第三代半导体发展史：第三代半导体 直线超车的关键
第三代半导体发展史：第三代半导体 直线超车的关键目前SiC 晶片市场主要由美、欧、日主导，中国企业占比较低，近年来有所上升。据Yole预测，2023年将达到约15亿美元市场规模，2017-2023 年复合年增长率将达到 31%，根据半导体时代产业数据中心《2020年中国第三代半导体碳化硅晶片行业分析报告》数据，2020上半年全球半导体SiC晶片市场中，美国CREE出货量占据全球 45%；日本的技术力量雄厚，罗姆子公司 SiCrystal 占据20%，II-VI占13%；中国企业天科合达的市占率由2019年的3%上升至 2020年的5.3%，山东天岳占比为 2.6%。第三代半导体材料以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为主，我们分开讨论。第二代半导体材料是以砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）为主的化合物半导体，其主要被用于制作高频、高速以及大功率电子器件，主要应用于卫星通讯、移动通讯以及光通讯等领域。第三代半导体材料主要以碳化硅（Si
事件：6月17日午间，外媒突然传出消息，中国将加强对美国的芯片竞争，支持芯片研发和制造项目，包括拟定一系列相关金融和政策扶持措施，帮助国内芯片制造商。据报道，该计划已预留约1万亿美元的政府资金，其中一部分将由中央和地方政府共同投资一系列第三代芯片项目，项目内容还包括发展中国大陆本土芯片设计软件和极紫外光（EUV）光刻机。尽管目前还没有得到官方证实，但是资本市场已经开始反应，受消息刺激，当天半导体指数大涨6.9%，作为本次政策的核心，第三代半导体受到普遍关注。
技术突破的新路径
第三代半导体中的“代”指的是半导体衬底材料的变化，并非指某一代更优。在6月10日的文章《万亿大市场，芯片突围任重而道远》中，我们粗略介绍过半导体的产业链，主要包括IC设计、晶圆制造及加工、封装及测试环节，如果我们再向上游延伸，那么还可以加上衬底和外延环节，其中衬底就是芯片的底层材料。
第一代半导体材料主要是指硅（Si）、锗（Ge）半导体材料，兴起于二十世纪五十年代，被广泛的应用于消费电子、通信、光伏、军事以及航空航天等多个领域。目前，硅材料依然占据绝对主导地位，大多数的半导体器件及集成电路产品还是使用硅晶圆来制造，硅器件占到了全球销售的半导体产品的 95%以上。
第二代半导体材料是以砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）为主的化合物半导体，其主要被用于制作高频、高速以及大功率电子器件，主要应用于卫星通讯、移动通讯以及光通讯等领域。
第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为化合物半导体。在高温、高耐压以及承受大电流等多个方面具备明显的优势，因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，主要用于光电子器件、电力电子器件，和微波射频器件。而对于在低功耗场景使用更广泛的数字芯片来说，采用第三代半导体材料SiC和GaN不仅意义不大，还增加成本，所以数字芯片一直沿用一代半导体即硅基材料，同时，基于线宽缩小的技术迭代路线有望在2022年突破2nm，接近物理极限，而第三代半导体技术升级主要依靠新设计、新工艺和新材料的结合，是后摩尔时代半导体技术突破的新路径。
美、欧、日占主导的格局
第三代半导体材料以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为主，我们分开讨论。
目前SiC 晶片市场主要由美、欧、日主导，中国企业占比较低，近年来有所上升。据Yole预测，2023年将达到约15亿美元市场规模，2017-2023 年复合年增长率将达到 31%，根据半导体时代产业数据中心《2020年中国第三代半导体碳化硅晶片行业分析报告》数据，2020上半年全球半导体SiC晶片市场中，美国CREE出货量占据全球 45%；日本的技术力量雄厚，罗姆子公司 SiCrystal 占据20%，II-VI占13%；中国企业天科合达的市占率由2019年的3%上升至 2020年的5.3%，山东天岳占比为 2.6%。
碳化硅（SiC)是全球最先进的第三代半导体材料 被认为是 5G 通信晶片中最理想的衬底，下游应用偏向 1000V 以上的中高电压范围。
SiC功率器件生产过程主要包括“单晶生产—外延层生产—器件制造”三大步骤，其中，最重要的环节是SIC衬底，占整条产业链价值的50%。
与SiC不同，GaN功率器件在中低压领域优势较为明显，GaN功率器件在低压领域（0-900V)首先商用，替代传统的硅基功率器件，主要原因是由于SiC衬底价格比较昂贵，在军事领域中，GaN 基微波功率器用于雷达、电子对抗、导弹和无线通信；在民用和商业领域，主要用于基站、卫星通信、有线电视、手机充电器等小家电，特别是各种快速充电领域。
以射频产品为例，目前全球主要的5G射频GaN PA供应商主要有：恩智浦、住友电工、威讯联合、狼速，中电科13所和苏州能讯6家，总体来看，中电科13所以及苏州能讯两家公司的份额占比较低。
