碳化硅|一文读懂：第三代半导体行业现状和投资机遇( 三 ) 半导体材料

GaN功率器件凭其高频率、低损耗、低成本的特点，可以广泛使用于智能终端快充、数据中心、车规级充电场景中。GaN微波器件因其高频率、高功率、高效率可以广泛地应用于宏基站/小微基站、智能终端、军用雷达、卫星通讯等领域。

供给端

近年来随着工艺的进步及下游市场的拉动，三代半导体已经初步具备产业化的基础，价格亦达到了量产“甜蜜点”。

全球范围内，衬底和外延由4寸向6寸线转移，Cree已有8寸样品出货，未来5年将达到量产标准。三代半导体器件价格近年来持续下降，2023-2024年，SiC模块价格有望达到硅基器件价格的3倍以内，已具备产能快速爆发的必要条件。

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网络公开数据，华映资本整理

国家政策明确，重点解决“卡脖子”问题，政府参与扮演投资人角色
近年来，在国家及地方政府层面，多次出台行业扶持政策，重点发展第三代半导体产业，解决半导体行业“卡脖子”问题。在火热的市场环境下，各地政府也积极参与到三代半导体项目的投资建设当中。
因三代半导体投资规模相对较低，产业链上游的材料及生产环节不再集中于一二线城市，而是全国遍地开花。根据《火热的投资环境以及政策保障下，我国SIC产业已完成基本布局》一文的整理数据显示，2018-2020年，我国仅SiC项目政府投资达到32个，计划投资金额超过700亿。
近两年的投资热潮，也使得该领域的企业普遍估值偏高，产生了泡沫，一些项目在未来3-5年很可能难以落地，行业将迎来一次洗牌。
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数据来源：网络公开数据，华映资本整理

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数据来源：《火热的投资环境以及政策保障下，我国SiC产业已完成基本布局》，华映资本整理
四、产业链上游材料工艺难提升工艺扩产正当时
产业链环节中，上游主要是原材料如碳粉，硅粉，化合物半导体粉体及相关辅料，根据其纯度不同价格有一定差异，对于衬底厂商来说，为降低成本大部分采用自研粉体，同时也会有一定的比例对外采购。
设备主要分为材料生产设备及前端工艺加工设备。前段工艺加工设备大部分与传统硅生产线相同，如高温离子注入机、碳膜溅射仪、量产型高温退火炉等。在上游衬底、外延的材料制备上，由于碳化硅具有硬度高、高温环境生长且缓慢等特性，需要一些特殊的生产设备。
衬底生长环节大部分以实现国产化，核心设备为长晶炉，因其工艺的特殊性，部分衬底厂商会自研炉子，也有个别企业同时对外销售。外延设备、切磨抛设备及测试设备目前仍以进口日本、欧洲、美国设备为主。
下图为碳化硅器件从原材料粉体到制备成熟的器件模组的生产流程，最终器件成本方面，因其材料制备工艺难度大、良率低，衬底占器件价格高达50%，外延占比25%左右。面对下游行业需求的爆发，提升工艺及良率，扩大晶圆产能是行业当务之急。近年来，国内代表性衬底企业山东天岳、天科合达，外延厂商翰天天成、东莞天域实现了快速发展，也涌现一批后起之秀，如苏州超芯星、百识电子等。