第三代半导体：新能源汽车+AIOT+5G 碳中和引领发展热潮
valuechenj
2021-11-03 01:12:18
1.核心因素驱动：下游应用迭起+绿色能源需求+后摩尔时代驱动第三代半
导体大发展
1)下游应用迭起，第三代半导体因物理性能优异竞争力极强
新能源汽车等下游应用需求高起带动第三代半导体在大功率电力电子器件
领域起量。快充装置、输变电系统、轨道交通、电动汽车和充电桩等都需要
大功率、高效率的电力电子器件，基于 SiC、GaN 的电子电力器件因其物理
性能优异在相关市场备受青睐。AIoT 时代，智慧化产品渗透率将迅速提
升，智能家居照明的商机空间广阔。GaN 在蓝光等短波长光电器件方面优
势明显。5G 时代驱动 GaN 射频器件快速发展。GaN 器件工作效率和输出
功率优异，成为 5G 时代功率放大器主要技术。
2) 绿色能源需求迫在眉睫，第三代半导体助力 “碳达峰 、碳中和 ”目标
实现
第三代半导体有望成为绿色经济的中流砥柱，助力光伏、风电，直流特高
压输电，新能源汽车、消费电源等领域电能高效转换，推动能源绿色低碳发
展。举例来看，若全球采用硅芯片器件的数据中心都升级为 GaN 功率芯片
器件，将减少 30-40%的能源浪费，相当于节省了 100 兆瓦时太阳能和减少
1.25 亿吨二氧化碳排放量。
3）后摩尔时代来临，新材料新架构的创新支撑各类新应用蓬勃发展，其中
第三代半导体为代表的核心材料是芯片性能的提升的基石
材料工艺是芯片研发的主旋律。SiC、GaN 拥有高的击穿电场强度、高工作
温度、低器件导通电阻、高电子密度等优势，在后摩尔时代极具潜力。
2. 供需测算：产业链各环节产能增长，但供给仍然不足
我国产线陆续开通，第三代半导体领域 6 英寸 8 英寸尺寸晶圆渐成主流。
截至 2020 年底，国内约有 8 条 SiC 制造产线，10 条正在建设。7 条 GaN
on-Si 产线，4 条正在建设。供给端：我国 2020 年 SiC 导电型衬底产能（折
合 6 英寸）约 18 万片，外延 22 万片，Si 基 GaN 外延约 28 万片。需求
端：测算 2025 年我国仅新能源汽车板块就需 75 万片等效 SiC 6 寸晶圆, 仅
快充部分就需要 67 万片 GaN 相关晶圆，现有产能与需求差距较大，如不在
2025 年前加速扩产，供给会持续紧缺。
3. 成本测算：与传统产品价差持续缩小，综合成本优势大于传统硅基
SiC、GaN 器件与传统 Si 基产品价差持续缩小。1) 上游衬底产能持续释
放，供货能力提升，材料端衬底价格下降，器件制造成本降低; 2) 量产技术
趋于稳定，良品率提升，叠加产能持续扩张，拉动市场价格下降; 3) 产线规
格由 4 英寸转向 6 英寸, 成本大幅下降。未来 SiC、GaN 综合成本优势显
著，可通过大幅提高器件能效+减小器件体积使其综合成本优势大于传统硅
基材料，看好第三代半导体随着价格降低迎来大发展。
投资建议：看好下游应用迭起+绿色能源需求+后摩尔时代驱动下第三代半
导体大发展，推荐前瞻布局+高质量研发第三代半导体的优质龙头企业，推
荐三安光电/闻泰科技/立昂微；关注斯达半导/华润微/士兰微/纳微半导体/
华虹半导体/新洁能/扬杰科技/赛微电子/捷捷微电/华微电子/时代电气/天岳
先进/凤凰光学/宏微科技
风险提示：产业政策变化、国际贸易争端加剧、下游行业发展不及预期
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