技、科恒晶体、镓铝光电等等从事外延片生产的厂商主要有瀚天天成、东莞天域、晶湛半导体、聚能晶源、英诺赛科等。苏州能讯、四川益丰电子、中科院苏州纳米所等从事第三代半导体器件的厂商较多，包括比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、士兰微、斯达半导、扬杰科技、泰科天润等。

行业发展历程：兴起的时间较短

中国第三代半导体兴起的时间较短，2013年，科技部863计划首次阿静第三代半导体产业列为国战战略发展产业。

2016年，为第三代半导体发展元年，国务院国家新产业发展小组将第三半导体产业列为发展重点，国内企业扩大第三半导体研发项目投资，行业进入快速发展期。

2018年1月，中车时代电气建成国内第一条6 英寸碳化硅生产线2018年，泰科天润建成了国内第一条碳化硅器件生产线2019年9月，三安集成已建成了国内第一条6英寸氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)外延芯片产线并投入量产。在2020年7月，华润微宣布国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产。

2020年9月，第三代半导体写入“十四五”规划，行业被推向风口。

行业发展现状

1、产值规模逆势增长

随着5G、新能源汽车等市场发展，第三代半导体的需求规模保持高速增长。同时，中美贸易战的影响给国产第三代半导体材料带来了发展良机。2020年在国内大半导体产业增长乏力的大背景下，我国第三代半导体产业实现逆势增长。

2020年我国第三代半导体产业电子电力和射频电子总产值超过100亿元，较2019年同比增长69.5%。

其中，SiC、GaN电子电力产值规模达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%。

2、产能大幅增长但仍供应不足

根据CASA数据显示截至2020年底，我国SiC导电型衬底折算4英寸产能约40万片/年，SiC-on-SiC外延片折算6英寸产能约为22万片/年，SiC-onSiC器件/模块(4/6英寸兼容)产能约26万片/年。

GaN-on-Si外延片折算6英寸产能约为28万片/年，GaN-on-Si器件/模块折算 6 英寸产能约为22万片/年。

但随着新能源汽车、5G、PD快充等市场的发展，我国国产化第三代半导体产品无法满足庞大的市场需求，目前有超过八成产品依赖进口。可见第三代半导体产品国产化替代空间较大。

3、电力电子器件市场规模接近50亿元

2017-2020年，中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长，2020年，SiC、GaN电力电子器件应用市场规模为46.8亿元，同比增长90%。

2020年，我国半导体分立器件的市场规模约3002.6亿元，SiC、GaN电力电子器件的应用渗透率约为1.56%。

目前，GaN主要应用在射频及快充领域。SiC重点应用于新能源汽车和充电桩领域。我国作为全球最大的新能源汽车市场，第三代半导体器件在新能源汽车充电桩领域的渗透快于整车市场，占比达38%消费类电源(PFC)占22%光伏逆变器占了15%工业及商业电源、不间断电源UPS、快充电源、工业电机分别占6%、3%、3%、1%。

2020年，我国GaN微波射频器件市场规模约为66.1亿元，同比增长57.2%。其中国防军事与航天应用规模34.8亿元，成为GaN射频主要拉动因素。

国防军事与航天应用是我国GaN微波射频器件的主要应用领域，2020年市场规模占整个GaN射频器件市场的53%其次是无线基础设施，下游市场占比为36%。

行业竞争格局

1、区域竞争格局：江苏省第三代半导体代表性企业分布最多

当前，我国第三代半导体初步形成了京津冀鲁、长三角、珠三角、闽三角、中西部等五大重点发展区域。

从我国第三代半导体行业产业链企业区域分布来看，第三代半导体行业产业链企业在全国绝大多数省份均有分布。其中河南省第三代半导体企业数量分布最多，同时山东、江苏和甘肃等省份企业数量也相对集中。

从代表性企业分布情况来看，江苏省第三代半导体代表性企业分布最多，如苏州纳维、晶湛半导体、英诺赛科等。同时广东、山东代表性企业也有较多代表性企业分布。

2、企业竞争格局：主流企业加速扩张布局

经过初期的发展，第三代半导体迅速在新能源汽车、5G基站、PD快充等领域应用，市场规模增长迅速。同时，行业内的竞争也逐渐加剧。为了迎合市场需求，抢占市场地位，国内主流半导体企业均加强在第三代半导体产业的布局，扩充第三代半导体的产能。其中，代表性的主流企业有三安光电、中电科55所、泰科天润等。

行业发展前景及趋势预测

1、2025年行业规模有望超过500亿元

第三代半导体已经写入“十四五”规划。在国家政策的支持和下游需求增长的背景下，预计到2021-2025年，我国SiC、GaN电力电子器件应用市场将以45%的年复合增长率增长至2025年的近300亿元GaN微波射频器件市场规模将以25.4%的年均复合增长率增长至2025年的205亿元。2025年第三代半导体整体市场规模有望超过500亿元。

2、国产化进程将加速

未来，在市场竞争趋势方面，我国第三代半导体行业国产化率将会加深在细分产品发展趋势方面，SiC需求将会增长在技术发展趋势方面，大尺寸Si基GaN外延等问题将会有所进展。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国第三代半导体材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

半导体分立器件制造行业主要上市公司：目前国内半导体分立器件制造行业的上市公司主要有华润微(688396)、士兰微(600460)、扬杰科技(300373)、华微电子(600360)、新洁能(605111)、苏州固锝(002079)、银河微电(688689)、立昂微(605358)、捷捷微电(300623)、台基股份(300046)等。

本文核心数据：半导体分立器件出货量、市场规模、区域分布

1、英飞凌推动全球分立器件性能提升

全球半导体分立器件诞生于上世纪中期。20世纪50年代，功率二极管、功率三极管的面世并应用于工业和电力系统20世纪60-70年代，晶闸管等分立器件快速发展20世纪70年代末，平面型功率MOSFET发展起来20世纪80年代后期，沟槽型功率MOSFET和IGBT逐步面世，分立器件正式进入了电子应用时代20世纪90年代，超结MOSFET逐步出现，打破传统“硅限”以满足大功率和高频化的应用需求2008年，英飞凌(Infineon)率先推出屏蔽栅功率MOSFET，分立器件的性能得到进一步提升。

2、全球分立器件供需受疫情影响明显

——全球供给受疫情影响增长乏力

COVID-19疫情对全球经济产生了巨大影响，包括半导体分立器件在内的众多行业均受到负面影响。据Statista预测数据，2020年全球半导体分立器件出货量约达到4630亿个。

随着病毒在世界范围内传播，全球供应链中断，隔离期仍存在不确定性。为了遏制新冠病毒的传播，世界各地的许多制造工厂均采取停工管制措施。例如，安森美半导体的大部分制造设施因马来西亚、中国和菲律宾等国家的政府命令而关闭，这影响了其向客户供应产品的能力。

注：不包括光电器件和传感器件。

——2020年全球市场规模有所下降

根据WSTS的统计数据，2017-2020年，全球半导体分立器件市场规模呈现波动变化。2020年，市场规模为238.04亿美元，较2019年下降0.32个百分点。据WSTS预测，2021年全球半导体分立器件市场规模有望迎来反d，预计达到261.89亿美元，增长超过10%。

注：不包括光电器件和传感器件。

3、全球分立器件供需区域分布错配

——欧洲为全球第一大供给区域

从全球市场供给区域分布情况来看，根据半导体行业协会(SIA)的数据，2020年，欧洲半导体分立器件厂商市场销售额占比最大，达到42%日本位于第二，占比25%其次是美国，占比23%中国和韩国的半导体分立器件厂商市场销售额占比均为5%。

注：不包括光电器件和传感器件。

——亚太地区需求增长潜力最大

从市场需求区域分布情况来看，根据Statista的预测数据，2020年中国分立半导体在全球的市场份额预计超过36%，而2016年这一数值为33.5%，中国市场份额逐渐提升。与此同时，北美也是半导体分立器件的主要市场之一，因为该地区的大型汽车和其他行业对分立半导体的消费需求较大。On Semiconductor Corporation、Diodes Incorporated 和D3 Semiconductor LLC等供应商的总部均设在该地区。

注：不包括光电器件和传感器件。

根据Modor Intelligence的预测，2020-2025年亚太地区的半导体分立器件制造行业的市场规模增长将呈现快速增长趋势而西方地区像是北美地区、欧洲地区则呈现相对缓慢的增长趋势南美及非洲地区的市场规模增长率将是最低。

4、2026年全球市场规模有望超320亿美元

半导体分立器件的市场驱动力是对跨电子产品和小型化的电源管理的需求日益增长。据WSTS预测，2021年全球半导体分立器件市场规模有望迎来反d，预计达到261.89亿美元，增长超过10%。与此同时，根据Mordor Intelligence的预测数据，全球分立半导体市场规模2021-2026年复合年增长率约为4.2%。初步测算，2026年，全球半导体分立器件制造行业市场规模将超过320亿美元。

注：不包括光电子器件和传感器。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国半导体分立器件制造行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

全球芯片制造业与中国芯片制造现状 [一]全球范围内主要存在两种服务模式:第一种是IDM(Integrated Device Manufactrue)模式，另一种是晶圆代工(Foundry)模式。 IDM 模式的特点是，企业经营范围涵盖了芯片设计、生产制造、封装测试等各环节，甚至延伸至下游终端。美国和日本半导体产业主要采用这一模式，典型的IDM大厂有:IBM 、三星、东芝、 NEC 等。晶圆代工则是专业化分工的产物。在该模式下，晶圆代工厂只专注于 IC 制造环节，不涉足设计和封测，不推出自己的产品，只为设计公司(Fabless)和 IDM (委外订单)提供代工服务，从而避免了与客户之间直接的利益冲突。 计算机和手机对半导体商务保持了最大的推动作用， MP3音乐播放器受到广大消费者的欢迎，去年闪存芯片制造商的销售收入获得戏剧性增长。去年全球半导体的销售收入为2350亿美元 2005年全球最高前十名半导体制造商依次是：英特尔公司、三星电子公司、德州仪器公司、东芝公司、意法半导体公司、瑞萨科技公司、英飞凌公司、飞利浦公司、现代半导体公司和 NEC公司。 全球半导体的销售继续向亚太地区转移，包括中国、中国台湾、韩国和新加坡在内的亚太地区的半导体销售收入去年增长了11%，在全球半导体销售中所占的比例已经达到44.5%。欧洲、中东和非洲是第二个增长速度最快的地区，同比增长了4%，北美增长了1%，日本仅增长了0.2%。 [二]中国集成电路(IC)产业市场规模达到3420亿元人民币。IC制造方面，目前中国在建的6 英寸线有8 条、5 英寸线有1 条，拟建6 英寸线有8 条。到2006 年底，国内的6 英寸生产线和5 英寸生产线将分别达到21 条和9 条，其中大部分属于外商投资企业。晶圆尺寸方面，从 2004年起200mm的产能增长率就已经比所有其它尺寸的晶圆要快(除300mm之外)。但从晶圆片数来看，一直到2005年末，中国大陆的晶圆产能仍由100mm和150mm主导。2006年，200mm的产能将超过所有其它尺寸的晶圆，真正成为市场的主流。 ---SMIC(中芯国际)、HHNEC(华虹日电)及Grace(宏力)等。8英寸圆片，0.18至0.25微米工艺批量生产水平，国外市场为主； ---全球TSMC及UMC(联电)外，尚有新加坡的Chartered(全球代工业第三，月产能力12万片)，南韩的东邦/亚南(2003年上半年，全球代工排名第四，营收1.75亿美元)，SMIC(全球第五，1.15亿美元)以及马来西亚的First Silicon，Silterra和以色列的Tower等。 ---ASMC(先进)，华润上华及宁波中伟等，他们多用6英寸圆片，0.35至0.8微米工艺，主要市场也在国外。大多是合资企业。 ---杭州士兰是中国第一家上市的民营半导体企业，采用4至6英寸圆片，0.5至2.0微米工艺技术，以国内市场为主。 ---沈阳科希-硅技半导体技术第一有限公司(Keysi-STL Semiconductor Manufacturing IstCo.Ltd in Shynyang)是浑南新区注册成立的外商独资企业。该公司由美国科希国际公司(Keysi International，Inc.)和韩国Silicon Tech Limited联合创办，主要从事微电子技术开发，集成电路芯片设计、制造、封装和测试。 科希-硅技的芯片制造一厂主要生产6英寸手机用FBAR通讯芯片和两英寸蓝白光二级管W／B LED。目前，世界上只有美国和韩国能生产FBAR，该项目的建设将使中国成为世界上第三个生产FBAR的国家。 科希-硅技沈阳芯片制造二厂将生产8英寸晶圆项目(美中日韩合作)。主要产品为LCD Module(液晶显示模块)，广泛应用于电脑和手机。 ---英特尔预计投资20亿美元的12英寸厂已经选址大连 [三]整体而言，我国半导体硅材料行业规模还很小，自给能力严重不足，生产单晶硅所需要的多晶硅90%尚需从国外进口单晶硅产量虽然呈逐年稳步上升趋势，但跟国内巨大的市场需求相比，市场缺口仍然很大。IC制造所需要的抛光片和外延片则绝大部分需要进口。我国生产的单晶硅58%是太阳能级。目前国内企业主要以生产4~6英寸硅片为主，还不能批量供应8英寸以上硅抛光片。研发实力较强的研硅股也只能少量生产8英寸陪片，12英寸抛光片处于研制阶段。多晶硅产品则仅有峨嵋半导体厂和洛阳中硅能少量供应，还远不能满足国内需求。

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