中商情报网讯：据悉，第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长吴玲24日在2020国际第三代半导体论坛上透露，双循环模式推动国产化替代。预计2020年中国SiC（碳化硅）、GaN（氮化镓）电力电子和微波射频产值约为70亿元。其中，SiC、GaN电力电子产业产值2020年将达35.35亿元，比去年的29.03亿元将增长21.77%；GaN微波射频产业产值2020年将达33.75亿元，比去年的26.15亿元将增长29%。

数据来源：中商产业研究院整理

（一）第三代半导体材料——碳化硅SiC

碳化硅衬底作为第三代半导体产业的基础材料，具有较高的应用前景和产业价值，在我国半导体产业发展中具有重要的战略地位。长期以来，碳化硅衬底的核心技术和市场基本被欧美发达国家垄断，并且产品尺寸越大、技术参数水平越高，其技术优势越明显。

第三代半导体材料中，受技术与工艺水平限制，氮化镓材料作为衬底实现规模化应用仍面临挑战，其应用主要是以蓝宝石、硅晶片或碳化硅晶片为衬底，通过外延生长氮化镓以制造氮化镓器件。相比而言，近年来碳化硅晶片作为衬底材料的应用逐步成熟并进入产业化阶段，以碳化硅晶片为衬底的下游产业链图示如下：

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碳化硅晶片制造工艺难度大，研发时间长，存在较高的技术门槛和人才门槛。自1955年菲力浦实验室的Lely首次在实验室成功制备碳化硅单晶以来，在随后的60余年中，美国、欧洲、日本等发达国家与地区的科研院所与企业不断创新和改良碳化硅单晶的制备技术与设备，在碳化硅单晶晶体及晶片技术与产业化领域形成了较大优势。目前，碳化硅晶片产业格局呈现美国全球独大的特点。

以导电型产品为例，2018年美国占有全球碳化硅晶片产量的70%以上，仅CREE公司就占据一半以上市场份额，剩余份额大部分被日本和欧洲的其他碳化硅企业占据。其中，天科合达以1.7%的市场占有率排名全球第六、国内第一，随着技术水平的不断提高及产能的释放，天科合达的市场占有率预计将进一步提升。

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我国的碳化硅晶体研究从20世纪90年代末才起步，并在发展初期受到技术瓶颈和产能规模限制而未能实现产业化，与国际先进水平相比存在较大差距。进入21世纪以来，在国家产业政策的支持和引导下，我国碳化硅晶片产业发展大幅提速。先后涌现出发行人、山东天岳等具有自主知识产权的碳化硅晶片优秀制造企业。国内企业以技术驱动发展，深耕碳化硅晶片与晶体制造，逐步掌握了2英寸至6英寸碳化硅晶体和晶片的制造技术，打破了国内碳化硅晶片制造的技术空白并逐渐缩小与发达国家的技术差距。

未来伴随我国新能源汽车、5G通讯、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等行业的快速发展，我国碳化硅材料产业规模和产业技术将得到进一步提升。

（二）第三代半导体材料——氮化镓GaN

在第三代半导体材料产业链制造以及应用环节上，SiC可以制造高耐压、大功率电力电子器件如MOSFET、IGBT、SBD等，用于智能电网、新能源汽车等行业。与硅元器件相比，GaN具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高的电子迁移率的特点，是超高频器件的极佳选择，适用于5G通信、微波射频等领域的应用。

具体来看，氮化镓产业链与碳化硅产业链环节无较大差别，同样分为衬底、外延片和器件环节。尽管碳化硅被更多地作为衬底材料，但国内仍有从事氮化镓单晶生长的企业，主要有苏州纳维、东莞中镓、上海镓特和芯元基等；从事氮化镓外延片的国内厂商主要有三安光电、赛微电子、海陆重工、晶湛半导体、江苏能华、英诺赛科等；从事氮化镓器件的厂商主要有三安光电、闻泰科技、赛微电子、聚灿光电、乾照光电等。

资料来源：中商产业研究院整理

氮化镓作为第三代半导体材料，有更高的禁带宽度，是迄今理论上电光、光电转换效率最高的材料体系，下游应用包括微波射频器件(通信基站等)，电力电子器件(电源等)，光电器件(LED照明等)。不过，第三代半导体材料中，受技术与工艺水平限制，氮化镓材料作为衬底实现规模化应用仍面临挑战，其应用主要是以蓝宝石、硅晶片或碳化硅晶片为衬底，通过外延生长氮化镓以制造氮化镓器件。

根据该期刊论文援引Yole的预测，2020年末，GaN射频器件市场规模将达到7.5亿美元，年均复合增长率20%。目前氮化镓器件已应用于5G通信基站射频收发单元、消费类电子快速充电器、电动汽车充电机OBC等领域。

资料来源：国泰君安

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更多资料请参考中商产业研究院发布的《中国第三代半导体材料产业市场前景及投资机会研究报告》，同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业情报、产业研究报告、产业规划、园区规划、十四五规划、产业招商引资等服务。