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》。

日本在半导体设备和材料市场表现优秀，只是几棵树木的优秀，不是整片森林的出色。

汤之上隆认为，日本企业太容易墨守成规，不知变通，为了所谓的技术常常把工艺工序搞得很复杂，推高产品成本，很容易在技术更新换代时被淘汰。这就是日本工匠精神的局限。

富士通和NEC等日本芯片制造商虽然最先掌握铜布线量产工艺，但并未笑到最后，现在富士通、NEC等芯片业务的坟头草都有一丈高了，台积电却成长为业界的加州巨杉。

日本人当然不会这么傻，在向韩国扔出王炸时，他们早已看准了中国庞大的市场需求。

继近期三星太子李在镕飞往日本紧急解决关键半导体材料断供问题后，有媒体报道，韩国另一大半导体存储芯片制造商海力士也坐不住了，其CEO李锡熙在上周日(7月21日)也飞赴日本，和日本合作伙伴商讨如何解决断供问题。

韩国两大半导体厂老板先后被逼得出面救火，强大的韩国半导体产业在日本的锁喉功面前，似乎都成了纸老虎，有媒体更是因此直呼日本惹不起。

然而，如果追根朔源，就会发现，被认为是行业优等生的日本半导体材料(包括设备)企业，实际都是日本心中永远的痛。它们的优秀，远不如我们想象中的炫目。

1，芯片战遗产

1955年，索尼公司创始人盛田昭夫和井深大花2500美元，从AT&T下属的贝尔实验室购买到晶体三极管的专利许可，开始制造半导体收音机。日本的半导体产业由此起步。

从1970年代到1980年代，日本半导体产业迎来了兴盛期，半导体存储特别是DRAM(电脑内存)成为了日本第一产业，曾经的霸主美国被拉下马。1986年，日本半导体芯片占全球份额的40%，在DRAM领域最高则占据了80%的份额。

当时英特尔的主业正从DRAM切换到CPU，CPU还未成为引领行业的产品，因此全球半导体芯片生产的重心逐渐偏向日本硅岛(九州岛)。

相对于CPU来说，DRAM的结构简单得多，进入门槛不高，变成一种拼制造的产业，日本几乎有点实力的公司都争相挤入DRAM。在日本半导体产业发展高峰时期，既有NEC这种老牌的半导体厂商，也有做家电的松下和炼钢铁的新日铁这样的奇葩新人。

比较惹眼的是新日铁，主业是傻大黑粗的钢铁，和半导体没半毛钱关系，也要来分一杯羹，不仅要抢DRAM蛋糕，连半导体材料也不放过，毫不犹豫地进入了硅晶圆业务，2003失败退出后，2009年又进入碳化硅晶圆领域，期望在功率半导体底板材料领域有所作为，并且还颇有雄心壮志，其董事长石山照明在媒体上放话，要成为仅次于美国可瑞(Cree)公司的企业。美国可瑞(Cree)公司是谁?碳化硅晶圆市场的领投羊企业，石山照明的意思自然是，做不了行业老大，做行业老二可以吧。

总之，随着日本半导体芯片奠定在全球的江湖地位后，配套的日本半导体材料和设备也崛起为一支强势力量。

沾半导体芯片光的还有日本传统制造业，电子计算器、家电、照相机、汽车、手机(功能机)、显示器等产业相继崛起，几乎每一个都把美国相应的产业摁在地上摩擦。可以说，在半导体芯片的引领下，整个日本制造业实现了腾飞。

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