2023年中国第三代半导体行业发展研究报告.docx

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1、一、行业概况1、定义以碳化硅Q、氮化钱(GaN)、氧化锌亿nO)、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)和氮化线(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、更高的导热率，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C)、氮化铝(A1N)、氮化钱(GaN)、金刚石、氧化锌亿n),其中，碳化硅(SiC)和氮化钱(GaN)并称为第三代半导体材料的“双雄”，是

2、第三代半导体材料的典型代表。碳化硅(SiC)氧化忏ZnO：，奥料来源：前瞻产北研究院前瞻经济学人APP2、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;中游包括第三代半导体设计、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：中游下游上游比代1J体第代I：H小H*第三代看体奥料来源：前瞻产北研究院前瞻经济学人APP第三代半导体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

3、、维微科技、科恒晶体、线铝光电等等;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、土兰微、斯达半导、扬杰科技、泰科天润等。电力电子光电子天科合达苏共悌维东莞中每上海豚特露笑科技科恒晶体镣铝光电山东天岳东尼电子楚江新材天通股份海天天成苏州能讯、四川益丰电子、中科院苏犷恸米所聚能晶源.斌焉电科技昭R高熊y1能华微电子I华功半导体、能华微电子、英诺塞科东莞天成I芯台电子三安集成I华天科技西电I顶诺威电子海威华芯片华功半导体方正微电子长电科技屣科技华灿光电、

4、三安光电I木林森律豪润达华为中兴中战动中国电信中国联通华为中兴中“动中国电信中国联通前瞻经济学人APP奥料来源：前瞻产北研究院二、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计划首次将第三代半导体产业列为国家战略发展产业。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英寸氮化钱(GaN)、碎化钱(G

5、aAS)外延芯片产线并投入量产。在2023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。2023年9月，第三代半导体写入“十四五”规划，行业被推向风口。图表5：中国第三代半导体行业发展历程2016年第三代半导体户比元年；国务院国家歙产11发展领导小组将其列为重点发展方向2017年工信部国家发改委公布的信息卢北发展指南将第三代半导体材料列为积体电路产业发展重点写2018年深圳市政府大力变持的第代半导体研究院正式启动，北京第三代半导体材料创新2019年国家级战陪长江三角洲区域一体化发展规划纲要明确要求长江三角洲区域加快培育布局第代半导体产Ik2023年第三代半导体产业写入“十四五规

6、划前瞻经济学人APP资料来源：前瞻产业研究院三、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。2023年以来，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。2023年我国第三代半导体产业电力电子和射频电子两个领域实现总产值达127亿元，较2023年增长20.4%o图表6：2017-2023年中国第三代半导体材料市场规模（单位：亿元）米料来源：CASA前瞻产业研究院前瞻经济学人APP其中SiC、GaN电力电子产值规模达58亿元，同比增长29.6%oGaN微波

7、射频产值达到69亿元，同比增长13.5%,较前两年稍有放缓。2、产能大幅增长但仍供应不足根据CASA数据显示截至2023年底，我国SiC导电型衬底折算4英寸产能约40万片/年，SiOon-SiC外延片折算6英寸产能约为22万片/年，SiC-OnSiC器件/模块（病英寸兼容）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。图表&2023年中国第三代半导体产物计（单位：万片件，%）应用方向产业环节2019年产能（万片/年）2023年产能（万片/年）同比（%）ISiC导电型衬底（折合4英寸）1640150%SiC

8、电力电子SiC-On-SiC外延（折合6英寸）202210%Sic-OnSiC期件/模块（折合6英寸）162663%GaN-On-SI外延（折合6英寸）202840%GaN电力电子GC）N-On-S1器件/模块（折合6英寸）192216%SiC半绝壕衬底（折合4英寸）101880%GaN微波射频G。N-On-Si外延（折合4英寸）1020100%GaNpn-Si器件/模块（折合4英寸）816100%奥料来源：CASA前瞻产业研究院前瞻经济学人APP2023年，第三代半导体产能建设项目如火如荼开展，据CASA不完全统计，2023年大陆地区SiC衬底环节新增投产项目7项，披露新增投产年产能超过57

9、万片。三安半导体、国宏中能、同光科技、中科钢研、合肥露笑科技等企业相继宣布进入投产阶段。此外，微芯长江、南砂晶圆、泽华电子三家宣布SiC项目工程封顶。领域专利说明SiC三安半导体6月，湖南三安半导体产业园一期项目6英寸SiC晶圆投产，全部达产后月产能可达3万片。国宏中能6月，SiC衬底片项目投产，全部达产后预计年产11万片。微芯长江8月，主体工程封顶。同光科技9月，4-6寸SiC单晶衬底项目投产，全部达产后年产能10万片。南砂晶圆9月，南砂晶圆总部基地项目封顶。中科钢研12月，中科钢研S1e产业园项目年底投产。天科合达（北京）11月，SiC衬底产业化基地一期项目完成封顶，预计2023年年初实现

10、投产；二期项目已提上日程。合肥露笑11月，SiC衬底一期项目进入正式投产阶段，另外，公司宣称2023年上半年开始陆续送样国内下游客户.泽华电子12月，SiC封装项目厂房封顶。GaN英诺赛科（苏州）6月，8英寸硅基GaN芯片量产。2023年底产能达6000片/月.全部达产后将实现年产能78万片。晶湛半导体11月，8英寸GaN项目开建，年产GQN外延片24万片。其中,6英寸和8英寸GaN外延片年产能均为12万片，用于制造微波功率器件和电力电子功率器件e中博芯10月，6英寸Si基GaN外延和UV-1ED芯片项目投产。资料来源：CASA前瞻产业研究院前瞻经济学人APP但随着新能源汽车、5G、PD快充等

11、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以来进口。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超70亿元2017-2023年，中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长。2023年我国SiC、GaN电力电子器件应用市场规模达到71.1亿元，同比增长51.9%,第三代半导体在电力电子领域渗透率超过23%,较2023年提高了0.7个百分点。目前，GaN电力电子器件主要应用在快充领域。SiC电力电子器件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领域的渗透快于整车市场，占比达57%;P

12、D快充占9%;PV光伏占了7%o2023年，我国GaN微波射频器件市场规模约为73.3亿元，同比增长11%。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。80全国各地5G基站建设在近几年达到高峰，2023年无线基础设施是我国GaN微波射频器件的主要应用领域，占比约50%,其次为国防军事应用，市场占比约为43%。图表13：2023年中国GaN射频器件下游应用分布（单位：%）资料来源：CASA前瞻产比研究院前瞻经济学人APP四、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

13、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。图表14：2023年中国第三代半导体产业链生产企业分布热力地图奥料来源：企查痛前瞻产北研究院前瞻经济学人APP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。图表15：中国第三代半导体产业链代表性企业区域分布图Sit；修为海思、中兴威电Mi：方正IK电子.蠡本期体M木0“HA：科馆a体、fgj*.山东天、

14、国宏中餐外区IHKSW*KfHtRtt外Bh体，StiffH.KR*H.Ktf*.华功邛19体金计I办州讯.MRff州浦米所.kttit.84*+HWK*M1i.1%MttMf1iOAHttM：Xitttn.名元*计：c.Mft:上海I*芯WJt:SXM&.夫JiJR份、东尼电子外Bh天天成Mfi：三安黛戌前腑经济学人APP资料来源：前腑产业研究院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。企业名称布局情况三安光电截至2023年底公司累计向湖南三安半导体有限责任公司碳化硅半导体产业化项目投入40.70亿元，该项目主要从事碳化硅、畦星氮化镶等第三代化合物半导体的研发及产业化,包括长晶一衬底制作一外延生长一芯片制备一封装产业链,总占地面枳约1（X）O窗，总建筑面积超50万平米，投资总额160亿元（含土他使用权和流动资金），项目达产后，配套产能约36万片/年的生产能力。中电科55所1）建立了4、6英寸SiC外延技术，供货能力大于1万片/年.2）6英寸S1C功率SS件生产线，实现了600V1700V全系