本文由博眾投資編輯整理。能源技術(shù)革命向材料領(lǐng)域滲透，第三代半導(dǎo)體助力碳達(dá)峰、碳中和的實(shí)現(xiàn)。加快實(shí)現(xiàn)能源開發(fā)清潔替代和能源消費(fèi)電能替代，逐漸提高清潔能源占電能生產(chǎn)的比重以及電能在能源消費(fèi)中的占比，是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰，碳中和”目標(biāo)的關(guān)鍵。第三代半導(dǎo)體材料憑借其能量損失小、高壓環(huán)境下高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)光伏、風(fēng)電、新能源汽車、工控、消費(fèi)電源等領(lǐng)域的電能高效轉(zhuǎn)換，有望成為綠色能源經(jīng)濟(jì)的支柱。新能源汽車、充電樁等將驅(qū)動(dòng)SiC市場快速增長。為更好地滿足使用者需求，電動(dòng)汽車將持續(xù)向更長的行駛里程、更快的充電速度、更大的電池容量發(fā)展。隨著電動(dòng)汽車市場的擴(kuò)大以及其他系統(tǒng)的更新?lián)Q代，SiC功率半導(dǎo)體將更多地在車載充電器、DC-DC轉(zhuǎn)換器和牽引逆變器等方面應(yīng)用，帶來SiC市場的激增。據(jù)Yole數(shù)據(jù)及預(yù)測，SiC市場規(guī)模為5.4億美元，預(yù)計(jì)將于2025年達(dá)到25.6億美元，CAGR達(dá)到30.3%。其中，在新能源汽車及充電樁領(lǐng)域SiC2019年市場規(guī)模為2.3億美元，預(yù)計(jì)將于2025年達(dá)到17.8億美元，CAGR達(dá)到41.6%。(博眾投資)
博眾投資認(rèn)為第三代半導(dǎo)體主要受三大核心因素驅(qū)動(dòng)：
1)下游應(yīng)用迭起，第三代半導(dǎo)體因物理性能優(yōu)異競爭力極強(qiáng)
2)能源安全需求迫在眉睫，第三代半導(dǎo)體助力“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)
3)后摩爾時(shí)代來臨，第三代半導(dǎo)體為代表的核心材料是芯片性能的提升的基石第三代半導(dǎo)體一般指禁帶寬度大于2.2eV的半導(dǎo)體材料，也稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一代半導(dǎo)體材料以硅為代表;第二代半導(dǎo)體材料砷化鎵也已經(jīng)廣泛應(yīng)用;而以氮化鎵和碳化硅、氧化鋅、氧化鋁、金剛石等寬禁帶為代表的第三代半導(dǎo)體材料，相較前兩代產(chǎn)品性能優(yōu)勢顯著。我們認(rèn)為在下游應(yīng)用+能源安全+后摩爾時(shí)代三者推動(dòng)下，第三代半導(dǎo)體將迎來大發(fā)展。(博眾投資)
碳化硅半導(dǎo)體市場規(guī)模
全球射頻和功率氮化鎵器件快速增長，市場空間廣闊。目前全球氮化鎵器件的主要分類為光電氮化鎵器件、射頻(RF)氮化鎵器件和功率氮化鎵器件。根據(jù)MarketandMarket的數(shù)據(jù)，全球光電氮化鎵器件占比最高，達(dá)到65.22%，其次為射頻器件和功率器件。近年來隨著第三代半導(dǎo)體技術(shù)的逐漸成熟，氮化鎵器件也正向著主流接受在越來越多的射頻器件、功率開關(guān)和轉(zhuǎn)換應(yīng)用。基于GaN的IC可以滿足提高系統(tǒng)性能和效率、節(jié)省空間和在更高溫度下可靠運(yùn)行的需求。根據(jù)Yole預(yù)測，氮化鎵RF器件市場規(guī)模將從2019年的9億美元增長到2024年的24億美元，復(fù)合增速達(dá)到21%，氮化鎵功率器件市場規(guī)模將從2019年的5.3億美金增長到2024年18億美金，復(fù)合增速29%。
氮化鎵市場規(guī)模
碳化硅市場目前主要被海外企業(yè)占據(jù)，國內(nèi)企業(yè)份額較小。碳化硅產(chǎn)業(yè)中襯底是技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)，襯底和外延目前在碳化硅中價(jià)值量占比約60%。根據(jù)YoleDevelopment數(shù)據(jù)，2020年上半年美國Cree公司碳化硅襯底市占率達(dá)到45%，其次為日本的羅姆和美國的II-VI，國內(nèi)龍頭山東天岳、天科合達(dá)合計(jì)市場份額不到10%。國內(nèi)外差距還最體現(xiàn)在尺寸方面，目前全球主流尺寸是6英寸，Cree已經(jīng)研制出8英寸，但國內(nèi)還以4英寸為主，6英寸還僅是小批量供應(yīng)。在碳化硅器件方面，國外MOSFET已實(shí)現(xiàn)大批量出貨，國內(nèi)目前主要產(chǎn)品還是集中在二極管等領(lǐng)域，MOSFET還沒有能夠大規(guī)模出貨。從器件全球市占率看，美國Cree、日本羅姆、三菱、歐洲英飛凌、意法半導(dǎo)體等巨頭占據(jù)主要份額。(博眾投資)
博眾投資發(fā)現(xiàn)，全球氮化鎵市場被國外企業(yè)壟斷，CR3高達(dá)84%。其中，日本住友集團(tuán)為全球第一大氮化鎵廠商，市場占比為40%;來自美國的CREE及Qorvo緊隨其后，分別占比24%和20%。中國企業(yè)在此領(lǐng)域處于起步階段，國產(chǎn)替代空間巨大。國內(nèi)從事氮化鎵單晶生長的企業(yè)，主要有蘇州納維、東莞中鎵、上海鎵特等;從事氮化鎵外延片的國內(nèi)廠商主要有三安光電、賽微電子、海陸重工、晶湛半導(dǎo)體等;從事氮化鎵器件的廠商主要有三安光電、聞泰科技、賽微電子、聚燦光電等。
第三代半導(dǎo)體國內(nèi)外差距相對(duì)縮小，為國產(chǎn)替代提供機(jī)遇。第三代半導(dǎo)體目前處于發(fā)展初期，國內(nèi)企業(yè)和國際巨頭差距相對(duì)較小。中國擁有廣闊的第三代半導(dǎo)體應(yīng)用市場，可以根據(jù)市場研發(fā)產(chǎn)品，改變以往集中于國產(chǎn)化替代的道路。同時(shí)第三代半導(dǎo)體的難點(diǎn)在于工藝，而工藝的開發(fā)具有偶然性，相比邏輯芯片難度降低。由于生產(chǎn)過程對(duì)設(shè)備要求較低，投資額較小，準(zhǔn)入門檻低，對(duì)后來追趕者相對(duì)較為有利。建議關(guān)注全面布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的國內(nèi)化合物半導(dǎo)體龍頭三安光電(600703.SH)，國內(nèi)SiC晶片供應(yīng)商山東天岳、天科合達(dá)，砷化鎵、氮化鎵制造企業(yè)海威華芯，以及積極布局第三代半導(dǎo)體的功率半導(dǎo)體企業(yè)華潤微、斯達(dá)半導(dǎo)、比亞迪半導(dǎo)體、聞泰科技、士蘭微等。
【相關(guān)概念股】
聞泰科技
抓住新能源汽車機(jī)遇，半導(dǎo)體業(yè)務(wù)快速發(fā)展。汽車領(lǐng)域是公司半導(dǎo)體主要收入來源，公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、智能座艙系統(tǒng)等體系。汽油車時(shí)代，全球汽車單車平均應(yīng)用安世芯片達(dá)到300顆以上，電動(dòng)車應(yīng)用安世產(chǎn)品顆粒數(shù)預(yù)計(jì)將呈現(xiàn)數(shù)倍增長，應(yīng)用產(chǎn)值也有望倍數(shù)級(jí)提升。公司半導(dǎo)體業(yè)務(wù)抓住新能源智能汽車持續(xù)放量，以及全球芯片緊缺的機(jī)遇，持續(xù)擴(kuò)充和優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
聞泰科技
士蘭微
公司2021上半年白電IPM模塊銷售達(dá)1800萬顆，持續(xù)引領(lǐng)國產(chǎn)替代;公司IGBT產(chǎn)品不斷拓展汽車和光伏領(lǐng)域客戶，有望實(shí)現(xiàn)高速增長;公司2021上半年MEMS銷售突破1.4億元，同比增加290%以上。公司紅光、紅外等化合物半導(dǎo)體芯片量產(chǎn)并導(dǎo)入大客戶，SiC功率器件中試線已通線。公司多類功率半導(dǎo)體產(chǎn)品、模擬類產(chǎn)品、MEMS產(chǎn)品具備強(qiáng)大競爭力，并持續(xù)推進(jìn)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品開發(fā)。在充沛產(chǎn)能支持下，公司各類產(chǎn)品有望不斷提升市場份額，受益半導(dǎo)體國產(chǎn)替代加速，發(fā)展前景廣闊。(博眾投資)
士蘭微
溫馨提示
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《能源革命帶動(dòng)第三代半導(dǎo)體快速發(fā)展》銀河證券;2021-11-15;
《第三代半導(dǎo)體：新能源汽車變革加速，長景氣供需共振》天風(fēng)證券;2021-12-07;
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