化合物半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告

化合物半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告1、

市場(chǎng)空間廣闊，化合物半導(dǎo)體有望乘風(fēng)而起1.1、

下游需求強(qiáng)勁，半導(dǎo)體材料市場(chǎng)不斷演化半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游中的重要組成部分，在集成電路、分立器件等半導(dǎo)體產(chǎn)品生產(chǎn)制造中起到關(guān)鍵性的作用。半導(dǎo)體材料可以根據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)品制造過程分為制造材料和封裝材料，其中制造材料主要是制造硅晶圓半導(dǎo)體、砷化鎵、

氮化鎵、碳化硅等化合物半導(dǎo)體的芯片過程中所需的各類材料，封裝材料則是將

制得的芯片在封裝切割過程中所用到的材料。下游應(yīng)用需求強(qiáng)勁，半導(dǎo)體材料市場(chǎng)不斷擴(kuò)展。據(jù)中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，

2018

年全球半導(dǎo)體材料銷售額達(dá)到

519

億美元，較

2017

年

469

億美元增長(zhǎng)

10.66%，其中制造材料、封裝測(cè)試材料銷售額分別為

322

億美元、197

億美元。

2019

年受全球宏觀經(jīng)濟(jì)影響，全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模有所下降，但其下降幅

度低于整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。2019

年全球半導(dǎo)體材料整體市場(chǎng)營(yíng)收

483

億美元，同

比下降

6.7%。2015

年至

2019

年，全球半導(dǎo)體制造材料銷售規(guī)模由

240

億美元

增長(zhǎng)到

293

億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率

5.11%。未來，在半導(dǎo)體芯片工藝升級(jí)、

芯片尺寸持續(xù)小型化，以及全球硅材料、化合物半導(dǎo)體材料的品種和性能不斷迭

代升級(jí)的影響下，半導(dǎo)體制造材料在材料銷售規(guī)模的占比預(yù)計(jì)將持續(xù)提高。半導(dǎo)體材料共經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段出現(xiàn)在

20

世紀(jì)

50

年代，以硅（Si）、

鍺（Ge）為代表的第一代半導(dǎo)體材料，主要用于分立器件和芯片制造，并引發(fā)

了以集成電路為核心的微電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在信息技術(shù)、航空航天、國(guó)防軍

工、光伏等領(lǐng)域應(yīng)用極其廣泛。第二階段是

20

世紀(jì)

90

年代，以砷化鎵（GaAs）、

磷化銦（InP）等化合物為代表的化合物半導(dǎo)體材料，使半導(dǎo)體材料進(jìn)入光電子

領(lǐng)域，主要用于制作高速、高頻、大功率以及發(fā)光電子器件，也是制作高性能微

波、毫米波器件的優(yōu)良材料，廣泛應(yīng)用在微波通信、光通信、衛(wèi)星通信、光電器

件、激光器和衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域。第三階段是本世紀(jì)初，以氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）等為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，在禁帶寬度、擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、飽和電

子漂移速率、熱導(dǎo)率以及抗輻射等關(guān)鍵參數(shù)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，滿足了現(xiàn)代工業(yè)

對(duì)高功率、高電壓、高頻率的需求，廣泛用于制作高溫、高頻、大功率和抗輻射

電子器件，應(yīng)用于半導(dǎo)體照明、5G通信、衛(wèi)星通信、光通信、電力電子、航空

航天等領(lǐng)域。1.2、

應(yīng)用前景廣闊，化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)空間持續(xù)拓展半導(dǎo)體襯底材料包括硅材料和

GaAs、SiC、GaN等化合物半導(dǎo)體材料。憑借成

熟制程及較低成本的優(yōu)勢(shì)，第一代硅質(zhì)半導(dǎo)體材料制作的元器件已成為了電子電

力設(shè)備中不可或缺的組成部分，硅也是目前技術(shù)最成熟、使用范圍最廣、市場(chǎng)占

比最大的襯底材料。但硅質(zhì)半導(dǎo)體材料受限于自身性能，無法在高溫、高頻、高

壓等環(huán)境中使用，化合物半導(dǎo)體材料因此嶄露頭角。化合物半導(dǎo)體材料擁有高電

子遷移率、直接能隙與寬能帶等特性，恰好符合半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，隨著材料

制備技術(shù)與下游應(yīng)用市場(chǎng)的成熟，以

GaAs、SiC、GaN為代表的化合物半導(dǎo)體

襯底材料市場(chǎng)空間不斷拓展?，F(xiàn)階段，全球

95%以上的半導(dǎo)體芯片和器件是用硅片作為基礎(chǔ)功能材料而生產(chǎn)

的。硅片占整個(gè)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的

35%左右，市場(chǎng)空間約為

80

億美元，硅基芯

片市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)

4000

多億美元。然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G時(shí)代的到來，以砷化

鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）等為代表的化合物半導(dǎo)體正快速

崛起中。據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察的數(shù)據(jù)，2018

年

GaAs、GaN與

SiC的產(chǎn)業(yè)銷售額

分別約為

3500

億元、238

億元和

64

億元，化合物半導(dǎo)體的市場(chǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)

大。國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體器件市場(chǎng)擁有巨大增長(zhǎng)空間，倒逼上游材料端發(fā)展。據(jù)賽迪

顧問統(tǒng)計(jì)，2019

年國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到

86.29

億元，增長(zhǎng)率為

99.7%，到

2022

年，中國(guó)第三代半導(dǎo)體器件市場(chǎng)規(guī)模有望沖破

608.21

億元，

增長(zhǎng)率為

78.4%。第三代半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于“新基建”項(xiàng)目，也是實(shí)現(xiàn)“碳中

和“的重要路徑。國(guó)內(nèi)在

5G通訊、新能源等新興產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模

等方面處于國(guó)際優(yōu)勢(shì)地位，下游應(yīng)用需求強(qiáng)勁將促進(jìn)國(guó)內(nèi)上游半導(dǎo)體行業(yè)的持續(xù)

發(fā)展，進(jìn)一步提高半導(dǎo)體企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的影響力。1.3、

政策持續(xù)加碼，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)揚(yáng)帆起航第三代半導(dǎo)體行業(yè)是國(guó)內(nèi)“新基建”戰(zhàn)略的重要組成部分，有望引發(fā)科技變革并重塑國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局?！笆濉逼陂g，國(guó)家科技部通過“國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”

支持了第三代半導(dǎo)體發(fā)展，國(guó)家

2030

計(jì)劃和“十四五”國(guó)家研發(fā)計(jì)劃也已明確提

出第三代半導(dǎo)體是重要發(fā)展方向，涉及第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的各研發(fā)項(xiàng)目均按照進(jìn)

度要求完成啟動(dòng)等工作，項(xiàng)目部署涵蓋電力電子、微波射頻和光電應(yīng)用多個(gè)領(lǐng)域，

緊貼產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際需求和進(jìn)程，在新能源汽車應(yīng)用、電網(wǎng)應(yīng)用前沿研究、光伏逆

變器、小型化電源、農(nóng)業(yè)應(yīng)用、健康醫(yī)療應(yīng)用、光通訊、紫外應(yīng)用、激光應(yīng)用、

智慧照明等多個(gè)熱點(diǎn)發(fā)揮了引導(dǎo)作用。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于第三代半導(dǎo)體材料的投資熱情勢(shì)頭不減。據(jù)

CASAResearch不

完全統(tǒng)計(jì)，2020

年共

24

筆投資擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目（2019

年

17

筆），已披露的投資擴(kuò)產(chǎn)

金額達(dá)到

694

億元（不含

GaN光電子），較

2019

年同比增長(zhǎng)

161%。分材料看，

SiC投資

17

筆，涉及金額

550

億元；GaN投資

7

筆，涉及金額

144

億元。分

環(huán)節(jié)看，襯底環(huán)節(jié)投資

12

筆（主要為

SiC襯底），涉及金額

175

億元；器件/模

塊環(huán)節(jié)投資

15

筆，涉及金額

520

億元。在國(guó)家政策大力支持與“新基建”的引

領(lǐng)下，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將成為未來半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要引擎。2、

GaAs：立足射頻前端應(yīng)用，持續(xù)受益于消費(fèi)電子領(lǐng)域2.1、

第二代半導(dǎo)體材料的代表，產(chǎn)業(yè)鏈成熟下游應(yīng)用廣闊作為第二代半導(dǎo)體材料的代表，GaAs具有寬禁帶、高頻、高壓、抗輻射、耐高

溫及發(fā)光效率高等特性，被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、無線通信、光纖通信、LED、

光伏、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域。在微電子領(lǐng)域，GaAs廣泛應(yīng)用于微波通信射頻、消費(fèi)

電子射頻領(lǐng)域（PA和

Switch）等；在光電子領(lǐng)域，GaAs則用于

LED、激光

VCSEL、太陽(yáng)能等領(lǐng)域。GaAs產(chǎn)業(yè)鏈包括晶圓（襯底、外延片），芯片設(shè)計(jì)、晶圓代工、封測(cè)、下游應(yīng)

用等環(huán)節(jié)。GaAs產(chǎn)業(yè)最上游為襯底制造，其次為關(guān)鍵材料

GaAs外延片，具體

工藝包括

MOCVD（有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法）及

MBE（分子束磊晶法）GaAs磊晶技術(shù)；中游為晶圓制造及封測(cè)等；下游則為手機(jī)、無線區(qū)域網(wǎng)路制造廠以及

無線射頻系統(tǒng)商等，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈除晶圓制造外，設(shè)計(jì)與先進(jìn)技術(shù)主要仍掌握在國(guó)

際

IDM大廠中。從

GaAs產(chǎn)品來看，GaAs產(chǎn)品以手機(jī)射頻

PA為主。受到中美貿(mào)易摩擦及新冠

肺炎疫情影響，基于

GaAs的射頻器件市場(chǎng)受到不小震蕩。據(jù)集邦咨詢數(shù)據(jù)，2020

年全球

GaAs射頻器件市場(chǎng)規(guī)模為

65.80

億美元，較

2019

年有小幅下滑。2012-2018

年，中國(guó)

GaAs元器件市場(chǎng)經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)期。中國(guó)作為電子信息

制造業(yè)大國(guó)，下游應(yīng)用市場(chǎng)廣闊。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)，2019-2024

年，中國(guó)

GaAs元器件市場(chǎng)

CAGR在

15%左右，增速高于全球市場(chǎng)同期增速，中國(guó)市場(chǎng)

規(guī)模占全球比重將進(jìn)一步提升。到

2024

年，中國(guó)

GaAs元器件市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到

551.3

億元。2.2、

手機(jī)

PA主流材料，VCSEL成為

GaAs成長(zhǎng)新驅(qū)動(dòng)GaAs襯底的下游應(yīng)用主要應(yīng)用于射頻（47%）、LED（42%）、激光二極管（10%）

三大領(lǐng)域。其中，以半絕緣型

GaAs為主的射頻應(yīng)用占比最高，主要應(yīng)用于手機(jī)PA、Switch、基站射頻等方面；其次為

LED，以半導(dǎo)體型

GaAs材料為主。據(jù)

YoleDevelopment統(tǒng)計(jì)，GaAs晶圓的整體市場(chǎng)規(guī)模將從

2019

年的

2

億美元增

長(zhǎng)到

2025

年的超過

3.48

億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為

10%。2.2.1、

消費(fèi)電子：GaAsPA仍為

5G時(shí)代智能手機(jī)重要組成部分手機(jī)市場(chǎng)已成為GaAs器件發(fā)展的一大動(dòng)力。4G時(shí)代手機(jī)端PA的工藝以CMOS和

GaAs為主。由于

5G通訊對(duì)頻率、功率與效率的要求更高，對(duì)

PA的性能要

求也相應(yīng)提高。GaAs的高線性度和高輸出功率特性滿足

5G設(shè)備對(duì)低延遲超高

速的需求，使

GaAs成為射頻前端模組中

PA材料的理想選擇。同時(shí)，5G技術(shù)

對(duì)

PA的需求量至少是

4G對(duì)

PA的需求量的

2

倍，從而增加了

RF前端的總功

率放大器面積和功率放大器數(shù)量，帶動(dòng)

GaAs晶圓和芯片的出貨量增加。5G時(shí)代

GaAs仍將主導(dǎo)智能手機(jī)

PA市場(chǎng)。在過去的幾年中，RF一直作為

GaAs晶圓市場(chǎng)的成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。據(jù)

YoleDevelopment數(shù)據(jù)，2019

年

RF占

GaAs晶圓

市場(chǎng)總量的

33%和市場(chǎng)價(jià)值的

37%，占

GaAs外延片市場(chǎng)的

67%。5G時(shí)代

sub6GHz頻段中，GaAsHBT仍是

PA的最重要的技術(shù)；5G新增毫米波頻段，GaAspHEMT則為重要的技術(shù)路線。2.2.2、

光電子：VCSEL成為

GaAs成長(zhǎng)新驅(qū)動(dòng)以

VCSEL為代表的光電子領(lǐng)域?qū)⒊蔀?/p>

GaAs增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力之一。VCSEL是一

種化合物半導(dǎo)體激光器，可用作光纖通信和自由空間光通信的發(fā)射器。與傳統(tǒng)發(fā)

射激光器相比，VCSEL具有較小的原場(chǎng)發(fā)散角、調(diào)制頻率高且易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模

陣列及光電集成等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于光通信、3D傳感、面部識(shí)別、車載激光雷

達(dá)等場(chǎng)景，且短期內(nèi)不易被其他技術(shù)取代。隨著手機(jī)

3D面部感應(yīng)滲透率提高、

大容量光纖通信激光器的需求拉動(dòng)，據(jù)

YoleDevelopment統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球

VCSEL的市場(chǎng)規(guī)模將從2020年的11億美元增長(zhǎng)至2025年的27億美元，CAGR達(dá)

18.4%。移動(dòng)和消費(fèi)領(lǐng)域的

3D應(yīng)用蓬勃發(fā)展。2017

年以前

VCSEL市場(chǎng)主要由數(shù)據(jù)通

信應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。自蘋果率先將

VCSEL解決方案應(yīng)用于

iPhone的

FaceID模塊之

后，VCSEL市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力逐漸被

3D傳感所取代。2017

年，iPhone裝配了

4100

萬(wàn)件

VCSEL，2020

預(yù)期將有超過

3.25

億件

VCSEL被安裝在

iPhone中。

安卓系廠商也在其智能手機(jī)的正面應(yīng)用

3D傳感模塊進(jìn)行人臉識(shí)別。除人臉識(shí)別

功能外，3D傳感也被應(yīng)用于后置攝像頭以滿足攝像功能提升的需求。YoleDevelopment統(tǒng)計(jì)顯示，2020

年移動(dòng)設(shè)備中的

3D傳感約占

VCSEL總市場(chǎng)規(guī)

模的

75%，預(yù)計(jì)

2025

年達(dá)到

21

億美元的規(guī)模。從競(jìng)爭(zhēng)格局來看，Lumentum作為蘋果的主要供應(yīng)商，2020

年市占率達(dá)

68%，具有明顯領(lǐng)先地位。2.3、

競(jìng)爭(zhēng)格局：產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)以海外廠商為主導(dǎo)目前，GaAs產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)以歐美、日本和中國(guó)臺(tái)灣廠商為主導(dǎo)。從

GaAs外延片生

產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，根據(jù)

StrategyAnalytics數(shù)據(jù)，前四大

GaAs外延片廠商為英國(guó)廠

商

IQE、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)廠商全新光電、日本廠商住友化學(xué)與臺(tái)系廠商英特磊，分別占

市場(chǎng)的

54%、25%、13%、6%，CR4

高達(dá)

98%。在

GaAs晶圓制造環(huán)節(jié)，臺(tái)

系代工廠穩(wěn)懋一家獨(dú)大，占據(jù)了

GaAs晶圓代工市場(chǎng)的

71%份額，其次為中國(guó)臺(tái)灣

地區(qū)的宏捷（9%）與美國(guó)的

GCS（8%）。從競(jìng)爭(zhēng)格局來看，GaAs器件市場(chǎng)參與者較多，多為美國(guó)、日本與臺(tái)系廠商，其

中美國(guó)廠商占據(jù)前三地位，Skyworks以

30.7%的市占率成為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，其次

為

Qorvo（28%）與

Avago（7.4%）。中國(guó)企業(yè)起步晚，在產(chǎn)業(yè)鏈中話語(yǔ)權(quán)較弱。從全球

GaAs晶圓代工角度看，據(jù)

StrategyAnalytics數(shù)據(jù)，全球

GaAs器件市

場(chǎng)主要參與者中，美國(guó)企業(yè)占全球市場(chǎng)份額的

75%，占有明顯優(yōu)勢(shì)。從

GaAs晶圓代工格局來看，臺(tái)系廠商穩(wěn)懋占龍頭地位，市場(chǎng)份額達(dá)

72.7%，GCS以約

8.4%的市占率居于第二。2.3.1、

穩(wěn)懋：全球

GaAs無線通訊領(lǐng)導(dǎo)者穩(wěn)懋半導(dǎo)體成立于

1999

年，位于中國(guó)臺(tái)灣林口華亞科技園區(qū)，是全球首座以六英寸

晶圓生產(chǎn)

GaAs微波集成電路的專業(yè)晶圓代工服務(wù)公司。穩(wěn)懋擁有完整的技術(shù)團(tuán)

隊(duì)及最先進(jìn)的

GaAs微波電晶體及積體電路制造技術(shù)及生產(chǎn)設(shè)備，客戶群包括全

球射頻積體電路設(shè)計(jì)公司，并致力吸引與全球

IDM大廠合作。在制程技術(shù)發(fā)展方面，穩(wěn)懋以多元化及領(lǐng)先為原則，期望能提供客戶最完整的服

務(wù)。在無線寬頻通訊的微波高科技領(lǐng)域中，穩(wěn)懋目前提供兩大類

GaAs電晶體制

程技術(shù)：HBT和

pHEMT二者均為最尖端的制程技術(shù)。在光通訊及

3D感測(cè)領(lǐng)域

中，穩(wěn)懋更以

MMIC生產(chǎn)技術(shù)為基礎(chǔ)，提供光電產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)制造。2016-2020年，穩(wěn)懋營(yíng)業(yè)收入從136.23億新臺(tái)幣增長(zhǎng)至256.12億新臺(tái)幣，CAGR為17.10%，凈利潤(rùn)從31.13億新臺(tái)幣增長(zhǎng)至65.29億新臺(tái)幣，CAGR為20.34%。

穩(wěn)懋毛利率近

5

年始終維持在

30%以上，2020

年凈利率

25.3%，創(chuàng)下五年新高。3、

GaN：高頻性能優(yōu)越，成為

5G器件關(guān)鍵材料3.1、

半導(dǎo)體材料研究熱點(diǎn)，GaN射頻器件應(yīng)用前景明朗氮化鎵（GaN）是由氮和鎵組成的一種半導(dǎo)體材料，因?yàn)槠浣麕挾却笥?/p>

2.2eV，

故被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。GaN材料作為微波功率晶體管的優(yōu)良材料與藍(lán)色

光發(fā)光器件中的一種具有重要應(yīng)用價(jià)值的半導(dǎo)體，是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿

和熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料硅相比，由于

GaN禁帶寬度是硅的

3-4

倍、熱導(dǎo)率

是硅的

2

倍，使得

GaN器件可在

300℃以上的高溫下工作，能夠承載更高的能

量密度，可靠性更高；其擊穿場(chǎng)強(qiáng)比硅高

10

倍，使得器件導(dǎo)通電阻減少，有利

于提升器件整體的能效；飽和電子遷移速度是硅的

2-4

倍，因此允許器件更高速

地工作。GaN器件在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣

闊的前景。GaN外延片可分為同質(zhì)外延片與異質(zhì)外延片。在

GaN單晶襯底上生長(zhǎng)的

GaN為同質(zhì)外延片，以

GaN單晶材料作為襯底可以大大提高外延膜的晶體質(zhì)量，降

低錯(cuò)位密度，提高器件工作壽命。但由于

GaN材料硬度高，熔點(diǎn)高，襯底制作

難度高，位錯(cuò)缺陷密度較高導(dǎo)致良率低，技術(shù)進(jìn)步緩慢。因此

GaN晶圓的成本

仍然居高不下，GaN厚膜襯底的應(yīng)用受到限制。除了同質(zhì)外延片外，GaN還可

以生長(zhǎng)在其他襯底材料上，稱之為異質(zhì)外延片。目前常用的襯底材料包括藍(lán)寶石、

SiC、硅與金剛石。其中藍(lán)寶石

GaN只能用來做

LED；硅基

GaN（GaNonSi）

可以做功率器件和小功率的射頻器件；碳化硅基

GaN（GaNonSiC）可以制造

大功率

LED、功率器件和大功率射頻芯片。GaNonSiC和

GaNonSi是未來

的主流技術(shù)方向。GaN器件產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)依次為：襯底、材料外延、器件設(shè)計(jì)與制造及下游應(yīng)用。

目前產(chǎn)業(yè)以

IDM企業(yè)為主，但是設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)已經(jīng)開始出現(xiàn)分工。在上游襯

底方面，GaN襯底大部分由日本公司生產(chǎn)，包括住友電工、三菱化學(xué)等。其中，

住友電工的市場(chǎng)份額已經(jīng)超過

90%。GaN外延片相關(guān)企業(yè)主要有比利時(shí)的

EpiGaN、英國(guó)的

IQE、日本的

NTT-AT。GaN器件設(shè)計(jì)廠商方面，美國(guó)的

EPC、

MACOM、Transphom，德國(guó)的

Dialog等為主要參與者。IDM企業(yè)中日本的住

友電工與美國(guó)的

Cree為行業(yè)龍頭，市場(chǎng)占有率均超過

30%。亞太地區(qū)占據(jù)了全球

GaN襯底市場(chǎng)的主要份額。2019

年亞太地區(qū)占全球

GaN襯底市場(chǎng)的

36.34%。由于

GaN終端應(yīng)用日益普及，TransparencyMarketResearch預(yù)計(jì)，2019

至

2027

年亞太地區(qū)將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。除亞太地區(qū)外，

北美與歐洲地區(qū)也成為GaN襯底的重要市場(chǎng)，2019年分別占有28.18%、23.94%

的市場(chǎng)份額，GaN在汽車行業(yè)中應(yīng)用為北美與歐洲兩個(gè)地區(qū)的

GaN市場(chǎng)提供了

巨大的機(jī)遇。在應(yīng)用領(lǐng)域方面，目前

GaN主要應(yīng)用于射頻器件和電力電子器件的制造。2019

年，射頻

GaN的市場(chǎng)規(guī)模占

GaN器件整體規(guī)模的比重達(dá)

91%，電力電子

GaN市場(chǎng)規(guī)模僅占

9%。2019

年國(guó)內(nèi)

GaN產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)。據(jù)

CASA初步統(tǒng)計(jì)，

2019

年國(guó)內(nèi)

GaN微波射頻產(chǎn)值規(guī)模近

38

億元，同比增長(zhǎng)

74%。未來隨著

5G商用的擴(kuò)大，現(xiàn)行廠商將進(jìn)一步由原先的

4G設(shè)備更新至

5G。5G基站的布建密

度高于

4G，而基站內(nèi)部使用的材料多為

GaN材料，賽迪顧問預(yù)計(jì)，到

2022

年

國(guó)內(nèi)

GaN襯底市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到

5.67

億元。圖片上傳中......3.2、

5G射頻與基站持續(xù)滲透，GaN在快充領(lǐng)域大放光彩GaN作為第三代半導(dǎo)體材料，有更高的禁帶寬度，是迄今理論上電光、光電轉(zhuǎn)

換效率最高的材料體系，下游應(yīng)用包括微波射頻器件（通信基站等），電力電子

器件（電源等），光電器件（LED照明、激光等），其中光電器件仍是

GaN的主

要應(yīng)用方向。目前

GaN器件多應(yīng)用于軍工電子，如軍事通訊、電子干擾、雷達(dá)

等領(lǐng)域；在民用領(lǐng)域，GaN主要被應(yīng)用于通訊基站、功率器件等領(lǐng)域。據(jù)

YoleDevelopment數(shù)據(jù)，2019

年全球

GaN功率器件市場(chǎng)規(guī)模為

1996.4

萬(wàn)美元，預(yù)

計(jì)

GaN市場(chǎng)將在

2025

年達(dá)到

6.8

億美元以上，CAGR高達(dá)

80.04%。隨著

5G時(shí)代的到來，5G基站與數(shù)據(jù)中心的建設(shè)將大幅度帶動(dòng)

GaN射頻與功率器件市

場(chǎng)，GaN在快充等電源控制方面的應(yīng)用也成為的新的需求增長(zhǎng)點(diǎn)。3.2.1、

終端射頻：5G時(shí)代射頻器件要求提高，GaN器件優(yōu)勢(shì)凸顯5G終端蓄勢(shì)待發(fā)，大用量規(guī)模與技術(shù)創(chuàng)新為射頻前端帶來紅利。2020

年，5G已經(jīng)進(jìn)入商用部署的快車道。IDC預(yù)計(jì)

2020

年，中國(guó)

5G連接終端用戶將超過

2

億，VR/AR等虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)也將在未來三年呈現(xiàn)爆發(fā)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。Qorvo表

示在未來

10

年內(nèi)，5G終端將會(huì)成為手機(jī)產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最快的部分。5G需要滿足

行業(yè)海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的通信需求。在人與人的連接場(chǎng)景之外，連接技術(shù)與行業(yè)數(shù)

字化場(chǎng)景的融合也將成為

5G通信發(fā)展的新機(jī)遇。IDC預(yù)測(cè)，到

2024

年全球物

聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)接量將接近

650

億，是手機(jī)聯(lián)接量的

11.4

倍，以

5G為代表的蜂窩物

聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將發(fā)揮重要作用。5G時(shí)代

GaN射頻市場(chǎng)占比進(jìn)一步上升，未來將不斷占領(lǐng)

LDMOS市場(chǎng)空間。

5G時(shí)代高速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量使得調(diào)制解調(diào)難度不斷增加，需要的頻段越來越多，

對(duì)射頻前端器件的性能要求也越來越高。目前在射頻前端應(yīng)用中，硅基

LDMOS器件和

GaAs仍是主流器件。通常來說，LDMOS適用于

3.5GHz以下的應(yīng)用，

GaAs適用于

40GHz以下的場(chǎng)景，但器件尺寸較大。GaN在高頻環(huán)境下能夠保

持高功率輸出，可以有效減少晶體管的數(shù)量，從而縮小器件尺寸。從電壓角度來

看，LDMOS的工作電壓約為

6V，GaAs為

10V，GaN可以工作于

28V或更高

的電壓，工作性能優(yōu)于

LDMOS與

GaAs，潛在市場(chǎng)空間巨大。據(jù)

YoleDevelopment數(shù)據(jù)，2015

年射頻功率放大器市場(chǎng)中，LDMOS市場(chǎng)有率為第一，

占比約為

50%，GaN射頻器件約占

20%，預(yù)計(jì)到

2025

年，GaN射頻器件將以

55%的占有率取代

LDMOS第一的市場(chǎng)地位，LDMOS市場(chǎng)占有率則下降至

11.8%。GaN發(fā)展勢(shì)頭良好，5G時(shí)代中

GaN射頻器件的市場(chǎng)占比將進(jìn)一步上

升。3.2.2、

5G基站+數(shù)據(jù)中心：“新基建”重要組成部分，GaN應(yīng)用前景明朗5G基站射頻系統(tǒng)非常復(fù)雜，GaN器件的小尺寸、高效率和大功率密度等特點(diǎn)可

實(shí)現(xiàn)高集化的解決方案。5G射頻系統(tǒng)需要使用高載波頻率和寬頻帶的新技術(shù)，

包括載波聚合、MassiveMIMO等，GaN在性能、體積、重量以及效率等方面

具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使其成為高射頻、大功耗應(yīng)用的技術(shù)首選。以

Qorvo的

MIMO天線為例，與鍺化硅基

MIMO天線相比，GaN基

MIMO天線功耗降低了

40%，

裸片面積減少

94%，成本降低

80%。據(jù)

Qorvo數(shù)據(jù)顯示，2022

年全球用于

Sub-6GHz頻段的

M-MIMOPA器件年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到

135%，用于

5G毫米

波頻段的射頻前端模塊年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到

119%。通信基站應(yīng)用領(lǐng)域中，GaN是未來最具增長(zhǎng)潛質(zhì)的第三代半導(dǎo)體材料之一。5G基站是“新基建”重要組成部分之一，根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，截至

2020

年底國(guó)內(nèi)已

建成全球最大

5G網(wǎng)絡(luò)，累計(jì)建成

5G基站

71.8

萬(wàn)個(gè)，推動(dòng)共建共享

5G基站

33

萬(wàn)個(gè)。宏基站建設(shè)將會(huì)拉動(dòng)基站端

GaN射頻器件的需求量。由于

5G基站天

線采用

MassiveMIMO技術(shù)，天線和

RRU（射頻拉遠(yuǎn)單元）合設(shè)，組成

AAU。

假設(shè)

MassiveMIMO天線為

64T64R，則單個(gè)宏基站天線數(shù)量為

192

個(gè)，放大

器數(shù)量為

192

個(gè)。考慮到

5G基站的建設(shè)周期，拓墣產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)到

2023

年基站端

GaN射頻器件規(guī)模達(dá)到頂峰，達(dá)到

112.6

億元。5G小基站布局帶動(dòng)

GaN射頻器件規(guī)模增大。5G的高傳輸速度和廣覆蓋將需要

搭建更多更復(fù)雜的基站，大量的毫米波微基站、Sub-6GHz微基站對(duì)于

GaN器

件的需求也將大幅提升。由于小基站不能對(duì)宏基站造成干擾，故頻率較宏基站更

高，GaN射頻器件成為不二之選。據(jù)賽迪智庫(kù)測(cè)算數(shù)據(jù)，中國(guó)

5G網(wǎng)絡(luò)小基站

需求約為宏基站的

2

倍，即需要

1000

萬(wàn)站小基站。按照每個(gè)小基站需要

2

個(gè)放

大器，小基站建設(shè)進(jìn)度落后宏基站

1

年測(cè)算，拓墣產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)，到

2024

年

基站端

GaN射頻器件規(guī)模達(dá)到峰值，市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)

9.4

億元。數(shù)據(jù)中心電源效率要求提升，GaN的市場(chǎng)前景明朗。隨著網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算的發(fā)展，

新物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和邊緣計(jì)算需求的激增，數(shù)據(jù)中心重要程度逐漸凸顯。受新冠疫情

影響，Gartner調(diào)查顯示，2020

年數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施支出同比下降了

10.3%，

約

60%的新數(shù)據(jù)中心設(shè)施建設(shè)受阻。但疫情導(dǎo)致的遠(yuǎn)程工作比例提高，實(shí)際上

數(shù)據(jù)中心處理的數(shù)據(jù)量有大幅增長(zhǎng)，能源效率與功率、數(shù)據(jù)密度的需求持續(xù)提升。

GaN技術(shù)使得電源體積進(jìn)一步縮小，從而允許在同一機(jī)架空間中添加更多的存

儲(chǔ)和內(nèi)存，并使數(shù)據(jù)中心的功率密度由

30

瓦/立方英寸提升至

50-60

瓦/立方英

寸甚至更高，即無需實(shí)際構(gòu)建更多的數(shù)據(jù)中心即可增加數(shù)據(jù)中心的容量。2023

年歐盟將提高對(duì)數(shù)據(jù)中心電源效率的要求，將進(jìn)一步促進(jìn)

GaN在數(shù)據(jù)中心中的

使用。Gartner預(yù)計(jì)

2021

年全球最終用戶數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施支出將以

6%的增速

達(dá)到

2000

億美元。3.2.3、

消費(fèi)電子：GaN快充市場(chǎng)迎來爆發(fā)期，音頻應(yīng)用為新亮點(diǎn)GaN電源市場(chǎng)成長(zhǎng)動(dòng)力十足。隨著多端口適配器的興起，OEM廠商將推出更多

GaN充電器。憑借設(shè)備設(shè)計(jì)、性能等要求的提高，GaN充電器滿足了便攜、快

充等不斷發(fā)展的客戶需求，并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹髁鳂?biāo)準(zhǔn)。從技術(shù)角度分析，采用

GaN技術(shù)的充電器外形尺寸可比傳統(tǒng)的基于硅的充電器減少

30-50%，整體系統(tǒng)效率

可提升至

95%，在相同尺寸和相同輸出功率的情況下，充電器外殼溫度將比傳

統(tǒng)充電器更低。此外，GaN充電器可以使用較小的變壓器和較小的機(jī)械散熱器，

因此整體重量可減少

15-30%。YoleDevelopment預(yù)測(cè)，2019

年

GaN電源目標(biāo)

市場(chǎng)約為

9000

萬(wàn)美元，2021

年將達(dá)到

1.6

億美元，而在

2022

年將增長(zhǎng)到

2.4

億美元。2020

年美國(guó)

CES展會(huì)中，參展的

GaN充電器數(shù)量已經(jīng)多達(dá)

66

款，

涵蓋了

18W、30W、65W、100W等多個(gè)功率段，GaN充電器市場(chǎng)迎來爆發(fā)期。音頻設(shè)備為

GaN器件應(yīng)用新亮點(diǎn)。音頻是一個(gè)擁有眾多細(xì)分市場(chǎng)的龐大的市場(chǎng)，

從專業(yè)音響，家庭音響到便攜音響的所有細(xì)分市場(chǎng)中，高質(zhì)量音頻均為首要評(píng)判

標(biāo)準(zhǔn)。引入

GaND類放大器的音頻系統(tǒng)能在不需要犧牲聲音質(zhì)量的前提下，以

更小更輕的設(shè)計(jì)提供更多的功率和更多的通道，滿足消費(fèi)者市場(chǎng)對(duì)出色音質(zhì)的追

求。2020

年，GaNSystem發(fā)布了一款為高音質(zhì)

12V音頻系統(tǒng)開發(fā)的參考設(shè)計(jì)，該參考設(shè)計(jì)有兩個(gè)通道，每通道（8

歐姆負(fù)載）Class-D音頻放大器支持

200

瓦

功率，允許

12V電源升壓到

18V給音頻系統(tǒng)供電，并支持+-32V輸出。GaN器

件使用，在保證音質(zhì)的前提下，將這款

400

瓦音頻產(chǎn)品的成本和功率輸出能力

上做到了很好的平衡。SemiconductorDigest認(rèn)為，到

2021

年底，音頻市場(chǎng)會(huì)

有更多品牌配備

GaN音頻放大器和配套電源，對(duì)高質(zhì)量音頻的需求正在推動(dòng)

D類音頻放大器市場(chǎng)的增長(zhǎng)。BCCResearch數(shù)據(jù)顯示，全球

D類音頻放大器市

場(chǎng)將從

2020

年的

24

億美元增長(zhǎng)到

2025

年的

35

億美元，2020-2025

年

CAGR為

7.7%。3.3、

競(jìng)爭(zhēng)格局：美國(guó)、歐洲、日本三足鼎立GaN下游應(yīng)用行業(yè)擁有大量的市場(chǎng)參與者。這些公司包括恩智浦、英飛凌、GaNSystem、EfficientPower、Qorvo、Cree等。全球

GaN市場(chǎng)的主要參與者通過

在銷售、市場(chǎng)和技術(shù)方面的密切合作顯示出協(xié)同效應(yīng)。GaN襯底供應(yīng)商也通過

與同行以及各種研究機(jī)構(gòu)建立戰(zhàn)略聯(lián)盟來擴(kuò)大規(guī)模，以建立自己在全球市場(chǎng)的參

與者地位。意法半導(dǎo)體在

2018

年與

CEA-Leti展開功率

GaN合作，主要涉及常

關(guān)型氮化鎵

HEMT和氮化鎵二極管設(shè)計(jì)及研發(fā)，并于

2020

年

3

月收購(gòu)法國(guó)

GaN創(chuàng)新企業(yè)

Exagan公司的多數(shù)股權(quán)；2018

年，Cree收購(gòu)了英飛凌的

RF部門成

為了全球最大的

GaN射頻器件供應(yīng)商；國(guó)內(nèi)企業(yè)聞泰科技

2019

年以

268

億元

成功收購(gòu)行業(yè)內(nèi)唯一量產(chǎn)交付客戶

GaNFET產(chǎn)品的化合物功率半導(dǎo)體公司安世

半導(dǎo)體，成為國(guó)內(nèi)首家世界級(jí)

IDM半導(dǎo)體公司。3.3.1、

住友電工：全球

GaN射頻器件

IDM龍頭廠商住友電工集團(tuán)是世界上最著名的通信廠商之一，其光纖光纜產(chǎn)銷量多年來名列世

界前列。集團(tuán)總部位于日本大阪，于

1897

年成立，在全球約

40

個(gè)國(guó)家擁有大

約

28

萬(wàn)名員工。住友電工自成立以來，一直以電線、電纜的制造技術(shù)為基礎(chǔ)，

通過獨(dú)創(chuàng)性的研究開發(fā)和對(duì)新事業(yè)的不懈挑戰(zhàn)，不斷創(chuàng)造新產(chǎn)品和新技術(shù)，擴(kuò)大

事業(yè)領(lǐng)域。目前，通過汽車、信息通信、電子、環(huán)境能源、產(chǎn)業(yè)原材料這五大事

業(yè)領(lǐng)域，在全球范圍內(nèi)開展事業(yè)。住友電工歷史悠久，公司技術(shù)研發(fā)緊跟時(shí)代發(fā)展。早在

2000

年，著眼于

GaN潛力的公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)開始著手開發(fā)“GaNHEMT”，并于

2005

年實(shí)現(xiàn)樣品順

利出貨，2006

年開始量產(chǎn)，2007

年該商品被采用于日本國(guó)內(nèi)

3G基站。SEDI在全世界范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了“GaNHEMT”的產(chǎn)品化，并且全力推進(jìn)低成本化，

從而推動(dòng)了

GaNHEMT在全世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用。2017-2021

財(cái)年，住友電工營(yíng)業(yè)收入與凈利潤(rùn)相對(duì)穩(wěn)定，2021

年公司營(yíng)業(yè)收入為

29185.80

億日元，凈利潤(rùn)為

563.44

億日，同比均小幅滑落。住友電工毛利

率穩(wěn)定，近

5

年始終維持在

18%左右，2021

年凈利率為

2.36%。4、

SiC：高溫大功率材料首選，新能源汽車領(lǐng)域?yàn)樽畲篁?qū)動(dòng)力4.1、

SiC是大勢(shì)所趨，市場(chǎng)前景廣闊碳化硅（SiC）由硅元素與碳元素組成，是原子的復(fù)合體，其物理特性取決于晶

體中碳、硅原子的排列結(jié)構(gòu)，性能差異主要取決于硅和碳原子的相對(duì)數(shù)目，以及

原子排列的不同結(jié)構(gòu)。目前已發(fā)現(xiàn)的

SiC同質(zhì)異型晶體結(jié)構(gòu)有

200

多種，其中

六方結(jié)構(gòu)的

4H型

SiC（4H-SiC）具有高臨界擊穿電場(chǎng)、高電子遷移率的優(yōu)勢(shì)，

是制造高壓、高溫、抗輻照功率半導(dǎo)體器件的優(yōu)良半導(dǎo)體材料，也是目前綜合性

能最好、商品化程度較高、技術(shù)較為成熟的第三代半導(dǎo)體材料。SiC功率器件的

研發(fā)始于

20

世紀(jì)

90

年代，目前已成為新型功率半導(dǎo)體器件研究開發(fā)的主流，

產(chǎn)業(yè)鏈主要包含單晶材料、外延材料、器件、模塊和應(yīng)用這幾個(gè)環(huán)節(jié)。SiC單晶材料主要分為導(dǎo)通型襯底和半絕緣襯底兩種。SiC晶片通常作為襯底，可以通過化學(xué)氣相沉積法（CVD），在晶片上淀積一層單晶形成外延片。其中，

在導(dǎo)電型

SiC襯底上生長(zhǎng)

SiC外延層制得的

SiC外延片，可進(jìn)一步制成功率器

件，并應(yīng)用于新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域。在半絕緣型

SiC襯底上生長(zhǎng)

GaN外延層制得的

SiC基

GaN（GaNonSiC）外

延片，可進(jìn)一步制成微波射頻器件，應(yīng)用于

5G通訊、雷達(dá)等領(lǐng)域。

與第一代半導(dǎo)體硅晶片類似，第三代半導(dǎo)體

SiC晶片向大尺寸方向不斷發(fā)展，

不斷提高下游對(duì)

SiC片的利用率和生產(chǎn)效率。在

8

英寸

SiC晶片尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)

化的情況下，6

英寸

SiC晶片將成為市場(chǎng)主流產(chǎn)品。導(dǎo)通型

SiC襯底材料方面，

作為制造

SiC功率半導(dǎo)體器件的基材，根據(jù)

YoleDevelopment統(tǒng)計(jì)，2017

年

4

英寸導(dǎo)通型

SiC晶圓市場(chǎng)接近

10

萬(wàn)片；6

英寸導(dǎo)通型

SiC晶圓供貨約

1.5

萬(wàn)片；

預(yù)計(jì)到

2020

年，4

英寸導(dǎo)通型

SiC晶圓的市場(chǎng)需求保持在

10

萬(wàn)片左右，單價(jià)

將降低

25%；6

英寸導(dǎo)通型

SiC晶圓的市場(chǎng)需求將超過

8

萬(wàn)片。半絕緣型

SiC襯底方面，當(dāng)前主流半絕緣襯底的產(chǎn)品以

4

英寸為主。YoleDevelopment預(yù)計(jì)，

到

2020

年，4

英寸半絕緣襯底的市場(chǎng)保持在

4

萬(wàn)片，而

6

英寸半絕緣襯底的市

場(chǎng)迅速提升至

4-5

萬(wàn)片；2025-2030

年，4

英寸半絕緣襯底逐漸退出市場(chǎng)，而

6

英寸晶圓將增長(zhǎng)至

20

萬(wàn)片。全球

SiC市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，美國(guó)企業(yè)處于龍頭地位。根據(jù)

IHSMarkit數(shù)據(jù)，

2019

年

SiC功率器件市場(chǎng)規(guī)模約

6.1

億美元，受新能源汽車等領(lǐng)域較大需求的

驅(qū)動(dòng)，2025

年全球

SiC功率器件的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到

30

億美元，年均復(fù)合增速

達(dá)到

30.4%。國(guó)內(nèi)

SiC產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)替代方向明確。國(guó)內(nèi)

SiC晶體、晶片領(lǐng)域的

研究從

20

世紀(jì)

90

年代末開始起步，在行業(yè)發(fā)展初期受到技術(shù)水平和產(chǎn)能規(guī)模

的限制，未進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)。進(jìn)入

21

世紀(jì)以來，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導(dǎo)

下，國(guó)內(nèi)

SiC晶片產(chǎn)業(yè)發(fā)展大幅提速。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2018

年國(guó)內(nèi)

SiC單晶片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為

34.09

億元，較

2017

年的

34.15

億元小幅下滑

0.18%。

目前國(guó)內(nèi)

SiC產(chǎn)品

80%左右依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)替代空間較大。以天科合達(dá)為代表

的第三代半導(dǎo)體材料制造企業(yè)經(jīng)過十余年的自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備研制、原料合

成、晶體生長(zhǎng)、晶體切割、晶片加工、清洗檢測(cè)的全流程自主可控，有能力為下

游外延器件廠商穩(wěn)定提供高品質(zhì)

SiC晶片，為

SiC下游廠商實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代提供

了條件。未來伴隨國(guó)內(nèi)新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等行業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)

SiC材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)技術(shù)將得到進(jìn)一步

提升。4.2、新能源汽車+新能源發(fā)電，打開

SiC市場(chǎng)空間4.2.1、新能源汽車及充電樁：現(xiàn)階段

SiC的主要應(yīng)用領(lǐng)域與

GaN相比，SiC擁有更高的熱導(dǎo)率和更成熟的技術(shù)，適用于

1200V以上的高

溫大電力領(lǐng)域，多制作用于高壓、高溫、高頻、高抗輻射的大功率器件，在新能

源汽車、新能源發(fā)電、軌道交通、航天航空、國(guó)防軍工等極端環(huán)境的應(yīng)用有著不

可替代的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)

YoleDevelopment的數(shù)據(jù)，2017-2023

年

SiC功率器件的

CAGR將超過

30%，新能源汽車和充電設(shè)施是其中增長(zhǎng)最快的兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。新能源汽車領(lǐng)域是

SiC功率器件應(yīng)用推廣的主要驅(qū)動(dòng)力。SiC大量運(yùn)用在

DC-DC轉(zhuǎn)換器、牽引逆變器、車載充電器等方面。隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)的擴(kuò)大，

SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)需求激增，據(jù)

YoleDevelopment數(shù)據(jù)顯示，2018

年，新能

源汽車細(xì)分領(lǐng)域中

SiC市場(chǎng)規(guī)模約為

1.13

億美元，預(yù)計(jì)

2024

年

SiC市場(chǎng)規(guī)模

達(dá)到

9.46

億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到

29%。2019

年，全球新能源汽車

SiC二極管和晶體管市場(chǎng)規(guī)模

2600

萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)

2021

年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到

5700

萬(wàn)美

元。DIGITIMESResearch預(yù)計(jì)到

2025

年，電動(dòng)汽車用

SiC功率半導(dǎo)體將占

SiC功率半導(dǎo)體總市場(chǎng)的

37%以上，高于

2021

年的

25%。新能源車市場(chǎng)增速遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)燃油車，帶動(dòng)

SiC功率器件用量快速提升。據(jù)

EVsales的數(shù)據(jù)顯示，2019

年全球新能源汽車銷量為

221

萬(wàn)輛，IHS統(tǒng)計(jì)中國(guó)市

場(chǎng)銷量達(dá)到

107

萬(wàn)輛，占全球比重達(dá)

48.4%。預(yù)計(jì)到

2025

年，中國(guó)新能源滲透

率約為

20.8%，市場(chǎng)規(guī)模約為

548

萬(wàn)輛，其中純電動(dòng)占

64%，插電式混動(dòng)占

36%，

新能源車市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)燃油車，帶動(dòng)

SiC功率器件用量快速提升，

YoleDevelopment預(yù)計(jì)

2025

年

SiC汽車市場(chǎng)將擁有

38%的年均增長(zhǎng)率，市場(chǎng)

規(guī)模將超過

15

億美元。未來，使用

SiC器件的新能源汽車將更具有成本優(yōu)勢(shì)。目前全球已有超

20

余家

汽車廠商開始采用

SiC器件。羅姆贊助的

Venturi車隊(duì)在

2016

年

Formula-E第

三賽季使用了

IGBT+SiCSBD的功率模塊配置，與傳統(tǒng)逆變器相比，該逆變器

重量降低

2kg，尺寸減小

19%；2017

年的第四賽季采用擁有

SiMOS+SiCSBD模塊的逆變器，其重量降低

6kg，尺寸減小

43%。目前，特斯拉的

Model3

采用了意法半導(dǎo)體和英飛凌的

SiC逆變器，其電控系統(tǒng)共搭載了

24

個(gè)

650V、100A的

SiC基

MOSFET功率模塊，每個(gè)模塊由兩個(gè)芯片并聯(lián)組成，特斯拉亦成為第

一家在主逆變器中集成全

SiC功率模塊的車企；豐田也將于

2020

年正式推出搭

載

SiC器件的電動(dòng)汽車，全

SiC的逆變器預(yù)計(jì)將從

2023

年開始在主流豪華車品

牌中量產(chǎn)。據(jù)

Cree測(cè)算，使用

SiC逆變器能夠提升

5-10%的續(xù)航，節(jié)省

400-800

美元的電池成本（80kWh電池、102

美元/kWh），與新增

200

美元的

SiC器件

成本抵消后，能夠?qū)崿F(xiàn)至少

200

美元的單車成本下降。據(jù)羅姆測(cè)算，到

2026

年，

幾乎所有搭載

800V動(dòng)力電池的車型采用

SiC方案都將更具成本優(yōu)勢(shì)。SiC功率器件在充電模塊中的滲透率不斷增大，汽車充電樁帶動(dòng)

SiC市場(chǎng)規(guī)模

持續(xù)提升。SiC器件應(yīng)用于新能源汽車充電樁，可以減小充電樁體積，提高充電

速度。為滿足新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要，自

2011

年起，新能源汽車充電樁就

一直處在快速建設(shè)的階段。新能源汽車充電樁以公共充電樁為主，目前數(shù)量最多

的經(jīng)濟(jì)體分別是中國(guó)、歐盟和美國(guó)。截至

2019

年底，美國(guó)和歐盟分別約有

7.5

萬(wàn)個(gè)和

16.9

萬(wàn)個(gè)公共充電樁。隨著國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，充電樁市

場(chǎng)發(fā)展前景也越來越廣闊。根據(jù)中國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟發(fā)布數(shù)據(jù)，

截至

2020

年

4

月，聯(lián)盟內(nèi)成員單位總計(jì)上報(bào)公共類充電樁

54.7

萬(wàn)臺(tái)，私人充

電樁

74

萬(wàn)臺(tái)。另外，電動(dòng)汽車的車載充電機(jī)市場(chǎng)