第三代半導體主要是指氮化鎵和碳化硅、氧化鋅、氧化鋁、金剛石等寬禁帶半導體,它們通常都具有高擊穿電場、高熱導率、高遷移率、高飽和電子速度、高電子密度、可承受大功率等特點。

寬禁帶半導體契合了電力電子、光電子和微波射頻等領域的節能需求。在電力電子領域，碳化硅功率器件相比硅器件可降低50%以上的能源損耗，減少75%以上的設備裝置，有效提升能源轉換率。在光電子領域，氮化鎵具有光電轉換效率高、散熱能力好的優勢，適合制造低能耗、大功率的照明器件。在射頻領域，氮化鎵射頻器件具有效率高、功率密度高、帶寬大的優勢，帶來高效、節能、更小體積的設備。

新能源及通訊市場將為第三代半導體創造百億市場規模

和Si、GaAs等第一、二代半導體材料相比，碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)擁有擊穿電壓高、禁帶寬、導熱率高、電子飽和速率高、載流子遷移率高等優點，是制作高頻、高溫、抗輻射器件的優異材料。SBD器件領域，碳化硅基SBD器件相較硅基SBD器件具有耐高壓、高溫不易失控及損耗小等特點;MOSFET器件領域，碳化硅基MOSFET器件相較硅基IGBT器件具有損耗小、導通電阻低及耐高壓等特點。

碳化硅襯底可以制作成半絕緣型襯底及導電型襯底，分別外延碳化硅及氮化鎵制作成功率器件或微波射頻器件。功率電器領域，碳化硅器件可大幅降低能耗及可耐高壓高頻，被廣泛應用在電動汽車/充電樁、光伏新能源、軌道交通及智能電網領域，2025年市場規模將超100億;射頻器件領域，碳化硅的高導熱性能能夠滿足5G通訊對高頻性能和高功率處理能力的要求，2025年市場規模將超100億。

成本端依然是考量第三代半導體大規模應用的關鍵因素

受制于碳化硅長晶速度、加工難度及缺陷密度，碳化硅的成本一直居高不下成為其擴大應用的難題。

根據CASA的調研數據，2020年SiC電力電子器件價格同比進一步下降，但部分器件實際成交價與等同規格的Si器件價差已經縮小至2-2.5倍之間。目前市場上降低成本的主要方式有擴大晶圓尺寸、改進碳化硅長晶工藝及改進切片工藝等，未來其價差有望進一步縮小。

襯底及外延端價值高，國內外差距小，或可實現彎道超車

根據CASAResearch數據，第三代半導體產業鏈中，襯底成本占器件總成本的47%，外延成本占器件總成本的23%，二者合計約70%，為碳化硅器件成型流程最具投資價值的環節。相較之下，12寸硅片的襯底與外延價值總計約占11%，因而碳化硅領域襯底及外延更具投資價值。

競爭格局方面，從海內外公司業務布局、專利布局、盈利能力、技術實力及發展環境等角度來看，國內公司僅起步時間稍微落后，差距極小。考慮到行業整體處于產業化初期，受益于國內5G通訊、新能源等新興產業的技術水平、產業化規模的世界領先地位，國內碳化硅器件巨大的應用市場空間將持續驅動上游半導體行業快速發展，國內碳化硅廠商有望成長為具有國際競爭力的企業。

投資建議

基于國防軍工及新能源行業的高景氣度，考慮到碳中和催動能源轉型降低能耗，我們預計碳化硅行業將迎來快速發展期。建議關注中瓷電子、鳳凰光學、亞光科技、海特高新、賽微電子、天岳先進、斯達半導、露笑科技、揚杰科技、三安光電等。

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