化合物半导体深度报告：5G与新能源车驱动高成长报告综述：第三代化合物半导

报告综述：

第三代化合物半导体迎来快速成长期。目前绝大多数的集成电路以硅为原材料制作，具有集成度高、稳定性好、功耗低等优点。但摩尔定律逐渐遇到瓶颈，除了更高集成度的发展方向之外，通过不同材料在模拟IC上实现更优质的性能是发展方向之一。同时随着5G、新能源汽车等产业的发展，对高频、高功率、高压的半导体需求，硅基半导体由于材料特性难以完全满足，以GaAs、GaN、SiC为代表的第二代和第三代半导体迎来发展契机。
目前GaAs产业相对较为成熟、以稳懋为代表的相关代工厂近年来取得了快速的成长。 GaAs具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率、抗辐射、击穿电压高等特性，在射频、功率器件、光电子及国防军工等应用领域优势显著。 20 世纪90年代以来，砷化镓技术开始迅速发展，并且逐渐成为主流半导体材料，长时间的技术积累，使得GaAs相对于 SiC和GaN等新兴材料而言，技术更为成熟，成本也较低。一开始化合物半导体以IDM公司为主，但专业代工成本优势逐渐体现，自2006年起， IDM公司对于产能扩充较为保守，释放更多的订单给晶圆制造代工厂。同时，稳懋等代工厂从较低毛利的产品提升为较高毛利的产品开发与早期量产技术提供者。
5G等行业演进对高频高功率半导体器件需求激增， GaN发展迎来契机。相比于第一代的硅(Si)以及第二代的砷化镓 (GaAs)等， GaN具备许多比较突出的优势特性，由于禁带宽度大、导热率高、电子饱和速度快， GaN适用于高温、高频、高功率等场景。根据 CASA 报告显示， 2019 年各厂家在售的各类GaN产品种类较2017年增加了6成，仅2019 年就新增了321款新品。同时随着技术发展， GaN的成本不断下滑，以射频产品为例， RF GaN HEMT 近期降价显著，2019 年底平均价格较 2018 年降幅近 23% 。
新能源车及充电桩行业景气上行，市场及渗透率双提升。碳化硅具有宽禁带、高击穿场强、高的热导率和强的抗辐射能力，因此有更高工作温度和可靠性、更耐压，更小的尺寸。 SiC电力电子器件已覆盖较多应用， 2019年各厂商新推出数款车规级产品。 SiC功率模块2019年推出模块新品数量占新品总数一半以上。博世预计2020-2024年，碳化硅市场年复合增长率接近30% ，到2024年将达20亿美元的规模。根据 Yole 预测， 2023年SiC电力电子器件的市场渗透率将达到 3.75% 。

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