2021-2027年第三代半导体产业深度分析与趋势预测报告

第三代半导体指禁带宽度大于2.2eV的半导体材料,也称为宽禁带半导体材料。半导体材料共经历了三个发展阶段:第一阶段是以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代半导体材料;第二阶段是以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等化合物为代表;而以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、等宽带半导体原料为主的第三代半导体材料,可以被广泛应用于消费电子、照明、新能源汽车、导弹、卫星等各个领域,且具备众多的优良性能,可突破第一、二代半导体材料的发展瓶颈,随着技术的发展有望全面取代第一、二代半导体材料。

我国第三代半导体产业发展缘自2013年科技部863计划,计划将之列为战略发展产业。2016年国务院国家新产业发展领导小组将其列为重点发展方向,除此之外,福建等27个地区陆续推出近30条第三代半导体产业相关政策,2016年为第三代半导体产业元年。

2019年,国家级战略《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》明确要求长江三角洲区域加快培育布局第三代半导体产业。2020年,我国计划把大力支持发展第三代半导体产业,写入正在制定中的“十四五”规划,计划在2021-2025年期间,在教育、科研、开发、融资、应用等各个方面,大力支持发展第三代半导体产业,以期实现产业独立自主。

对于第三代半导体的发展,国内高度重视。2019年12月,国家级战略《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》明确要求加快培育布局第三代半导体产业,推动制造业高质量发展。2020年7月,《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》指出国家鼓励的集成电路设计、装备、材料、封装、测试企业和软件企业,自获利年度起,第一年至第二年免征企业所得税,第三年至第五年按照25%的法定税率减半征收企业所得税。2020年,我国计划把大力支持发展第三代半导体产业,写入正在制定中的“十四五”规划。

产业链:各环节均有较多企业参与

第三代半导体材料主要以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为主。碳化硅(SiC)生产过程分为SiC单晶生长、外延层生长及器件制造三大步骤,对应的是产业链衬底、外延、器件与模组三大环节。

GaN产业链按环节分为Si衬底(或GaN单晶衬底、SiC、蓝宝石)、GaN材料外延、器件设计、器件制造、封测以及应用。各个环节国内均有企业涉足,如在射频领域,SiC衬底生产商有天科合达、山东天岳等,GaN衬底有维微科技、科恒晶体、镓铝光电等公司。外延片涉足企业有晶湛半导体、聚能晶源、英诺赛科等。苏州能讯、四川益丰电子、中科院苏州纳米所等公司则同时涉足多环节,力图形成全产业链公司。

市场规模:产能、规模高速增长

第三代半导体材料是5G时代的主要材料,与传统的第一代、第二代半导体材料硅(Si)和砷化镓(GaAs)相比,第三代半导体具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大等独特性能,使其在光电器件、电力电子、射频微波器件等方面展现出巨大的潜力。

在国家政策的大力支持下,国内第三代半导体产线陆续开通,产能不断增加。据CASA Research不完全统计,2019年,国内主要企业Si基GaN外延片(不含LED)折算6英寸产能约为20万片/年,Si基GaN器件(不含LED)折算6英寸产能约为19万片/年。SiC基GaN外延片折算4英寸产能约为10万片/年,SiC基GaN器件折算4英寸产能约为8万片/年。

SiC方面,国内主要企业导电型SiC衬底折合4英寸产能约为50万片/年,半绝缘SiC衬底折合4英寸产能约为寸产能约为20万片/年;SiC外延片折算6英寸产能约为20万片/年。

2016-2019年我国SiC、GaN电力电子产业值持续提高。据CASA初步统计,2019年,我国SiC、GaN电力子和微波射频产值(供给)超过60亿元。2019年我国SiC、GaN电力子产值规模达26亿元,同比增长84%。

GaN微波射频产值方面,2016年9月科技部立项国家重点研发计划,旨在针对5G通信需求,建立开放的工艺代工线,实现GaN器件与电路在通信系统的应用,推动我国第三代半导体在射频功率领域的可持续发展。我国GaN微波射频产值不断增长,据CASA数据,2019年我国GaN微波射频产值规模近38亿元,同比增长74%。

应用市场:主要应用消费类电源和新能源汽车

从各应用市场来看,中国SiC、GaN电力电子器件主要应用于新能源汽车、消费类电源和工商业电源应用。在消费电子方面,快充电源作为新应用带来较大的市场。新能源汽车方面,我国作为全球最大的新能源汽车市场,随着下游特斯拉开始大量推进SiC解决方案,国内的厂商也快速跟进,以比亚迪为代表的整车厂商开始全方位布局,推动第三半导体器件在汽车领域的发展。

2019年,国内第三代半导体产业投资热度居高不下。据CASA,SiC投资14起,涉及金额220.8亿元;GaN投资3起,涉及金额45亿元。全年已披露的投资扩产金额达到265.8亿元(不含光电),较2018年同比增长60%。具体看国内部分重点第三代半导体领域投资项目,2020年7月,长沙三安光电第三代半导体项目总投资160亿元,主要建设具有自主知识产权的衬底(碳化硅)、外延、芯片及封装产业生产基地。项目建成达产后将形成超百亿元的产业规模,并带动上下游配套产业产值预计逾千亿元。

2020年6月,深圳市同力实业有限公司坪山半导体产业园(多彩)项目预计投资50亿元,园区将集聚第三代半导体上下游产业链,形成集聚发展态势。坪山集成电路及第三代半导体产业集聚已经渐成规模,集聚了中芯国际、比亚迪(中央研究院)、昂纳科技、金泰克、基本半导体、拉普拉斯等重点企业。

区域方面,我国第三代半导体产业初步形成了京津冀鲁、长三角、珠三角、闽三角、中西部等五大重点区域。据CASA,2015年下半年-2019年底期间,长三角区域第三代半导体产业具备集聚优势,投资金额较多,达到715亿元,其中2019年投资总额超过107亿元,占比达到43%,其次为中西部区域,占比达25%。对公报价7000元1498052617

我国第三代半导体发展虽然较晚,但是发展速度较快。当前第三代半导体产业政策呈现利好趋势、产业链日趋完善、众多企业积极参与,国内第三代半导体产线、产能不断增加,市场规模持续增加,应用市场不断拓展,投资热度持续高涨。整体而言,对于2020年的第三代半导体产业发展,总体趋势向好。

报告目录
第一章 第三代半导体相关概述
1.1 第三代半导体基本介绍
1.1.1 基础概念界定
1.1.2 主要材料简介
1.1.3 历代材料性能
1.1.4 产业发展意义
1.2 第三代半导体产业发展历程分析
1.2.1 材料发展历程
1.2.2 产业演进全景
1.2.3 产业转移路径
1.3 第三代半导体产业链构成及特点
1.3.1 产业链结构简介
1.3.2 产业链图谱分析
1.3.3 产业链生态体系
1.3.4 产业链体系分工
1.3.5 产业链联盟建设
第二章 2018-2020年全球第三代半导体产业发展分析
2.1 2018-2020年全球第三代半导体产业运行状况
2.1.1 国际产业格局
2.1.2 市场规模增长
2.1.3 市场结构分析
2.1.4 研发项目规划
2.1.5 应用领域格局
2.2 美国
2.2.1 研发支出规模
2.2.2 产业技术优势
2.2.3 技术创新中心
2.2.4 技术研发动向
2.2.5 战略层面部署
2.3 日本
2.3.1 产业发展计划
2.3.2 研究成果丰硕
2.3.3 封装技术联盟
2.3.4 照明领域状况
2.3.5 研究领先进展
2.4 欧盟
2.4.1 研发项目历程
2.4.2 产业发展基础
2.4.3 前沿企业格局
2.4.4 未来发展热点
第三章 2018-2020年中国第三代半导体产业发展环境PEST分析
3.1 政策环境(Political)
3.1.1 中央部委政策支持
3.1.2 地方政府扶持政策
3.1.3 材料领域专项规划
3.1.4 贸易关税摩擦影响
3.2 经济环境(Economic)
3.2.1 宏观经济概况
3.2.2 工业运行情况
3.2.3 经济转型升级
3.2.4 未来经济展望
3.3 社会环境(Social)
3.3.1 社会教育水平
3.3.2 人口规模与构成
3.3.3 产业结构演进
3.3.4 技术人才储备
3.4 技术环境(Technological)
3.4.1 专利技术构成
3.4.2 科技计划专项
3.4.3 国际技术成熟
3.4.4 产业技术联盟
第四章 2018-2020年中国第三代半导体产业发展分析
4.1 中国第三代半导体产业发展特点
4.1.1 企业以IDM模式为主
4.1.2 制备工艺不追求顶尖
4.1.3 衬底和外延是关键环节
4.1.4 各国政府高度重视发展
4.1.5 国际龙头企业加紧布局
4.1.6 军事用途导致技术禁运
4.2 2018-2020年中国第三代半导体产业发展运行综述
4.2.1 产业发展现状
4.2.2 产业整体产值
4.2.3 产业产线规模
4.2.4 产业供需状态
4.2.5 产业成本趋势
4.2.6 产业应用前景
4.2.7 未来发展趋势
4.3 2018-2020年中国第三代半导体市场发展状况分析
4.3.1 市场发展规模
4.3.2 细分市场结构
4.3.3 企业竞争格局
4.3.4 重点企业介绍
4.3.5 产品发展动力
4.4 2018-2020年中国第三代半导体上游原材料市场发展分析
4.4.1 上游金属硅产能扩张
4.4.2 上游金属硅价格走势
4.4.3 上游氧化锌市场需求
4.4.4 上游材料产业链布局
4.4.5 上游材料竞争状况分析
4.5 中国第三代半导体产业发展问题分析
4.5.1 产业发展问题
4.5.2 市场推进难题
4.5.3 技术发展挑战
4.5.4 城市竞争激烈
4.5.5 材料发展挑战
4.6 中国第三代半导体产业发展建议及对策
4.6.1 建设产业联盟
4.6.2 加强企业培育
4.6.3 集聚产业人才
4.6.4 推动应用示范
4.6.5 材料发展思路
第五章 2018-2020年第三代半导体氮化镓(GaN)材料及器件发展分析
5.1 GaN材料基本性质及制备工艺发展状况
5.1.1 GaN结构性能
5.1.2 GaN制备工艺
5.1.3 GaN材料类型
5.1.4 技术专利发展
5.1.5 技术发展趋势
5.2 GaN材料市场发展概况分析
5.2.1 市场发展规模
5.2.2 材料价格走势
5.2.3 应用市场结构
5.2.4 应用市场预测
5.2.5 市场竞争格局
5.3 GaN器件及产品研发情况
5.3.1 器件产品类别
5.3.2 GaN晶体管
5.3.3 射频器件产品
5.3.4 射频模块产品
5.3.5 GaN光电器件
5.3.6 电力电子器件
5.4 GaN器件应用领域及发展情况
5.4.1 电子电力器件应用
5.4.2 高频功率器件应用
5.4.3 器件应用发展状况
5.4.4 应用实现条件与对策
5.5 GaN器件发展面临的挑战
5.5.1 器件技术难题
5.5.2 电源技术瓶颈
5.5.3 风险控制建议
第六章 2018-2020年第三代半导体碳化硅(SiC)材料及器件发展分析
6.1 SiC材料基本性质与制备技术发展状况
6.1.1 SiC性能特点
6.1.2 SiC制备工艺
6.1.3 SiC产品类型
6.1.4 单晶技术专利
6.1.5 制备技术布局
6.2 SiC材料市场发展概况分析
6.2.1 材料价格走势
6.2.2 材料市场规模
6.2.3 市场应用结构
6.2.4 市场竞争格局
6.2.5 企业研发布局
6.3 SiC器件及产品研发情况
6.3.1 器件产品现状
6.3.2 电力电子器件
6.3.3 功率模块产品
6.3.4 产品发展趋势
6.4 SiC器件应用领域及发展情况
6.4.1 应用整体技术路线
6.4.2 电网应用技术路线
6.4.3 电力牵引应用技术路线
6.4.4 电动汽车应用技术路线
6.4.5 家用电器和消费类电子应用
第七章 第三代半导体其他材料发展状况分析
7.1 Ⅲ族氮化物半导体材料发展分析
7.1.1 基础概念介绍
7.1.2 材料结构性能
7.1.3 材料制备工艺
7.1.4 主要器件产品
7.1.5 应用发展状况
7.1.6 发展建议对策
7.2 宽禁带氧化物半导体材料发展分析
7.2.1 基本概念介绍
7.2.2 材料结构性能
7.2.3 材料制备工艺
7.2.4 主要应用器件
7.3 氧化镓(Ga2O3)半导体材料发展分析
7.3.1 材料结构性能
7.3.2 材料制备工艺
7.3.3 主要技术发展
7.3.4 器件应用发展
7.3.5 未来发展趋势
7.4 金刚石半导体材料发展分析
7.4.1 材料结构性能
7.4.2 衬底制备工艺
7.4.3 主要器件产品
7.4.4 应用发展状况
7.4.5 未来发展前景
第八章 2018-2020年第三代半导体下游应用领域发展分析
8.1 第三代半导体下游产业应用领域发展概况
8.1.1 下游产业结构布局
8.1.2 下游产业优势特点
8.1.3 下游产业需求旺盛
8.2 2018-2020年电子电力领域发展状况
8.2.1 全球市场发展规模
8.2.2 国内市场发展规模
8.2.3 器件市场分布状况
8.2.4 器件厂商布局分析
8.2.5 器件产品价格走势
8.2.6 应用市场发展规模
8.3 2018-2020年微波射频领域发展状况
8.3.1 射频器件市场规模
8.3.2 射频器件市场结构
8.3.3 射频器件市场占比
8.3.4 射频器件价格走势
8.3.5 国防基站应用规模
8.3.6 移动通信基站带动
8.3.7 射频器件市场
8.4 2018-2020年半导体照明领域发展状况
8.4.1 行业发展现状
8.4.2 行业发展规模
8.4.3 应用市场分布
8.4.4 应用发展趋势
8.4.5 照明技术突破
8.4.6 照明发展方向
8.5 2018-2020年激光器与探测器应用发展状况
8.5.1 市场规模现状
8.5.2 应用研发现状
8.5.3 激光器应用发展
8.5.4 探测器应用发展
8.5.5 未来发展趋势
8.6 2018-2020年5G通讯领域发展状况
8.6.1 市场发展规模
8.6.2 赋能射频产业
8.6.3 应用发展方向
8.6.4 产业发展趋势
8.7 2018-2020年新能源汽车领域发展状况
8.7.1 行业市场规模
8.7.2 应用市场规模
8.7.3 市场需求预测
8.7.4 SiC应用示范
第九章 2018-2020年第三代半导体材料产业区域发展分析
9.1 2018-2020年第三代半导体产业区域发展概况
9.1.1 产业区域分布
9.1.2 重点区域建设
9.2 
京津翼地区第三代半导体产业发展分析
9.2.1 北京产业政策扶持
9.2.2 北京产业基地发展
9.2.3 保定检测平台落地
9.2.4 应用联合创新基地
9.2.5 区域未来发展趋势
9.3 中西部地区第三代半导体产业发展分析
9.3.1 四川产业政策历程
9.3.2 重庆相关领域态势
9.3.3 陕西产业项目规划
9.4 珠三角地区第三代半导体产业发展分析
9.4.1 广东产业发展布局
9.4.2 深圳产业园区规划
9.4.3 东莞基地发展建设
9.4.4 区域未来发展趋势
9.5 华东地区第三代半导体产业发展分析
9.5.1 江苏产业发展概况
9.5.2 苏州产业联盟聚集
9.5.3 山东产业布局动态
9.5.4 福建产业支持政策
9.5.5 区域未来发展趋势
9.6 第三代半导体产业区域发展建议
9.6.1 提高资源整合效率
9.6.2 补足SiC领域短板
9.6.3 开展关键技术研发
9.6.4 鼓励地方加大投入
第十章 第三代半导体产业重点企业经营状况分析
10.1 三安光电
10.1.1 企业发展概况
10.1.2 业务经营分析
10.1.3 财务状况分析
10.1.4 核心竞争力分析
10.1.5 公司发展战略
10.1.6 未来前景展望
10.2 北京耐威科技
10.2.1 企业发展概况
10.2.2 业务经营分析
10.2.3 财务状况分析
10.2.4 核心竞争力分析
10.2.5 公司发展战略
10.2.6 未来前景展望
10.3 华润微电子
10.3.1 企业发展概况
10.3.2 业务经营分析
10.3.3 财务状况分析
10.3.4 核心竞争力分析
10.3.5 公司发展战略
10.3.6 未来前景展望
10.4 湖北台基半导体
10.4.1 企业发展概况
10.4.2 业务经营分析
10.4.3 财务状况分析
10.4.4 核心竞争力分析
10.4.5 公司发展战略
10.4.6 未来前景展望
10.5 无锡新洁能
10.5.1 企业发展概况
10.5.2 业务经营分析
10.5.3 财务状况分析
10.5.4 核心竞争力分析
10.5.5 公司发展战略
10.5.6 未来前景展望
10.6 华灿光电
10.6.1 企业发展概况
10.6.2 业务经营分析
10.6.3 财务状况分析
10.6.4 核心竞争力分析
10.6.5 公司发展战略
10.6.6 未来前景展望
第十一章 第三代半导体产业投资价值综合评估
11.1 行业投资背景
11.1.1 行业投资现状
11.1.2 投资市场周期
11.1.3 行业投资机会
11.1.4 行业投资前景
11.2 行业投融资情况
11.2.1 国际投资案例
11.2.2 国内投资案例
11.2.3 国际企业并购
11.2.4 国内企业并购
11.3 行业投资壁垒
11.3.1 技术壁垒
11.3.2 资金壁垒
11.3.3 贸易壁垒
11.4 行业投资风险
11.4.1 企业经营风险
11.4.2 技术迭代风险
11.4.3 行业竞争风险
11.4.4 产业政策变化风险
11.5 行业投资建议
11.5.1 积极把握5G通讯市场机遇
11.5.2 收购企业实现关键技术突破
11.5.3 关注新能源汽车催生需求
11.5.4 国内企业向IDM模式转型
11.5.5 加强高校与科研院所合作
11.6 投资项目案例
11.6.1 项目基本概述
11.6.2 投资价值分析
11.6.3 建设内容规划
11.6.4 资金需求测算
11.6.5 实施进度安排
11.6.6 经济效益分析
第十二章 2021-2027年第三代半导体产业前景与趋势预测
12.1 第三代半导体未来发展前景与趋势
12.1.1 应用领域展望
12.1.2 产业发展机遇
12.1.3 重要发展窗口期
12.1.4 产业发展战略
12.2 2021-2027年第三代半导体产业预测分析
12.2.1 2021-2027年中国第三代半导体影响因素分析
12.2.2 2021-2027年中国第三代半导体市场规模预测
12.2.3 2021-2027年中国第三代半导体市场结构预测
附录
附录一:关于促进中关村顺义园第三代半导体等前沿半导体产业创新发展的若干措施
附录二:“十三五”材料领域科技创新专项规划
图表目录
图表 不同半导体材料性能比较(一)
图表 不同半导体材料性能比较(二)
图表 碳化硅、氮化镓的性能优势
图表 半导体材料发展历程及现状
图表 第三代半导体产业演进示意图
图表 第三代半导体产业链
图表 第三代半导体衬底制备流程
图表 第三代半导体产业链全景图
图表 第三代半导体健康的产业生态体系
图表 中国第三代半导体产业技术创新战略联盟成员(一)
图表 中国第三代半导体产业技术创新战略联盟成员(二)
图表 中国第三代半导体产业技术创新战略联盟成员(三)
图表 世界各国第三代半导体产业布局
图表 全球第三代半导体产业格局
图表 美国下一代功率电子技术国家制造业创新中心组成成员(一)
图表 美国下一代功率电子技术国家制造业创新中心组成成员(二)
图表 日本下一代功率半导体封装技术开发联盟成员(一)
图表 日本下一代功率半导体封装技术开发联盟成员(二)
图表 欧洲LAST POWER产学研项目成员
图表 2020年国家部委关于集成电路产业的扶持政策汇总(一)
图表 衬底研发重点企业盘点
更多图表见正文……

本文源自头条号:产业深度

标签