1、 电子设备行业专题研究 第三代半导体大有可为 2020 年 10 月 09 日 【投资要点投资要点】 第三代半导体走向舞台中央。第三代半导体走向舞台中央。半导体材料作为产业发展的基础，经历 了数代的更迭，以碳化硅及氮化镓为代表的第三代半导体，由于其优 异的性能表现， 逐步受到市场的关注， 成为未来超越摩尔定律的倚赖。 我国为了把握住第三代半导体发展的战略机遇，持续推出产业支持政 策，在国家层面加大了产业的战略指导，在财税政策方面提供各种优 惠扶持政策。国内针对第三代半导体产业的投资金额也日益增长，已 经初步形成了第三代半导体完善的产业链布局。 全球第三代半导体市场正蓬勃发展。全球第三代半导体市

2、场正蓬勃发展。SiC 及 GaN 在材料性能上各有优 劣，因此在应用领域上各有侧重及互补。GaN 由于其优异的高频性能， 未来在射频领域具备良好的发展空间，预计到 2024 年，全球 GaN 市 场规模将达到 20 亿美元，复合增长率为 21%；SiC 在高功率领域具备 较好的表现，因此在电动汽车将是主要发展领域，整体市场规模在 2025 年将达到 32 亿美元左右，复合增长率将保持在 30%以上。 我国第三代半导体有望在技术发展上我国第三代半导体有望在技术发展上实现追赶实现追赶。在第一代及第二代半 导体材料的发展上，我国起步时间远远慢于其他国家，导致在材料上 处处受制于人，但是在第三代半导体

3、材料领域国内厂商起步与国外厂 商相差不多，有希望实现技术上的追赶，完成国产替代。从国内应用 领域来看，消费电子依旧是主要应用市场，占据了 28%的份额，其次 是工业及新能源汽车领域，市场份额分别为 26%和 11%，在电力电子 及微波通讯领域市场规模均保持稳步的增长。 【配置建议】【配置建议】 建议关注华润微（688396） ，公司是国内领先的功率半导体制造商， 公司瞄准第三代半导体发展机遇，建立了国内首条 6 英寸 SiC 产线， 规划产能可以达到 1000 片/月。公司还积极拓展碳化硅产业链，入股 国内排名第一的硅外延片供应商瀚天天成，完善产业链布局。 建议关注三安光电（600703） ，

4、公司设立子公司三安集成，定位于化 合物半导体研发制造公司，先后推出了 GaN 及 SiC 的晶圆代工服务， 主要代工产品包括碳化硅肖特基二极管，氮化镓场效应晶体管等，未 来随着技术的研发，还将拓展更多的产品种类。 【风险提示】【风险提示】 国内厂商技术研发不及预期； 国家支持政策力度不及预期； 国外领先厂商市场竞争加剧。 强于大市强于大市（维持） 东方财富证券研究所东方财富证券研究所 证券分析师：危鹏华 证书编号：S01 联系人：马建华 电话： 相对指数表现相对指数表现 相关研究相关研究 集成电路板块再迎政策支持，全产 业链或将受益 2020.08

5、.06 解决电量焦虑，快充无线充关注度 提升 2020.07.02 新技术及新应用出现，CIS 市场有 望持续成长 2020.06.22 生物识别技术发展前景广阔 2020.06.11 潜望式镜头，带你看更远的风景 2020.05.14 -7.45% 9.42% 26.29% 43.16% 60.03% 76.89% 9/3011/301/313/315/317/31 电子设备沪深300 行 业 研 究 / 电 子 设 备 / 证 券 研 究 报 告 挖掘价值挖掘价值 投资成长投资成长 20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报告正文后各项声明 2 电子设备行业专题研究电子设备

6、行业专题研究 正文目录正文目录 1.半导体材料是产业发展的基石 . 4 1.1.第一代半导体材料 . 4 1.2.第二代半导体材料 . 5 1.3.第三代半导体材料性能优势明显 . 5 1.4.国家持续推出政策支持第三代半导体产业发展 . 7 1.5.国内外第三代半导体产业链日益完善 . 10 2.全球第三代半导体市场蓬勃发展 . 12 2.1.SiC 及 GaN 在应用领域上优势互补 . 12 2.2.GaN 在射频及快充领域表现亮眼 . 13 2.3.SiC 重点应用于电动汽车领域 . 17 2.4.我国第三代半导体市场趋势持续向上 . 20 3.重点关注公司 . 22 3.1.华润微 .

7、 22 3.2.三安光电 . 24 4. 风险提示 . 26 图表目录图表目录 图表 1：绝缘体、半导体以及导体常见电导率范围 . 4 图表 2：硅晶圆 . 5 图表 3：锗晶圆 . 5 图表 4：砷化镓应用领域 . 5 图表 5：第三代半导体性能比较 . 6 图表 6：GaN、Si、SiC 性能比较 . 6 图表 7：第三代半导体应用领域 . 7 图表 8：第三代半导体国家级支持政策 . 8 图表 9：第三代半导体地方支持政策 . 8 图表 10：部分“十三五”重点研发技术 . 9 图表 11：我国第三代半导体产业投资金额 . 10 图表 12：第三代半导体产业链 . 10 图表 13：Ga

8、N 产业链国内外厂商 . 11 图表 14：SiC 产业链国内外厂商 . 12 图表 15：SiC 及 GaN 应用优势领域 . 12 图表 16：全球 GaN 市场规模快速增长 . 13 图表 17：5G 基站潜在市场机会 . 13 图表 18：GaN 在 5G 射频系统中优势明显 . 14 图表 19：GaN 制造工艺发展趋势 . 14 图表 20：快速充电器发展 . 15 图表 21：快充功率及重点厂商 . 15 图表 22：小米 65W GaN 快充 . 16 图表 23：全球可提供快充 GaN 芯片公司 . 16 图表 24：市售热门 GaN 快充价格 . 17 图表 25：全球 S

9、iC 市场规模增长 . 17 图表 26：SiC 器件市场规模预测（分应用领域） . 18 pOrOoRmQpRnRrNnQmOoQoRaQcM6MmOoOtRrRjMnMmMjMmMqM7NnNrOxNqNnQMYmRpO 20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报告正文后各项声明 3 电子设备行业专题研究电子设备行业专题研究 图表 27：特斯拉 SiC 模块 . 19 图表 28：比亚迪高性能碳化硅控制模块 . 19 图表 29：2018-2024 年车用 SiC 市场规模增长 . 19 图表 30：SiC vs GaN vs Si 渗透率情况 . 20 图表 31：我国第

10、三代半导体下游应用领域（2018 年） . 20 图表 32：我国第三代半导体在各领域增速 . 21 图表 33：我国第三代半导体电力电子器件规模预测（单位：亿元） . 21 图表 34：我国第三代半导体微波射频器件规模预测（单位：亿元） . 22 图表 35：华润微 SiC 商用产线 . 22 图表 36：华润微 SiC 产品列表 . 23 图表 37：瀚天天成业务范围 . 23 图表 38：瀚天天成 3-6 英寸碳化硅晶圆 . 24 图表 39：三安集成定位 . 24 图表 40：三安集成 GaN 代工业务 . 25 图表 41：三安集成 SiC 代工业务 . 25 图表 42：三安集成第

11、三代半导体代工产品 . 25 图表 43：重点关注公司估值（2020-09-28） . 26 20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报告正文后各项声明 4 电子设备行业专题研究电子设备行业专题研究 1.1. 半导体材料半导体材料是产业发展的基石是产业发展的基石 半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料，也是整个半导体产 业的基础，其具备半导体性，导电能力介于导体与绝缘体之间。 图表图表 1 1：绝缘体、半导体以及导体常见电导率范围绝缘体、半导体以及导体常见电导率范围 资料来源：中国存储网，东方财富证券研究所 1.1.1.1.第一代半导体第一代半导体材料材料 第一代半导体

12、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，带动了以集成电路为核心的微电子产业的快速发展，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。在上世纪 90 年代之前，硅材料占据了绝对主导地位，目前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。 而世界上第一只晶体管是由锗生产出来的，相对于硅，锗最外层电子能级 较高，所以具备更好的导电性能，但是相对会产生更多不必要的热量，此外硅 产品具备更低的价格以及更多的储量，因此最终硅取代了锗。 20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报

13、告正文后各项声明 5 电子设备行业专题研究电子设备行业专题研究 图表图表 2 2：硅晶圆硅晶圆 图表图表 3 3：锗锗晶圆晶圆 资料来源：搜狐，东方财富证券研究所 资料来源：原晶电子，东方财富证券研究所 1.1.2 2. .第二代半导体材料第二代半导体材料 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，在卫星通讯、移动 通讯以及光通讯等领域有较为广泛的应用。砷化镓和磷化铟半导体激光器成为 光通信系统中的关键器件，同时砷化镓高速器件也开拓了光纤及移动通信的新 产业。 图表图表 4 4：砷化镓应用领域砷化镓应用领域

14、资料来源：中时新闻网，东方财富证券研究所 1.1.3 3. .第第三三代半导体材料代半导体材料性能优势明显性能优势明显 第三代半导体材料包括了以碳化硅（SiC） 、氮化镓（GaN）为代表的宽禁 20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报告正文后各项声明 6 电子设备行业专题研究电子设备行业专题研究 带化合物半导体。第一二代半导体材料工艺已经逐渐接近物理极限，在微电子 领域的摩尔定律开始逐步失效，而第三代半导体是可以超越摩尔定律的。 相比于第一代及第二代半导体材料，第三代半导体材料在高温、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

15、器件。 图表图表 5 5：第三代半导体性能比较第三代半导体性能比较 资料来源：搜狐，东方财富证券研究所 在器件的性能对比上，GaN 材料以及 SiC 材料在通态电阻以及击穿电压方 面都具备较大的优势。 图表图表 6 6：GaNGaN、SiSi、SiCSiC 性能比较性能比较 资料来源：中国存储网，东方财富证券研究所 第三代半导体材料应用可以分为微电子以及光电子领域，具体可以细分为 电力电子器件、微波射频、可见光通信、太阳能、半导体照明、紫外光存储、 激光显示以及紫外探测器等领域， 有望突破传统半导体技术的瓶颈， 与第一代、 第二代半导体技术互补，对节能减排、产业转型升级、催生新的经济增长点将

16、20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报告正文后各项声明 7 电子设备行业专题研究电子设备行业专题研究 发挥重要作用。 图表图表 7 7：第三代半导体第三代半导体应用领域应用领域 资料来源：GASA，东方财富证券研究所 1.1.4 4. .国家持续推出政策支持国家持续推出政策支持第三代半导体第三代半导体产业发展产业发展 国家对于第三代半导体产业发展提供了持续不断的政策方面的支持，2016 年，国务院推出了国务院关于印发“十三五”国家科技创新规划的通知 ， 其中首次提到要加快第三代半导体芯片技术与器件的研发； 2019 年 6 月商务部 及发改委在鼓励外商投资名单中增加了支持引

17、进 SiC 超细粉体外商企业；2019 年 11 月工信部印发重点新材料首批次应用示范指导目录 ，其中 GaN 单晶衬 底、功率器件用 GaN 外延片、SiC 外延片，SiC 单晶衬底等第三代半导体产品 进入目录；2019 年 12 月国务院在长江三角洲区域体化发展规划纲要中 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。 除了行业政策推动， 在财税政策方面， 第三代半导体同属于集成电路产业， 同样享受国家对集成电路企业所得税优惠政策，先后包括 2019 年 5 月财政部 及税务总局印发的关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告 ， 针对依法成立且符合条件的集成电路设计企业

18、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；并在 2020 年 7 月再次推出 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 ， 对于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。 20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报告正文后各项声明 8 电子设备行业专题研究电子设备行业专题研究 图表图表 8 8：第三代半导体

19、国家级支持政策第三代半导体国家级支持政策 发布时间发布时间 发布机关发布机关 配套政策配套政策 政策内容政策内容 2020-07 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%的法定税率或 减半征收企业所得税。 2019-12 国务院 长江三角洲区域一体化发展规 划纲要 加快培育布局第三代半导体产业，推动 制造业高质量发展。 2019-06 发改委、商务部 鼓励外商投资产业目录（2019 年版） 支持引进 SiC 超细粉体，高纯超细氧

20、化 铝微粉， 高纯氮化铝(AlN)粉体等精密高 性能陶瓷原料外资生产企业。 2019-05 财政部、 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。 2016-08 国务院 关于印发“十三五”国家科技 创新规划的通知 发展微电子和光电子技术，重点加强极 低功耗芯片、新型传感器、第三代半导 体芯片和硅基光电子、混合光电子、微 波光电子等技术与器件的研发。 资料

21、来源：前瞻产业研究院、GASA，东方财富证券研究所 除了国家层面的支持政策外，据 CASA 统计显示，2019 年我国地方各级政 府共计出台 32 项政策，进一步支持第三代半导体产业的发展，支持的方面包 括集群培育、科研奖励、人才培育以及项目招商等，2019 年各地通过政策将实 质性的人、财、物资源注入，推动着各地产业集聚加速。 图表图表 9 9：第三代半导体地方支持政策第三代半导体地方支持政策 地区地区 政府机构政府机构 政策政策 主要内容主要内容 北京 中关村科技 园区 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 一是支持第三代半导体等先进半导体企业开展新型器

22、件设计以及衬 底、外延、器件、模组、工艺线等制造环节辅助材料和关键核心设 备的研发及成果转化，进一步提升关键环节核心器件、材料和制造 装备的自主可控能力；二是支持企业投资新建大尺寸半导体工艺、 材料、设备生产线，提高产品良率，降低工艺成本，不断提升产能。 上海 中国 （上海） 自由贸易试 验区 中国 （上海） 自由贸易 试验区临港新片区促进 产业发展若干政策和集 聚发展集成电路、 人工智 能、 生物医药、 航空航天 产业若干措施 对集成电路装备及材料类企业，年度销售收入首次突破 5000 万元、 1 亿元、5 亿元、10 亿元的，经认定后分别给予最高不超过 200 万 元、800 万元、120

23、0 万元、1500 万元的一次性奖励，每上一个台阶 奖励一次、实施晋档补差。 广州 广州市工业 与信息化委 员会 广州市加快发展集成 电路产业发展的若干措 施 组织实施“强芯”工程，注重内培外引、自主创新、人才集聚、融 合发展，到 2022 年，争取纳入国家集成电路重大生产力布局规划， 建设国内先进的晶圆生产线，引进一批、培育一批、壮大一批集成 20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报告正文后各项声明 9 电子设备行业专题研究电子设备行业专题研究 电路设计、封装、测试、分析以及深耕智能传感器系统方案的企业， 建成全国集成电路产业集聚区、人才汇聚地、创新示范区。 深圳 深圳市人

24、民 政府 深圳市进一步推动集 成电路产业发展行动计 划 提升技术水平。制造能力初步具备全球竞争力，设计水平整体进入 全球领军阵营，第三代半导体技术能力对关键应用领域形成有力支 撑。到 2023 年，突破一批关键核心技术，实现一批关键技术转化和 批量应用。完善产业链条。先进工艺和特色工艺制造生产线完成布 局，装备、材料、先进封测等上下游环节配套完善，第三代半导体 中试研发和器件生产线建成，带动衬底、外延等环节加速发展，本 地产业链配套和协作能力明显提升，产业链竞争力显著增强。 济南 济南市人民 政府 济南支持宽禁带半导 体产业加快发展的若干 政策 支持济南高新区发展宽禁带半导体产业。充分发挥济南

25、高新区在电 子信息、智能制造等方面的综合创新和产业优势，聚焦发展金刚石 等宽禁带半导体材料，加强规划策划，加快引进一批宽禁带半导体 芯片和功率器件等重大项目。 长沙 长沙市人民 政府 长沙市加快新一代半 导体和集成电路产业发 展若干政策 结合长沙产业发展实际，本政策主要支持集成电路设计和设备、第 三代半导体、功率半导体器件及集成电路的行业融合应用；明确产 业专项资金和基金，计划每年列支 3 亿元专项用于产业发展，基金 规模可根据产业需求增至 100 亿元； 成都 成都市人民 政府 成都市人民政府办公 厅关于促进电子信息产 业高质量发展的实施意 见 打造国内领先的化合物半导体产业链。构建基于射频

26、微波、功率等 特色领域的化合物半导体产业链。优化 GaAs/GaN 生产工艺制程，培 育一批骨干设计企业，积极引进配套封测企业和设计企业，研发量 产 5G 中高频芯片、器件，超前布局太赫兹芯片。加快第二、三代半 导体材料生产项目建设。 资料来源：CASA，东方财富证券研究所 在十三五期间，科技部通过“国家重点研发技术”支持了超过 30 项第三 代半导体相关的研发项目，通过对基础前沿技术的研究，对产业发展起到了持 续助推的作用。 图表图表 1010：部分部分“十三五”重点研发技术“十三五”重点研发技术 实施单位实施单位 项目名称项目名称 中国科学院电工研究所 高温车用 SiC 器件及系统的基础理

27、论与测评方法研究 北京大学 大失配、强极化第三代半导体材料体系外延生长动力学和载流子调控规律 中兴通讯 面向下一代移动通信的 GaN 基射频器件关键技术及系统应用 中国科学院半导体研究所 第三代半导体固态紫外光源材料及器件关键技术 南京大学 第三代半导体紫外探测材料及器件关键技术 苏州大学 高效大面积 OLED 照明器件制备的关键技术及生产示范 西安电子科技大学 GaN 基新型电力电子器件关键技术 中车时代 宽禁带半导体电机控制器开发和产业化 上海电驱 基于 SiC 技术的车用电机驱动系统技术开发 许继电源 基于新型电力电子器件的高性能充电系统关键技术 资料来源：CASA，东方财富证券研究所

28、2019 年针对第三代半导体的产业投资金额逐年提升， 根据 CASA 统计， 2019 年投资金额共计 265.8 亿元， 整体相比 2018 年投资金额上升 54.53%， 其中 SiC 项目金额 220.8 亿元，占比 83.07%，GaN 项目金额 45 亿元。 20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报告正文后各项声明 10 电子设备行业专题研究电子设备行业专题研究 图表图表 1111：我国第三代半导体产业投资金额我国第三代半导体产业投资金额 资料来源：CASA，东方财富证券研究所 1.1.5 5. .国内外第三代半导体产业链日益完善国内外第三代半导体产业链日益完善 第

29、三代半导体产业链与一般半导体产业链模式相类似，一般分为衬底、外 延生长、设计、制造以及封装这五个流程，同样也存在 IDM 模式，实现了设计 制造的一体化。 图表图表 1212：第三代半导体产业链第三代半导体产业链 资料来源：CASA，东方财富证券研究所 从氮化镓产业链公司来看，国外公司在技术实力以及产能上保持较大的领 先。GaN 龙头企业以 IDM 模式为主，其中 Qorvo 拥有自身的晶圆代工厂以及封 测厂，在国防以及 5G 射频芯片领域具备较大优势，在 2017 年 Qorvo 最早推出 39Ghz 双通道 GaNFET， 并在 2018 年推出业内最强 GaN-on-SiC 晶体管； I

30、nfineon 则是专注于功率半导体领域，主要产品集中在 6 英寸 GaN 产线上，8 英寸产线 也在准备当中，公司是市场上唯一可以提供氮化镓等全系列功率产品的公司。 国内厂商包括苏州能华、华功半导体以及英诺赛科等，其中英诺赛科建成中国 首条 8 英寸硅基氮化镓外延与芯片大规模量产生产线，公司产品在氮化镓快充 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 201720182019 SiC投资金额（亿元）GaN投资金额（亿元） 20172017 敬请阅读本报告正文后各项声明敬请阅读本报告正文后各项声明 11 电子设备行业专题研究电子设备行业专题研究 领域具备国际领先的技术实力

31、。 GaN 衬底市场主要由日本住友电工、三菱化学也以及新越化学主导，其市 场份额占到 90%以上，可以成熟提供 4 英寸以及 6 英寸 GaN 衬底，国内厂商包 括苏州纳维以及东莞中镓，目前已经实现 2 英寸氮化镓衬底产品量产，对于 4 英寸氮化镓仍处于研发及试生产阶段，与国际领先厂商技术还存在一定差距。 市场上主流的 GaN 外延片供应商包括日本 NTTAT，其可以提供用于大功率 集成电路及高频率通信领域的高品质氮化镓外延片；比利时公司 EpiGaN 可提 供 4、 6 英寸氮化镓外延晶圆， 广泛用于 5G 通讯、 高效电力电子、 射频功率、 传感器等领域，目前公司已经率先实现了 8 英寸硅

32、基氮化镓晶圆量产，生产工 艺处于行业先进水平。 国内厂商包括晶湛半导体、 苏州能华以及华功半导体等， 其中晶湛已经建成了年产 1 万片 6 英寸氮化镓外延片生产线，在全球拥有超过 150 家著名半导体客户，技术实力已经向国际领先水平靠近。 从事 GaN 芯片设计厂商包括 EPC、GaN Sys 以及 Navitas 等公司，其主要 是面向功率器件设计，安谱隆以及 RFHIC 主要面向射频相关领域，其中安谱隆 在 2018 年被中国资本以 18 亿欧元收购，极大提升了我国在 GaN 器件设计领域 的实力。 为设计公司提供晶圆代工的厂商包括稳懋、 TSMC、 富士通、 世界先进、 Cree 等，国内海威华芯、三安集成等新兴代工厂也具备 GaN 晶圆代工能力。 图表图表 1313：GaNGaN 产业链产业链国内外厂商国内外厂商 资料来源：材料深一度，东方财富证券研究所 SiC 产业链同样以 IDM 模式为主，主要的市场份额被 Infineon、Cree、罗 姆以及意法半导体占据。 Cree子公司Wolfspeed覆盖了SiC全产业链生产能力， 在市场上占据了主导地位，在 SiC 器件领域市场份额达到了 62%；Infineon 在 SiC领域的功率器件同样也具备较多的技术积