摘要：2022年中國第三代半導體市場規模達到111.79億元，同比增長39.2%，2018年到2022年復合增長率為43%，增長速度驚人。其中2022年氮化鎵（GaN）半導體市場規模達到62.58億元，碳化硅（SiC）半導體市場規模達到43.45億元，其他化合物半導體為5.76億元。

一、綜述

第一代半導體材料是指硅、鍺元素等單質半導體材料；第二代半導體材料主要是指化合物半導體材料，如砷化鎵、銻化銦；第三代半導體材料是寬禁帶半導體材料，其中最為重要的就是SiC和GaN。和傳統半導體材料相比，更寬的禁帶寬度允許材料在更高的溫度、更強的電壓與更快的開關頻率下運行。SiC具有高臨界磁場、高電子飽和速度與極高熱導率等特點，使得其器件適用于高頻高溫的應用場景，相較于硅器件，可以顯著降低開關損耗。因此，SiC可以制造高耐壓、大功率電力電子器件如MOSFET、IGBT、SBD等，用于智能電網、新能源汽車等行業。與硅元器件相比，GaN具有高臨界磁場、高電子飽和速度與極高的電子遷移率的特點，是超高頻器件的極佳選擇，適用于5G通信、微波射頻等領域的應用。

二、行業政策

近年來，為了推動半導體行業尤其是第三代半導體產業健康快速發展，國家相關部門不斷加大扶持力度。2019年10月，備受關注的《產業結構調整目錄》出臺，將第三代半導體作為第一類鼓勵類的的重點領域之一。綱要提出要突破大功率電力電子器件、高溫超導材料等關鍵元器件和材料的制造及應用技術，形成產業化能力。在“十四五規劃”，加強與整機產業的聯動，以市場促進器件開發、以設計帶動制造；建設國家級半導體功率器件研發中心，實現從“材料-器件-晶圓-封裝-應用”全產業鏈的研究開發促進SiC和GaN等第三代半導體的應用。

三、行業壁壘

1、技術壁壘

第三代半導體的研發生產過程涉及微電子、半導體物理、材料學、電子線路、機械力學、熱力學等諸多學科，需多種學科的交叉融合，行業內企業需要綜合掌握外延、微細加工、封裝測試等多領域技術或工藝，并加以整合集成。因此，第三代半導體行業屬于技術密集型行業，技術門檻較高。下游產品呈現多功能化、低能耗、體積輕薄等發展趨勢以及新技術、新應用領域的大量涌現，對第三代半導體的研發生產提出了非常高的技術要求。行業內企業需要擁有豐厚的技術、工藝經驗儲備并持續技術革新和創新，而且能夠在短期內成功開發出多品類、適宜量產的產品，才能在市場上站穩腳步。新進企業很難在短時間內掌握先進技術，亦難以持續保持技術的先進性，這些均構成了較高的技術壁壘。

2、人才壁壘

第三代半導體行業是技術密集型行業，行業的高技術門檻同時也造就了該行業的高人才門檻，企業的高素質的經營管理團隊和具備持續創新力的研發團隊的實力決定了企業的核心競爭力。雖然國內半導體的研究人員較多，但相當一部分人員往往缺乏對半第三代半導體尤其是先進產品的長期實踐和經驗積累，缺乏成功的實戰開發經驗，從理論研究到實踐操作仍有很大的跨度。而且，行業內企業在產品技術升級、新產品推出、產品的售后服務上，對生產技術工人、研發技術人才和專業的營銷人才有一定的依賴性，新進入企業很難在短時間內招募到足夠的上述人才，這會對公司的生產效率、產品成本、交貨期等產生重大不利影響。因此，第三代半導體行業需要既懂芯片設計同時又懂生產制造工藝、器件可靠性及應用的高素質人才，這在很大程度上也提高了該行業企業的準入門檻。

3、資金壁壘

第三代半導體行業亦屬于資本密集型行業。從行業投入設備看，外延、光刻、蝕刻、離子注入、擴散等工序所必須的高技術研發、生產加工和測試設備主要依靠向歐美、日韓等進口，價格昂貴。從研發設計看，行業內企業從購買仿真軟件和版圖繪制軟件到光刻版制作、成品封裝測試、應用評估、可靠性考核都需要大量資金支持。從日常運營看，行業內企業一方面需要龐大的流動資金來用于芯片代工及芯片封裝測試；另一方面，需要有非常齊全的產品品類來滿足下游各領域的需求，保持足夠的市場占有率和品牌影響力，這就要求企業保持較高的營運資金水平。另外，行業技術更新換代快，產品競爭激烈，對企業的研發投入和人才投入等也有較高的要求。綜上，如果行業內新進企業沒有持續性高水平的資金投入，將很難與第三代半導體行業內的現有企業進行競爭。。

4、質量管控壁壘

第三代半導體作為內嵌于電子整機產品中的關鍵零部件之一，在電流、電場、濕度以及溫度等外界應力激活的影響下，存在潛在的失效風險，進而影響電子整機產品的質量和性能。如果電子整機產品質量和性能未達到要求，將直接影響下游應用領域中高價值產品的質量和性能，從而造成大量損失。因此，在第三代半導體大批量生產過程當中，對產品良率、失效率及一致性水平等方面提出了較高要求。實現精益化生產、擁有先進的生產設備、精細的現場管理以及長期的技術經驗沉積是行業內企業確保產品質量、性能和可靠性的基本保障。行業新進入者由于缺少長期的生產實踐經驗積累以及成熟的質量管理體系，短期內較難達到相關質量控制要求。

5、客戶認證壁壘

第三代半導體很大程度上影響下游產品的質量和性能，因此通過客戶嚴格的認證是進入本行業開展競爭的必要條件。第三代半導體作為電子信息產業中的一種基礎性元器件，最終應用于規模化的下游廠商，包括消費電子、汽車電子、工業電子等。為了保證產品品質及性能的穩定性，下游客戶通常對供應商有較嚴格的認證條件，要求供應商除了具備行業內較領先的技術、產品、服務以及穩定的量產能力外，還須通過行業內質量管理體系認證或下游客戶嚴格的采購認證程序，一旦通過則能與客戶建立起長期、穩定的合作關系。行業新進入者通過下游客戶的認證需要一定的周期以及較高的條件，這對新進入者形成了較高的壁壘。

四、產業鏈

第三代半導體主要包括單晶襯底、外延層生長、器件設計、制造。目前行業龍頭企業以IDM模式為主，產業鏈上為游原材料供應，中游第三代半導體制造和下游第三代半導體器件環節。上游原材料包括襯底和外延片；中游包括第三代版奧體設計、晶圓制造和封裝測試；下游為第三代半導體器件應用，包括微波射頻器件、電力電子器件和光電子器件等。

第三代半導體行業產業鏈

襯底

外延片

上游

三安光電股份有限公司

嘉興斯達半導體股份有限公司

華潤微電子有限公司

露笑科技股份有限公司

中游

微波射頻器件

電力電子器件

光電子器件

下游

五、行業現狀

近年來，我國信息技術得到迅猛發展，半導體作為其中的關鍵器件起著重要的作用。政策方面國家出臺了一系列相關政策旨在大力提升先進計算、新型智能終端、超高清視頻、網絡安全等數字優勢產業競爭力，積極推進光電子、高端軟件等核心基礎產業創新突破，這大大提高了對半導體的需求，同時外部環境美國在芯片方面的制裁促使國家對芯片半導體的重視。種種原因使得中國半導體市場規模增長迅速，2022年中國第三代半導體市場規模達到111.79億元，同比增長39.2%，2018年到2022年復合增長率為43%，增長速度驚人。其中2022年氮化鎵（GaN）半導體市場規模達到62.58億元，碳化硅（SiC）半導體市場規模達到43.45億元，其他化合物半導體為5.76億元。

六、發展因素

1、有利因素

（1）國家政策大力扶持為中國半導體行業創造良好的發展環境

半導體行業的發展程度是國家科技實力的重要體現，是信息化社會的支柱產業之一，更對國家安全有著舉足輕重的戰略意義。發展我國半導體相關產業，是我國成為世界制造強國的必由之路。近年來，國家各部門相繼推出了一系列優惠政策、鼓勵和支持集成電路行業發展。隨著《國家集成電路產業發展推進綱要》、《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展若干政策》、《數字中國建設整體布局規劃》等的落實、“十四五”規劃綱要的實施、國家“供給側改革”的推進，以及5G、6G網絡建設和新能源汽車發展進度加快，我國第三代半導體行業迎來良好的發展環境。

（2）半導體產業重心轉移帶來國產替代巨大機遇

目前，中國擁有全球最大且增速最快的半導體消費市場。巨大的下游市場配合積極的國家產業政策與活躍的社會資本，正在全方位、多角度地支持國內半導體行業發展。我國光伏、顯示面板、LED等高新技術行業經過多年已達到領先水平，也大力拉動了上游的功率半導體、顯示驅動芯片、LED驅動芯片等集成電路的國產化進程。隨著半導體產業鏈相關技術的不斷突破，加之我國在物聯網、人工智能、新能源汽車等下游市場走在世界前列，有望在更多細分市場實現國產替代。

（3）新興科技產業的發展孕育新的市場機會

隨著物聯網、5G通信、人工智能等新技術的不斷成熟，消費電子、工業控制、汽車電子等半導體主要下游制造行業的產業升級進程加快。下游市場的革新升級強勁帶動了半導體企業的規模增長。如在汽車電子領域，相比于傳統汽車，新能源汽車需要用到更多傳感器與制動集成電路，新能源汽車單車半導體價值將達到傳統汽車的兩倍，同時功率半導體用量比例也從20%提升到近50%。新興科技產業將成為行業新的市場推動力，并且隨著國內企業技術研發實力的不斷增強，國內半導體行業將會出現發展的新契機。

2、不利因素

（1）我國半導體企業的國際競爭力有待提升

國際領先的半導體企業均經歷了較長時期的發展，積累了豐富的技術及經營經驗。我國半導體企業尚處于快速成長的階段，與國外半導體企業在技術水平等方面仍然存在一定的差距。目前，我國半導體行業中存在部分高端市場仍由國際企業占據主導地位。因此，國內企業未來仍需持續在研發投入大量的資源追趕國際領先水平，不斷提高企業競爭實力，以應對國際半導體企業的激烈競爭。

（2）高端人才儲備相對不足

半導體行業屬于典型的技術密集型行業，對業內人才的知識背景、研發能力及經驗積累均具有較高要求。隨著中國半導體行業的迅速發展，對專業人才的需求不斷擴大，但由于國內半導體行業起步較晚，具有完備知識儲備、具備豐富技術和市場經驗、能勝任相應工作崗位的人才較為稀缺，行業內高端人才需求缺口日益擴大，從而一定程度上抑制了行業內企業的進一步發展。

七、競爭格局

我國半導體行業起步較晚，但在政策支持、市場拉動及資本推動等因素合力下，行業不斷發展，雖然部分核心技術尚未達到世界領先水平，但較以往完全受制于人的局面得到緩解，產業正在逐步走向自主可控。以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導體正憑借著其高擊穿電場、高飽和電子漂移速度、高熱導率、高抗輻射能力等優勢，在新能源汽車、儲能等戰略新興領域的需求迎來井噴式爆發。在中國第三代半導體行業企業中，龍頭企業華潤微、斯達半導、三安光電等，第三代業務產業布局較廣，競爭力強勁。

八、發展趨勢

1、規模經濟化驅使，產線向大尺寸轉移

全球SiC市場6英寸量產線正走向成熟，領先公司已進軍8英寸市場。國內正在開發的項目以6英寸為主。目前雖然國內大部分公司還是以4寸產線為主，但是產業逐步向6英寸擴展，隨著6英寸配套設備技術成熟后，大尺寸國產SiC襯底技術也在逐步提升，產線的規模經濟將會體現，目前國內6英寸的量產時間差距縮小至7年。

2、隨技術進步和規模經濟影響，襯底價格會進一步下探

SiC襯底價格下降是實現商業化的關鍵因素。根據CASA數據預測，SiC襯底和外延隨著產業技術逐步成熟（良率提升）和產能擴張（供給提升），預計襯底價格將保持每年以8%的速度下降。根據Trendforce數據預測，8英寸N型SiC襯底價格降速超過6英寸和4英寸，主要系產業鏈逐步成熟后導致市場競爭提升，產品單價呈現下降趨勢。

3、SiC行業正處于加速成長期，市場規模快速增長

第三代半導體行業加速發展，新能源產業鏈為增長驅動核心競爭力。盡管第三代半導體發現時間很早，但受制于成本和產業鏈不成熟等因素并未實現大規模商業化落地，2019年，以GaN-on-SiC等射頻器件的推廣，對設備開發，襯底和外延技術的推動形成了正向反饋。同時Wolfspeed已完成8英寸SiC襯底片的流片，6英寸產業鏈大規模商業化落地已逐步成型。同時SiC功率器件廣泛用于新能源汽車、光伏、軌道交通等領域，未來市場增速能夠得到保證。同時國內市場也有多家企業布局SiC產業，未來市場競爭格局將持續深化。