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》。

电力电子元件（Power Electronic Device）学名电力电子器件，又称为功率半导体器件，是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。节能大功率电力电子设备制造业在国外产生于20 世纪80年代，在国内产生于20世纪 90 年代末期，是一个潜力巨大的新兴行业。电力电子设备制造业是 20 世纪 50 年代随着半导体技术的应用而发展起来 的，其中的节能大功率电力电子设备制造业，是随着半导体功率元器件如晶闸管、 整流管等研制成功及应用而发展出来的一个子行业，20 世纪 80 年代末，随着半 导体功率元器件的高压化、大容量化的发展而进入快速发展期。

【2021-2027全球与中国电力电子元件市场现状及未来发展趋势】

第1章：报告统计范围、产品细分及主要的下游市场，行业背景、发展历史、现状及趋势等）；

第2章：全球总体规模（产能、产量、销量、需求量、销售收入等数据，2016-2027年）；

第3章：全球范围内电力电子元件主要厂商竞争分析，主要包括电力电子元件产能、产量、销量、收入、市场份额、价格、产地及行业集中度分析；

第4章：全球电力电子元件主要地区分析，包括销量、销售收入等；

第5章：全球电力电子元件主要厂商基本情况介绍，包括公司简介、电力电子元件产品型号、销量、收入、价格及最新动态等；

第6章：全球不同产品类型电力电子元件销量、收入、价格及份额等；

第7章：全球不同应用电力电子元件销量、收入、价格及份额等；

第8章：产业链、上下游分析、销售渠道分析等；

第9章：中国市场电力电子元件产地及消费地区分布；

第10章：行业动态、增长驱动因素、发展机遇、有利因素、不利及阻碍因素、行业政策等；

第11章：报告结论。

2020年的最后一天，比亚迪宣布，比亚迪半导体股份有限公司。以下简称比亚迪半导体正式上市。同日，中车还公告称，其间接控股子公司中车电气已向上海证券交易所提交IPO申请并在科技创新板上市，并获受理。先是明星半导体和新捷能的IPO，现在又是分拆上市，这意味着电力半导体的春天来了，对此，有业内分析人士解读，IGBT已经进入爆发式增长期。我们来看看比亚迪半导体和中车电气的主营业务。

比亚迪汽车半导体材料关键业务流程遮盖功率半导体、智能控制系统IC、传感器技术及光学半导体材料的产品研发、生产制造及市场销售，有着包括ic设计、晶圆制造、封装测试和中下游运用以内的一体化运营产业链。历经十余年的产品研发累积和于新能源车行业的产业化运用，比亚迪汽车半导体材料已变成中国自主可控的车规级IGBT领导干部生产商。株洲中车电气设备公布，企业关键从业城市轨道武器装备商品的产品研发、设计方案、生产制造、市场销售并出示相关服务，并积极主动合理布局轨道交通之外业务流程。

其中，在IGBT器件领域，公司建成了6英寸双极器件、8英寸IGBT、6英寸碳化硅产业基地，拥有芯片、模块、元器件、应用等全套自主技术，开发了1700v-6500v系列高压大电流密度IGBT产品，已广泛应用于轨道交通和电网领域。不难看出，比亚迪半导体和中车主营业务的关键词都是IGBT。IGBT是绝缘栅双极晶体管的缩写。IGBT模块作为工业控制与自动化领域的核心器件，广泛应用于汽车节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家电、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域。

IGBT的未来是什么？根据法国第三方机构yole的预测，2022年全球IGBT市场规模将超过50亿美元，增长主要来自IGBT功率模块。电动汽车/混合动力汽车中IGBT的总收入将占整个IGBT市场的40%左右。在我国，相关数据显示，到2024年，我国IGBT产业产量将达到7820万台，需求将达到1.96亿台，需求仍将远远超过产量，产能严重不足。

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