敬请参阅末页重要声明及评级说明 证券研究报告 千亿级黄金赛道，中国“芯”蓄势待发 ——第三代半导体行业报告（一）：行业解析 半导体材料 行业研究/深度报告 行业评级：增 持 报告日期： 202 2-05-23 行业指数与沪深300走势比较 分析师：胡杨 执业证书号： S0010521090001 邮箱：huy@hazq.com 主要观点：  发展背景：第三代半导体衬底材料改变引领半导体新时代 硅衬底占据主要市场，第三代半导体有望掀起底层材料端革命。第三代半导体材料为氮化镓GaN、碳化硅SiC、氧化锌ZnO、金刚石C等，其中氮化镓GaN、碳化硅SiC为主要代表。在禁带宽度、介电常数、导热率及最高工作温度等方面氮化镓GaN、碳化硅SiC性能更为出色，在5G通信、新能源汽车、光伏等领域头部企业逐步使用第三代半导体。虽然硅（Si）是目前技术最成熟、使用范围最广、市场占比最大的衬底材料，但近年来硅材料的潜力已经开发殆尽，在高压、高频、高温领域以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体衬底材料市场有望迎来快速发展机遇，待成本下降有望实现全面替代。  发展前景：千亿市场，第三代半导体渗透率逐年提升 我国第三代半导体整体产值超7100亿元，2023年第三代半导体材料渗透率有望接近5%。从整体产值规模来看，根据CASA数据，我国第三代半导体整体产值超过7100亿。其中，半导体照明整体产值预计7013亿元，受新冠疫情影响较2019年下降7.1%；SiC、GaN电力电子产值规模达44.7亿元，同比增长54%；GaN微波射频产值达到60.8亿元，同比增长80.3%。从渗透率角度来看，根据Yole数据显示，Si仍是半导体材料主流，占比95%。第三代半导体渗透率逐年上升，SiC渗透率在2023年有望达到3.75%，GaN渗透率在2023年达到1.0%，第三代半导体渗透率总计4.75%。  重点公司布局：SiC、GaN基本均已实现全覆盖，大部分企业处于研发阶段 衬底→外延→器件→设备各领域全布局，中国第三代半导体将迎来历史性发展机遇。SiC领域：目前，国内布局SiC的上市公司从产业链角度可以分为5类：1）专注衬底材料，如天岳先进和天科合达（中止IPO）；2）器件端IDM布局，如华润微、斯达半导、闻泰科技等；3）从材料到器件一体化布局，如三安光电；4）芯片设计厂商，如新洁能；5）其他：露笑科技布局设备+材料，中微公司布局外延设备。GaN领域：包括GaN衬底制造商苏州纳维、东莞中镓；外延制造商晶湛半导体、江苏能华；设计企业安谱隆、海思半导体；制造企业三安集成、海威华芯等。此外，新进入厂商不只有传统功率半导体厂商，更多的 是做射频器件出身或者有军工背景的企业进入GaN领域，如主营军工电子的亚光科技，主营TR组件及射频模组的国博电子。  投资建议 SiC和GaN产业链会有一些优质的 新公司进入，但原来的传统功率器 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 2 / 22 证券研究报告 件、射频器件、LED芯片公司也都会是三代半导体产业链的重要玩家，并充分受益于这一波十年以上的产业趋势。 SiC产业链建议关注： 1）国内 IGBT 龙头顺势切入 SIC 领域，关注斯达半导、时代电气和未上市的比亚迪半导体； 2）传统功率器件往SiC器件升级切入，包括闻泰科技，华润微、捷捷微电、扬杰科技、新洁能；以及较纯正SiC器件厂商泰科天润等； 3）布局Si C设备和材料的露笑科技，第三代半导体 SIC/GaN 全布局的三安光电； 4）SiC衬底领域的天岳先进。 GaN产业链建议关注： 1）传统功率器件往 GaN 器件升级切入，包括闻泰科技，士兰微、新洁能， 芯导科技； 2）军工电子和射频领域具备技术积累和客户储备的公司，如亚光科技、海特高新，还有拟上市的的国博电子。 3）布局 SIC 设备和材料的露笑科技，第三代半导SiC/GaN全布局的三安光电。  风险提示 第三代半导体材料降本不及预期，研发进度不及预期，下游需求不及预期。 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 3 / 22 证券研究报告 正文目录 1、什么是第三代半导体技术？ .............................................................................................................................................. 5 1.1 三代半导体衬底材料改变引领半导体新时代 ................................................................................................................... 5 1.2 主流制备工艺：SIC采用物理气相传输法，GAN采用氢化物气相外延法 ...................................................................... 8 1.2.1 SiC制备工艺：PVT优势显著，系商业化首选 ......................................................................................................... 8 1.2.2 GaN制备工艺：HVPE工艺简单，系生产主流方式 ................................................................................................... 9 2、第三代半导体发展前景如何？ ........................................................................................................................................ 10 2.1 市场端：整体产值超7100亿元，2023年渗透率接近5% ............................................................................................. 10 2.2 性能端：高压、高频领域或将实现对硅基的全面替代 ................................................................................................. 12 2.3 政策及科研端：政策持续加码第三代半导体，科技创新如火如荼 .............................................................................. 14 3、第三代半导体主要玩家梳理 ............................................................................................................................................ 18 3.1 产业链企业梳理：国内SIC、GAN产业链布局逐步完善，全产业链基本均实现覆盖 ................................................. 18 3.2上市公司梳理：SIC相关公司104家，GAN相关公司43家 ........................................................................................... 19 4、投资建议 .......................................................................................................................................................................... 20 风险提示： ............................................................................................................................................................................ 21 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 4 / 22 证券研究报告 图表目录 图表 1 半导体材料是半导体产业链上游中的重要组成部分 .................................................. 5 图表 2 三代代表性半导体材料介绍 ...................................................................... 6 图表 3 三代代表性半导体物理性能对比 .................................................................. 7 图表 4 半导体材料是半导体产业链上游中的重要组成部分 .................................................. 8 图表 5 化合物半导体电力电子器件与SI器件的优势对比逻辑框图 ............................................ 8 图表6 SIC三种制备方法优缺点对比 ..................................................................... 9 图表 8 HVPE法原理示意图 ............................................................................. 10 图表 9 氮化镓制备方法对比 ............................................................ 错误!未定义书签。 图表 10 2017-2023年全球主要半导体材料渗透率及预测 ................................................... 11 图表 11 第三代半导体应用领域 ........................................................................ 11 图表12 不同功率器件对应工作环境 .................................................................... 12 图表 13 不同频率、功率条件下器件选择以及与下游应用的对应关系 ........................................ 13 图表 14 SIC主要应用于