第三代半導體是近兩年半導體圈內(nèi)熱詞。隨著特斯拉Model3逆變器逐漸改采碳化硅器件、國產(chǎn)手機品牌采用氮化鎵充電器，第三代半導體的應(yīng)用規(guī)模正加速成長，也進一步受到資本市場青睞。

    6月17日，第三代半導體概念在資本市場領(lǐng)漲，截至當日收盤，Wind第三代半導體指數(shù)上漲10.83%，聚燦光電股價上漲20.01%、華潤微上漲19.13%、揚杰科技上漲12.68%，三安光電、乾照光電、北方華創(chuàng)等多股漲停。

    TrendForce集邦咨詢方面向21世紀經(jīng)濟報道記者表示，2018至2020年第三代半導體產(chǎn)業(yè)陸續(xù)受到中美貿(mào)易摩擦、疫情等影響，整體市場成長動力不足致使成長持續(xù)受到壓抑。由于受到車用、工業(yè)與通訊需求助力，2021年第三代半導體成長動能有望高速回升。其中又以氮化鎵功率器件的成長力道最為明顯，預估其今年市場規(guī)模將達6100萬美元，年增率高達90.6%。

    新基建推動需求爆發(fā)

    雖然這一領(lǐng)域被大眾稱為第三代半導體，實際指的是材料層面的更新，它與第一代、第二代半導體并非替代關(guān)系，而是形成互補，三者特性各異、用途不同。

    具體來看，第一代半導體材料以硅（Si）和鍺（Ge）為主，是CPU處理器等集成電路主要運用的材料；第二代半導體包括砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等，目前手機所使用的關(guān)鍵通信芯片都采用這類材料制作。

    第三代半導體材料主要是以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石、氮化鋁（AlN）為代表的寬禁帶半導體材料。在通信、汽車、高鐵、衛(wèi)星通信、航空航天等應(yīng)用場景中有優(yōu)勢。其中，碳化硅、氮化鎵的研究和發(fā)展更為成熟。

    目前來看，第三代半導體的火熱，主要有兩方面的力量推動。首先是應(yīng)用場景的需求，尤其是在國內(nèi)新基建的推動之下，5G通信、新能源汽車、航空航天等領(lǐng)域成為新的增長點，對于新材料的使用量也進入新爆發(fā)期。不過，需要指出的是，第三代半導體并非革命性的顛覆技術(shù)，但是應(yīng)用市場空間巨大。

    其次，當前半導體的自有產(chǎn)業(yè)鏈的打造刻不容緩，而目前使用第三代半導體的器件，量產(chǎn)制程并非先進制程，因此“卡脖子”的瓶頸小，更容易突圍，并且國內(nèi)更有機會與國外企業(yè)并駕齊驅(qū)，也被視為中國半導體產(chǎn)業(yè)突圍的機會點。有業(yè)內(nèi)人士向21世紀經(jīng)濟報道記者指出，第二代半導體的先進制程用到的材料復雜性和純度要求都很高，相對而言第三代半導體在材料上更容易突破，面臨的生態(tài)挑戰(zhàn)也更小。

    根據(jù)《第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2020）》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年，我國第三代半導體整體產(chǎn)值超過7100億，其中電力電子及微波射頻持續(xù)增長。

    電力電子應(yīng)用上，在新能源汽車應(yīng)用的強力帶動下，2020年國內(nèi)碳化硅、氮化鎵電力電子器件市場規(guī)模較上年同比增長90%。同時，2020年，PD快充市場爆發(fā)，國內(nèi)手機廠商和電商共推出數(shù)十款氮化鎵快充新品，同時筆電廠商也陸續(xù)進入。

    射頻應(yīng)用方面，5G基站建設(shè)是關(guān)鍵驅(qū)動力量。2020年三大運營商宣布共完成80萬座5G基站建設(shè)，帶動國內(nèi)氮化鎵微波射頻器件市場需求較上年同比增57.2%。

    光電子應(yīng)用方面，Mini-LED規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)開啟，未來將進入家庭場景；MicroLED關(guān)鍵技術(shù)持續(xù)突破，但規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚需時日；新冠疫情的暴發(fā)為紫外LED行業(yè)創(chuàng)造了動力，“十四五”期間年均復合增長率有望達到41%。

    國內(nèi)布局企業(yè)超過百家

    在市場驅(qū)動下，國內(nèi)企業(yè)紛紛強化第三代半導體布局，并進行擴產(chǎn)，如天科合達、同光晶體、納維科技、泰科天潤、中電科55所、三安光電等紛紛擴產(chǎn)。

    在產(chǎn)能供給方面，晶圓廠也在陸續(xù)擴產(chǎn)，集邦咨詢指出，SiC器件部分，由于通訊及功率領(lǐng)域皆需使用該襯底，因而6英寸晶圓的供應(yīng)量顯得吃緊，預估2021年SiC器件于功率領(lǐng)域營收可達6.8億美元，年增32%。目前各大襯底商如科銳（CREE）、貳陸（II-VI）、意法半導體等已陸續(xù)開展8英寸襯底研制計劃，但仍有待2022年后才有望逐漸紓緩供給困境。

    與此同時，傳統(tǒng)半導體企業(yè)也在積極布局第三代半導體，代表企業(yè)有華潤微、聞泰科技、斯達半導體、比亞迪、賽微電子等。

    據(jù)亞化咨詢不完全統(tǒng)計，近幾年國內(nèi)布局第三代半導體產(chǎn)業(yè)的企業(yè)超過百家，僅2021年5月簽約的第三代半導體相關(guān)項目就將近5個。

    記者從半導體投資人士處了解到，目前看到的一些第三代半導體項目基本上估值都非常高，但從業(yè)務(wù)量看，并沒有和估值特別匹配，所以也會糾結(jié)考慮，有一些機構(gòu)布局得早，比如4~5年前開始部署，還是有不錯的回報。

    盡管第三代半導體擁有誘人的潛力，但是當前仍處于發(fā)展初期，一位芯片設(shè)計行業(yè)人士向21世紀經(jīng)濟報道記者分析道，第三代半導體的成熟化商用還需要時間，目前還沒看到包括設(shè)計等整個產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)轉(zhuǎn)向第三代半導體，這涉及到整個行業(yè)的生產(chǎn)成本、價格等等，商業(yè)化需要過程。

    據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)Yole數(shù)據(jù)顯示，Cree|Wolfspeed、ROHM、Infineon、Mitsubishi和ST五家企業(yè)合計占有SiC功率半導體80%的市場份額，EPC、Transphorm、GaNsystem、Infineon四家企業(yè)合計占有GaN功率半導體90%的市場份額，住友電工、Cree|Wolfspeed和Qorvo三家企業(yè)合計占有GaN射頻85%的市場份額。相比國外企業(yè)，國內(nèi)仍有差距，并且國產(chǎn)化水平較低，存在低水平重復建設(shè)現(xiàn)象。

    另一廂，國內(nèi)也在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈上不斷創(chuàng)新。以氮化鎵相關(guān)專利為例，根據(jù)智慧芽數(shù)據(jù)顯示，第三代半導體-氮化鎵的相關(guān)專利在全球的申請總量為157439件，其中，在中國的申請量為41730件，排名第一。

    整體來看，第三代半導體替代了部分功率器件，能否在集成電路產(chǎn)業(yè)中占據(jù)更多份額，還需要觀察市場需求以及產(chǎn)業(yè)鏈的進一步發(fā)展。