根据观研报告网发布的《》显示，半导体材料发展至今已到第三代，目前，以氮化镓（gan）、碳化硅（sic）为代表的第三代半导体具备优异的材料物理特性，有更高饱和漂移速度和更高的临界击穿电压等突出优点，适合大功率、高温、高频、抗辐照应用场合。而与si相比，sic在耐高压、耐高温、高频等方面具备碾压优势，是材料端革命性的突破。此外，氮化镓因为生长速率慢，反应副产物多，生产工艺复杂，大尺寸单晶生长困难，目前 氮化镓单晶生长尺寸在2英寸和4英寸，相比碳化硅难度更高。因此第三代半导体目前普遍采用碳化硅作为衬底材料，在高压和高可靠性领域选择碳化硅外延，在高频领域选择氮化镓外延。
三代半导体材料性能对比
项目 |
第一代（si） |
第二代（gaas） |
第三代（4h-sic） |
第三代（gan） |
禁带宽度（ev） |
1.12 |
1.43 |
3.2 |
3.4 |
饱和电子漂移速率（cm/s） |
1.0*107 |
1.0*107 |
2.0*107 |
2.5*107 |
热导率（w·cm1·k1） |
1.5 |
0.54 |
4 |
1.3 |
击穿电场强度（mv/cm） |
0.3 |
0.4 |
3.5 |
3.3 |
目前第三代半导体器件已经迅速进入了新能源汽车、光伏逆变、5g基站、pd快充等应用领域，碳化硅主要应用在新能源汽车和工控等领域。2020年我国第三代半导体产业电力电子和射频电子总产值超过100亿元，同比增长69.5%。其中，sic、gan电力电子产值规模达44.7亿元，同比增长54%。
近年来，国内政策积极推进第三代半导体产业发展，政策利好使得半导体大厂们纷纷布局sic领域。
国内第三代半导体相关政策梳理
发布时间 |
发布单位 |
政策法规名称 |
相关内容 |
2014年 |
工信部 |
《国家集成电路产业发展推进纲要》 |
纲要提出设立国家产业投资基金，重点支持集成电路等产业发展，促进工业转型升级，同时鼓励社会各类风险投资和股权投资基金进入集成电路领域。 |
2015年 |
国务院 |
《中国制造2025》 |
将集成电路及专用装备作为“新一代信息技术产业”纳入大力推动突破发展的重点领域，着力提升集成电路设计水平。 |
2015年 |
国务院 |
《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》 |
启动集成电路重大生产力布局规划工程，实施一批带动作用强的项目，推动产业能力实现快速跃升。 |
2016年 |
科技部、国家发改委、外交部、商务部 |
《推进“一带一路”建设科技创新合作专项规划》 |
共同开展第三代半导体等先进材料制造技术合作研发。 |
2017年 |
科技部、交通运输部 |
《“十三五”交通领域科技创新专项规划》 |
建立汽车电子控制技术创新及测试评价平台，开展igbt、碳化硅、氮化镓等电力电子器件技术研发及产品开发和零部件、系统的软硬件测试技术研究与测试评价技术规范体系研究。 |
2018年 |
统计局 |
《战略性新兴产业分类（2018）》 |
将集成电路制造和半导体分立器件制造列为战略性新兴产业。 |
2019年 |
财政部、国家税务总局 |
《关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告》 |
依法成立且符合条件的集成电路设计企业和软件企业，在2018年12月31日前自获利年度起计算优惠期，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，并享受至期满为止。 |
2019年 |
国务院 |
《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》 |
面向量子信息、类脑芯片、第三代半导体、下一代人工智能、靶向药物、免疫细胞治疗、干细胞治疗、基因检测八大领域，加快培育布局一批未来产业。 |
2020年 |
国务院 |
《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》 |
国家鼓励的重点集成电路设计企业和软件企业，自获利年度起，第一年至第五年免征企业所得税，接续年度减按10%的税率征收企业所得税。 |
2021年 |
全国人大 |
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》 |
培育先进制造业集群，推动集成电路、航空航天等产业创新发展。瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。 |
碳化硅产业链环节分为设备、衬底片、外延片和器件环节。从事衬底片的国内厂商主要有露笑科技、三安光电、天科合达、山东天岳等；从事碳化硅外延生长的厂商主要有瀚天天成和东莞天域等；从事碳化硅功率器件的厂商较多，包括比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、士兰微、斯达半导、扬杰科技、泰科天润等。
碳化硅功率器件被广泛应用于新能源汽车中的主驱逆变器、dc/dc转换器、充电系统中的车载充电机和充电桩等，光伏、风电等领域。目前sic行业发展的痛点在于行业发展仍属初期，衬底材料高昂的制备成本和较低的良率带来的高售价，随着技术成熟及供应商产能扩张，sic成本有望实现快速下降。同时，受益新能源汽车的放量，碳化硅功率器件市场将快速增长。经测算，2021-2025年我国新能源车用sic器件市场规模有望从988百万元增至6161百万元。
2021-2025年我国新能源车用sic器件市场空间测算
|
2021e |
2022e |
2023e |
2024e |
2025e |
新能源车出货量（百万辆） |
202 |
270 |
390 |
514 |
669 |
主逆变器 |
|
||||
其中：乘用车sic渗透率 |
21% |
21% |
21% |
24% |
26% |
商用车sic渗透率 |
1% |
2% |
3% |
4% |
6% |
sic单车价值量（元） |
|
||||
其中：乘用车 |
7141 |
6097 |
5182 |
4364 |
3555 |
商用车 |
9900 |
8359 |
7228 |
6188 |
5099 |
sic器件市场规模（百万元） |
988 |
1346 |
1916 |
2604 |
3279 |
车载充电机（obc） |
|
||||
sic器件市场规模（百万元） |
0 |
57 |
222 |
414 |
675 |
直流转换器（dc-dc） |
|
||||
sic器件市场规模（百万元） |
0 |
115 |
444 |
829 |
1349 |
快速充电桩（booster） |
|
||||
sic器件市场规模（百万元） |
0 |
82 |
411 |
576 |
859 |
新能源车用sic器件市场规模（百万元） |
988 |
1600 |
2993 |
4423 |
6161 |
同比增速 |
65.2% |
61.9% |
87.1% |
47.7% |
39.3% |
行业分析报告是决策者了解行业信息、掌握行业现状、判断行业趋势的重要参考依据。随着国内外经济形势调整，未来我国各行业的发展都将进入新阶段，决策和判断也需要更加谨慎。在信息时代中谁掌握更多的行业信息，谁将在未来竞争和发展中处于更有利的位置。
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