前言
2023年,第三代半导体产业在半导体产业复苏、电动汽车、新能源、消费类电子、5G通信等应用市场需求的驱动下保持高速增长。国际龙头企业通过技术领先、产能扩张、供应链合作和整合并购,逐步建立竞争格局。全球SiC、GaN功率电子市场规模约30.7亿美元,其中EV/HEV市场占比约70%;射频电子市场规模约15亿美元,电信基础设施是主要应用市场。国内市场方面,SiC、GaN功率电子器件模块市场规模约153.2亿元,同比增长45%,电动汽车市场开始渗透;射频电子器件模块市场约102.9亿元,同比增长16.2%;LED器件市场约782.2亿元,同比微增0.5%。
形势与政策
全球半导体产业开始复苏,先进制程技术持续发展,新材料与新设计应用推动技术革新。新能源汽车与光储充等产业快速发展,带动第三代半导体产品加速渗透。发达经济体持续强化本地产业链扶持政策,美日升级对华半导体出口管控,我国对镓、锗、石墨等物项实施出口管制。
市场应用
(一)功率电子
- 总体市场规模:全球市场规模约30.7亿美元,EV/HEV市场占比约70%。国内市场规模约153.2亿元,同比增长45%,新能源汽车是主要驱动力。
- 重点细分应用
- 车用市场约104亿元,800V高压平台加速SiC功率器件上车。
- 充电基础设施用市场超4亿元,高压直流快充为SiC功率电子创造市场机会。
- 光伏与储能用市场超过6亿元,大功率逆变器、微型逆变器及新兴储能市场是主要应用。
- 消费类电源用市场约17.1亿元,GaN功率电子以中小功率消费类快充和适配器为主。
(二)射频电子
- 总体市场规模:全球市场规模约15亿美元,电信基础设施是主要应用市场。国内市场规模约102.9亿元,同比增长16.2%,无线基础设施是主要驱动力。
- 重点细分应用
- 无线基础设施市场规模约为59亿元,5G mMIMO建设是主要驱动力。
- 国防和航空航天市场占比约为43%,雷达、机载和船载等应用带动发展。
- 卫星通信、射频能量等市场有望增长。
(三)光电子
LED器件市场约782.2亿元,同比微增0.5%。通用照明仍是最大市场,LED显示市场微增,背光市场小幅增长,车用LED市场是增长亮点。Micro-LED红光芯片效率达到15%,量产UVC LED芯片电光转化效率超过5%。
生产供给
(一)功率电子
- 总体产值:国内SiC与GaN功率电子总产值达364.8亿元,同比增长63.7%。衬底增速最快,超过163.7%,外延增速96.9%,器件及模组增速63.9%。
- 投融资与扩产
- SiC投资热情持续,8英寸是扩产重点,新增投资超千亿。
- 国内SiC投资增长44%,金额超千亿。
- GaN市场拓展缓慢,新增投资不超百亿。
- 资本市场活跃,国内多家企业筹备IPO。
- 整合并购
- 国际龙头建立“SiC+GaN”双业务引擎,国内产业尚未进入大规模整合并购阶段。
(二)射频电子
- 总体产值:国内GaN射频电子总产值达到71.8亿元,较上年增长17%。
- 投融资与扩产:国内相关扩产项目共8起,披露金额约41.2亿元。
- 整合并购:国际上MACOM并购Wolfspeed射频业务,国内没有披露的整合并购事件。
(三)光电子
- 总体产值:我国LED照明行业总体产值约6578亿元,较去年下滑2.6%。
- 投融资与扩产:光电子LED行业以Mini/Micro-LED投资扩产为主,披露的投资额超过150亿元。
- 整合并购:LED产业格局成熟,并购方向分散,跨界合作频繁,微显示是重点方向。
企业格局
国际上,龙头企业通过产能扩张、战略合作和整合并购,产业竞争格局进一步明朗。国内产业处于成长期,头部企业优势进一步凸现,行业竞争格局尚未明确。国内企业加快产能扩充,融资和IPO热情高涨,推动国际战略合作。
(一)功率电子
- 重点企业:国际SiC衬底企业主要有Wolfspeed、Coherent等;国内SiC衬底企业主要有天科合达、天岳先进等。国际SiC器件供应商TOP5市场占比82%,国内主导企业有三安集成、比亚迪半导体等。GaN功率电子领域,国际IDM头部企业为ST、Infineon等,国内头部企业为英诺赛科等。
- 竞争格局:国内SiC衬底企业跻身全球前五,SiC器件供应商TOP5市场占比82%。GaN功率电子领域,国内IDM头部企业为英诺赛科,国际器件供应商TOP5市场占比71%。
(二)射频电子
- 重点企业:国际GaN射频电子领域,Sumitomo Electric、Qorvo等领先,国内相关企业和机构约30家。
- 竞争格局:半绝缘SiC衬底供应高度集中,GaN RF器件供应商TOP5市场占比71%。
(三)光电子
- 重点企业:国内LED芯片环节供应商高度集中,封装环节呈现中度集中态势,下游应用领域市场竞争激烈。
- 竞争格局:国外巨头在LED照明及LED显示领域具有竞争优势,国内企业在通用照明、显示、车用LED等领域形成规模优势。
技术进展
(一)功率电子
- SiC功率电子:8英寸衬底外延加快研发与量产,沟槽栅SiC MOSFET开发增加,封装结构和材料持续优化。
- GaN功率电子:开发出GaN新型复合衬底技术,增强型和耗尽型两种器件结构并行发展,高压、高集成和抗辐照是产品发展趋势。
(二)射频电子
国际上展示新型结构和高效率W波段射频,国内开发出高功率和低压器件,并开始提供MMIC代工。
(三)光电子
国内硅基LED技术研发持续领先,Micro-LED研发和产业化快速发展,深紫外LED芯片量产效率超过5%,GaN基蓝光激光器开始量产。
其他
(一)装备及原材料进展:SiC衬底设备国产化率超过80%,外延设备国产化接近50%,芯片设备国产化40%左右,封装测试设备国产化较为迅速。
(二)超宽禁带半导体进展:国内在Ga2O3单晶衬底、外延片和晶体管制备方面获得突破。
(三)标准进展:JEDEC制定功率器件评估指南,CASA规划布局功率器件标准制定。
发展展望
2024年,经济回稳预期增强,半导体产业增速提升,第三代半导体产业特别是功率电子将持续高速增长态势。国际龙头竞争优势进一步凸现,国内在衬底品质、晶圆制造能力上需迎头赶上。机遇与风险并存,要防止过度投资、无序竞争和资本过热。