本文由博众投资编辑整理。能源技术革命向材料领域渗透，第三代半导体助力碳达峰、碳中和的实现。加快实现能源开发清洁替代和能源消费电能替代，逐渐提高清洁能源占电能生产的比重以及电能在能源消费中的占比，是实现“碳达峰，碳中和”目标的关键。第三代半导体材料凭借其能量损失小、高压环境下高可靠性的优点，可以实现光伏、风电、新能源汽车、工控、消费电源等领域的电能高效转换，有望成为绿色能源经济的支柱。新能源汽车、充电桩等将驱动SiC市场快速增长。为更好地满足使用者需求，电动汽车将持续向更长的行驶里程、更快的充电速度、更大的电池容量发展。随着电动汽车市场的扩大以及其他系统的更新换代，SiC功率半导体将更多地在车载充电器、DC-DC转换器和牵引逆变器等方面应用，带来SiC市场的激增。据Yole数据及预测，SiC市场规模为5.4亿美元，预计将于2025年达到25.6亿美元，CAGR达到30.3%。其中，在新能源汽车及充电桩领域SiC2019年市场规模为2.3亿美元，预计将于2025年达到17.8亿美元，CAGR达到41.6%。(博众投资)
博众投资认为第三代半导体主要受三大核心因素驱动：
1)下游应用迭起，第三代半导体因物理性能优异竞争力极强
2)能源安全需求迫在眉睫，第三代半导体助力“碳达峰、碳中和”目标的实现
3)后摩尔时代来临，第三代半导体为代表的核心材料是芯片性能的提升的基石第三代半导体一般指禁带宽度大于2.2eV的半导体材料，也称为宽禁带半导体材料。半导体产业发展至今经历了三个阶段，第一代半导体材料以硅为代表;第二代半导体材料砷化镓也已经广泛应用;而以氮化镓和碳化硅、氧化锌、氧化铝、金刚石等宽禁带为代表的第三代半导体材料，相较前两代产品性能优势显著。我们认为在下游应用+能源安全+后摩尔时代三者推动下，第三代半导体将迎来大发展。(博众投资)
碳化硅半导体市场规模
全球射频和功率氮化镓器件快速增长，市场空间广阔。目前全球氮化镓器件的主要分类为光电氮化镓器件、射频(RF)氮化镓器件和功率氮化镓器件。根据MarketandMarket的数据，全球光电氮化镓器件占比最高，达到65.22%，其次为射频器件和功率器件。近年来随着第三代半导体技术的逐渐成熟，氮化镓器件也正向着主流接受在越来越多的射频器件、功率开关和转换应用。基于GaN的IC可以满足提高系统性能和效率、节省空间和在更高温度下可靠运行的需求。根据Yole预测，氮化镓RF器件市场规模将从2019年的9亿美元增长到2024年的24亿美元，复合增速达到21%，氮化镓功率器件市场规模将从2019年的5.3亿美金增长到2024年18亿美金，复合增速29%。
氮化镓市场规模
碳化硅市场目前主要被海外企业占据，国内企业份额较小。碳化硅产业中衬底是技术壁垒最高的环节，衬底和外延目前在碳化硅中价值量占比约60%。根据YoleDevelopment数据，2020年上半年美国Cree公司碳化硅衬底市占率达到45%，其次为日本的罗姆和美国的II-VI，国内龙头山东天岳、天科合达合计市场份额不到10%。国内外差距还最体现在尺寸方面，目前全球主流尺寸是6英寸，Cree已经研制出8英寸，但国内还以4英寸为主，6英寸还仅是小批量供应。在碳化硅器件方面，国外MOSFET已实现大批量出货，国内目前主要产品还是集中在二极管等领域，MOSFET还没有能够大规模出货。从器件全球市占率看，美国Cree、日本罗姆、三菱、欧洲英飞凌、意法半导体等巨头占据主要份额。(博众投资)
博众投资发现，全球氮化镓市场被国外企业垄断，CR3高达84%。其中，日本住友集团为全球第一大氮化镓厂商，市场占比为40%;来自美国的CREE及Qorvo紧随其后，分别占比24%和20%。中国企业在此领域处于起步阶段，国产替代空间巨大。国内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、聚灿光电等。
第三代半导体国内外差距相对缩小，为国产替代提供机遇。第三代半导体目前处于发展初期，国内企业和国际巨头差距相对较小。中国拥有广阔的第三代半导体应用市场，可以根据市场研发产品，改变以往集中于国产化替代的道路。同时第三代半导体的难点在于工艺，而工艺的开发具有偶然性，相比逻辑芯片难度降低。由于生产过程对设备要求较低，投资额较小，准入门槛低，对后来追赶者相对较为有利。建议关注全面布局第三代半导体产业链的国内化合物半导体龙头三安光电(600703.SH)，国内SiC晶片供应商山东天岳、天科合达，砷化镓、氮化镓制造企业海威华芯，以及积极布局第三代半导体的功率半导体企业华润微、斯达半导、比亚迪半导体、闻泰科技、士兰微等。
【相关概念股】
闻泰科技
抓住新能源汽车机遇，半导体业务快速发展。汽车领域是公司半导体主要收入来源，公司产品广泛应用在驱动系统、电源系统、电控系统、智能座舱系统等体系。汽油车时代，全球汽车单车平均应用安世芯片达到300颗以上，电动车应用安世产品颗粒数预计将呈现数倍增长，应用产值也有望倍数级提升。公司半导体业务抓住新能源智能汽车持续放量，以及全球芯片紧缺的机遇，持续扩充和优化产品结构。
闻泰科技
士兰微
公司2021上半年白电IPM模块销售达1800万颗，持续引领国产替代;公司IGBT产品不断拓展汽车和光伏领域客户，有望实现高速增长;公司2021上半年MEMS销售突破1.4亿元，同比增加290%以上。公司红光、红外等化合物半导体芯片量产并导入大客户，SiC功率器件中试线已通线。公司多类功率半导体产品、模拟类产品、MEMS产品具备强大竞争力，并持续推进第三代半导体产品开发。在充沛产能支持下，公司各类产品有望不断提升市场份额，受益半导体国产替代加速，发展前景广阔。(博众投资)
士兰微
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《能源革命带动第三代半导体快速发展》银河证券;2021-11-15;
《第三代半导体：新能源汽车变革加速，长景气供需共振》天风证券;2021-12-07;
博众投资
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