半導體產業總體情況。半導體是指在常溫下導電效能介於導體與絕緣體之間的材料,在積體電路、消費電子、通訊系統、大功率電源轉換等領域具有廣泛應用。*年,全球半導體市場規模達*億美元,同比增長*%。從應用領域來看,半導體在積體電路領域市場規模達*億美元,約佔全球半導體市場規模的*%;其次分別為光電器件、分立器件、感測器領域,市場規模分別為*億美元、*億美元、*億美元,佔比分別為*%、*%、*%。從主要消費區域來看,亞太地區約佔全球的*%,其中,中國約佔全球的*%,是全球最大的半導體單個市場;其次分別為美國、歐洲市場,分別佔全球的*%、*%。需要關注的是,中國市場仍在高速增長,*年銷售額突破*億美元,同比增長*%。從發展歷程來看,半導體核心材料按照歷史程序可以分為以矽、鍺為代表的第一代半導體材料,重點應用在積體電路、電子資訊等領域,目前約佔總體規模的*%;以砷化鎵、磷化銦為代表的第二代半導體材料,重點應用在5G時代的大部分通訊裝置以及光電領域,目前約佔總體規模的*%;以氮化鎵、碳化矽、氧化鋅、金剛石等為代表的第三代半導體材料,主要應用在新能源汽車、5G通訊、光伏逆變器等領域,近年來呈現高速增長態勢,目前約佔總體規模的*%。(二)第三代半導體材料的優勢。與前兩代半導體材料相比,第三代半導體材料的優勢主要體現在*個方面:一是應用場景廣闊,效能更強。第三代半導體採用寬禁帶材料,關斷時候的漏電電流更小,導通時候的導通阻抗更小,且寄生電容遠小於矽工藝材料。在高溫、大功率場景中,第三代半導體材料晶片的執行可靠性更強,待機時間更長。二是能量轉換效率高,功率損耗小。以新能源汽車為例,相比用傳統矽晶片(如IGBT)驅動的電動汽車,用第三代半導體材料晶片(如特斯拉Model *使用的碳化矽晶片)驅動的新能源汽車的能量耗損低*倍左右,電機控制器的體積減少*%,續航里程能夠增加*%至*%。三是可以承受更大的功率和更高的電壓。第三代半導體材料能夠大幅提高產品的功率密度,適應更高功率、更高電壓、更大電流的未來電動車的需要。四是應用範圍更加廣闊。第三代半導體產業具有學科交叉性強、應用領域廣、產業關聯性大等特點,在半導體照明、新一代行動通訊、智慧電網、高速軌道交通、消費類電子等領域擁有廣闊的應用前景,是支撐資訊、能源、交通、國防等產業發展的重點新材料。總的來看,採用第三代半導體材料製備的半導體器件不僅能在更高的溫度下穩定執行,還能以較少的電能消耗獲得更高的執行能力,能夠滿足現行5G及新能源汽車等最新應用的需求,正在成為全球半導體產業競爭的新的戰略高地。(三)第三代半導體產業情況。從產業鏈條來看。第三代半導體產業鏈主要包括襯底材料的製備、外延層的生長、器件製造以及下游應用市場。其中,襯底是所有半導體晶片的底層材料,主要用於物理支撐、導熱、導電;外延是在襯底材料上生長出來的新半導體晶層,其中碳化矽基氮化鎵,被視為第三代半導體未來主流;器件是透過光刻、薄膜沉積、刻蝕等複雜工藝流程在外延片上製作出設計好的結構;下游應用市場主要是以新能源汽車、5G通訊、光伏發電、消費類電子產品等。從國際競爭態勢來看。目前國外企業在第三代半導體材料端仍然佔據顯著優勢。在碳化矽市場中,美國科銳(CREE)碳化矽襯底市場佔有率達到*%,其次為日本的羅姆,國內龍頭山東天嶽、天科合達合計市場佔有率不到*%。在氮化鎵市場中,日本住友集團為全球第一大氮化鎵襯底廠商,市場佔有率為*%,美國科銳(CREE)和威訊聯合半導體(Qorvo)緊隨其後,市場佔有率分別為*%和*%,中國企業在襯底領域仍處於起步階段。從應用場景來看,目前碳化矽、氮化鎵器件的前三大應用領域分別為消費類電源、商業電源和新能源汽車,佔比分別為*%、*%和*%。未來相當長一段時間內,隨著製備技術進步帶來的碳化矽與氮化鎵器件成本持續下降,以及*V汽車電驅系統、高壓快充樁、消費電子介面卡、資料中心及通訊基站電源等細分領域市場需求持續增加,預計第三代半導體產業將會保持高速增長。(四)國內第三代半導體產業情況。目前我國第三代半導體產業已經開始從“匯入期”向“成長期”過渡,初步形成了從材料、器件到應用的全產業鏈,但在材料、晶圓、封裝及應用等環節的核心關鍵技術和可靠性、一致性工程化應用領域與國際頂尖水平還存在較大差距,部分高階產品還是空白,高度依賴國際進口。