粤开证券--【粤开行业深度】第三代半导体行业上篇：衬底材料迭代，三因素支撑发展【投资策略】

顺势而为

【研究报告内容摘要】
            
                    第三代半导体中的“代”指的是半导体衬底材料的变化，并非指某一代更优。
            
                    从材料分类看，第三代半导体材料主要有四类，包括
            
                    （1）SiC ；
            
                    （2）III 族氮化物（典型代表 GaN）；
            
                    （3）宽禁带氧化物（典型代表 ZnO），用于压力传感器、记忆存储器、柔性电子器件，目前技术和应用不成熟，主要产品有发光二极管、激光、纳米发电机、纳米线晶体管、紫外探测器等；
            
                    （4）金刚石，用于光电子、生物医学、航空航天、核能等领域的大功率红外激光器探测器，技术和应用还在开发中。目前四类材料中以 SiC、GaN 两种材料为主，有三大主要下游应用，分别为光电子器件、电力电子器件，和微波射频器件。
            
                    1、SiC
            
                    （1）性能：SiC 具备耐高压、耐高温、低能量损耗的特点，是全球最先进的第三代半导体材料，是卫星通讯、高压输变电、轨道交通、电动汽车、通讯基站等重要领域的核心材料，被认为是 5G 通信晶片中最理想的衬底。以碳化硅为衬底制成的功率器件相比硅基功率器件具有优越的电气性能，高耐压、大功率特性，使其可用于制造 MOSFET、IGBT、SBD 等器件，用于新能源车、智能电网等行业。
            
                    （2）产业链：SiC 功率器件生产过程主要包括“单晶生产—外延层生产—器件制造”三大步骤，分别对应产业链的“晶圆衬底—外延片—器件和模组”三大环节。SiC器件的主要成本是上游SiC衬底，在 SiC器件价值链中占比为50%。
            
                    （3）下游应用：SiC 的下游应用偏向 1000V 以上的中高电压范围。根据电阻率的差异，SiC 衬底可分为导电型和半绝缘型。在导电型 SiC 衬底上生长SiC 外延层制得 SiC 外延片，主要应用于制造耐高温、耐高压的功率器件，应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域，市场规模较大；在半绝缘型 SiC 衬底上生长 GaN 外延层制得 GaN-on-SiC（碳化硅基氮化镓）外延片，可进一步制成微波射频器件，应用于 5G 通讯、雷达等领域，随着 5G 通讯网络的加速建设，市场需求提升较为明显。
            
                    （4）市场格局：目前 SiC 晶片市场主要由美、欧、日主导，中国企业开始崭露头角。2020上半年全球半导体 SiC 晶片市场中，美国 CREE 出货量占据全球 45%；罗姆子公司 SiCrystal 占据 20%，II-VI 占 13%；中国企业发展较快，天科合达的市占率由 2019年的 3%上升至 2020年的 5.3%，山东天岳占比为 2.6%。
07fe671c-952a-4943-8b92-970635a466b7.pdf