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好贴重温：第三代半导体降耗对碳中和的意义

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2021-05-27 09:59:03

第三代半导体是以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为主的宽禁带半导体材料，主要应用于功率半导体（即IGBT），具有抗高温、高功率、高压、高频以及高辐射等特性，相比硅基半导体可以降低50%以上的能量损失，同时使装备体积减小75%以上；主要应用于光伏、风电、新能源汽车、充电桩、工控、轨道交通、通讯基站、消费电子等领域。
一.受益于清洁能源及新能源车领域的需求高速增长

1.在光伏、风电领域，第三代半导体主要应用于逆变器。以光伏逆变器为例，采用SiC MOSFET或SiC MOSFET与SiC SBD结合的功率模块的光伏逆变器，峰值能源效率可从96%提升至99%，能量损耗降低50%以上，设备循环寿命提升50倍。随着光伏逆变器成本的优化，未来SiC MOSFET将成为主流，预计光伏逆变器中SiC功率器件占比将由2020年的10%提升至2025年的50%。

2.在新能源汽车领域，SiC器件主要可以应用于功率控制单元、逆变器、车载充电器等方面。SiC功率器件轻量化、高效率、耐高温的特性有助于有效降低新能源汽车系统成本。2018年特斯拉Model 3采用了意法半导体生产的SiC逆变器，是第一家在主逆变器中集成全SiC功率模块的车企。比亚迪汉EV也搭载了自主研发制造的高性能SiC MOSFET控制模块。

3.在刚刚结束的全国两会上，《政府工作报告》指出，再次将“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”提上日程，要求制定2030年前碳排放达峰行动方案，加快发展非化石能源，大力提升风电、光伏发电规模。此外，大力发展新能源汽车也是减少石化能源消耗的必要举措。光伏、风电、新能源汽车、充电桩等行业在碳中和政策的推动下，有望加速成长，并将进一步带动以第三代半导体为基材的功率器件的需求。根据产业调研，我国第三代半导体功率器件市场规模在2019年为86亿元，预计2022年将增长至608亿元，三年CAGR高达92%。

二.受益于“十四五”规划重点推进第三代半导体发展

1.本次两会期间，全国政协委员王文银提出，第三代半导体是国家2030规划和“十四五”国家研发计划确定的重要发展方向，是我国半导体产业弯道超车的机会，要重点扶持、协同攻关第三代半导体产业，可以在国内重点扶植3-5家世界级龙头企业，加大整个产业链条的合作力度。

2.3月11日，十三届全国人大四次会议闭幕，大会了批准“十四五”规划和2035年远景目标纲要。“十四五”规划指出，要加强科技前沿领域攻关，在集成电路领域，要重点推进碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。

3.3月4日，上海临港新片区发布集成电路产业专项规划（2021-2025），提出推进6英寸、8英寸GaAs、GaN和SiC工艺线建设，面向5G、新能源汽车等应用场景，加快化合物半导体产品验证应用。3月10日，山东省政府介绍了“十四五”时期的重点任务，提出聚焦核心电子元器件、第三代半导体等基础领域，合理部署大规模集成电路制造能力，打造产业集群高地。

三.第三代半导体重点公司介绍

1.三安光电600703，公司于2014年5月成立三安集成，布局化合物半导体，建设了GaAs和GaN外延片生产线，以及适用于通信市场的GaAs、GaN半导体芯片生产线等。2017年12月，三安光电成立泉州三安半导体以扩大化合物半导体业务，并投资333亿元用于建设2个LED外延片项目和5个化合物半导体项目。2020年，公司在长沙合作投资SiC项目，涵盖长晶—衬底制作—外延生长—芯片制备—封装产业链，投资总额160亿元。

2.华灿光电300323，主要产品为LED外延片和芯片，其蓝绿光外延材料为GaN基材料。2018年，华灿光电Mini LED显示芯片已实现稳定批量出货。2020年12月，华灿光电非公开发行股份募集资金15亿元，其中12亿元拟用于Mini/Micro LED研发与制造项目，其中3亿元拟用于GaN基电力电子器件的研发与制造项目。

3.聚灿光电300708主要产品为GaN基高亮度LED外延片和芯片，2019年与宿迁经济开发区签署投资协议，拟投资35亿元扩产Mini/Micro LED项目，生产用于Mini/Micro LED的GaN芯片。

4.露笑科技002617，掌握了制造SiC长晶炉的核心技术，预计投资100亿元用于第三代半导体的研发及产业化项目，包括SiC晶体生长、衬底制作、外延生长等。
小结：国家高度重视“碳中和”落地，将推动光伏、风电、新能源汽车、充电桩等行业加速发展，有望间接带动第三代半导体需求增长；“十四五”规划、地方政府也为第三代半导体发展提供了直接的政策支持。我国第三代半导体市场规模有望从2019年的86亿元增长至2022年的608亿元，三年CAGR高达92%，相关厂商业绩有望迎来高增长。
四、相关标的

三安光电600703、华灿光电300323、聚灿光电300708、露笑科技002617、乾照光电300102、华润微688396、富满电子300671、台基股份300046、士兰微600460、杨杰科技300373、捷捷微电300623、海特高新002023、华微电子600360、天富能源600509、北方华创002371、闻泰科技600745、新洁能605111、斯达半导603290，等。（来自韭菜公社jiucaigongshe.com）

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