2023年第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告

11I前言逐步建立起相對明朗的競爭格局。市場方面，2023年全球碳化硅施建設進程放緩，產(chǎn)能產(chǎn)線趨于穩(wěn)定。LED光電子領域仍以整合并購，建立“SiC+GaN”雙業(yè)務引擎。企業(yè)格局方面，SiC襯波段的射頻器件；推出基于8英寸技術(shù)的GaN-on-Si功率放大器。）；I I 1 1 1 4 4 4 6 11 11 11 12 14 14 14 17 21 24 24 24 26 26 26 28 29 32 32 32 35 38 38 39 40 40 42 44 44 44 49 52 52 55 55 57 58 59 61 621一、形勢與政策全球半導體產(chǎn)業(yè)開始復蘇。根據(jù)世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織入上升周期，第三代半導體作為其重要組成部分，2和安全局（BIS）發(fā)布了針對芯片的出口禁令新規(guī)，進一步對先進算34二、市場應用施等應用市場的帶動，國內(nèi)第三代半導體功率電子器件模塊市場達年同比增長16.2%。LED器件市場為782.2億元，同比微增0.5%。導體器件市場將從2023年的約230億美元快速增長到2028年的3335x萬元0UPS工業(yè)電機1.90%工商業(yè)應用1.65%1.33%0.03%新能源汽車70.67%其他UPS工業(yè)電機1.90%工商業(yè)應用1.65%1.33%0.03%新能源汽車70.67%光伏及儲能3.47%消費電子11.16%5.78%3.47%消費電子11.16%5.78% 風力發(fā)電0.01%6800V高壓平臺規(guī)模應用，加速SiC功率器件上車。特斯拉已上市車型：Model3、ModelY、ModelXPlaid、ModelSPlaid蔚來已上市車型：ES8、ES6、EC6、ET7、ET5、ES7、EC7、ET5T理想待上市車型：MEGA小鵬已上市車型：G9、G6極氪已上市車型：極氪001、極氪009、極氪X、極氪001FR待上市車型：極氪CS1E、極氪007華為已上市車型：智界S7、阿維塔127待上市車型：問界M9小米待上市車型：SU7已上市車型：唐EV、漢EV、海豹、仰望U8待上市車型：方程豹豹5、仰望U9上汽已上市車型：智己LS6現(xiàn)代已上市車型：GenesisGV60、GenesisG8、IONIQ5、GenesisGV70EV、IONIQ6待上市車型：IONIQ7、GenesisX起亞已上市車型：起亞EV6待上市車型：起亞EV9大眾已上市車型：保時捷Taycan、奧迪e-tronGT待上市車型：保時捷Macan、奧迪RS6（2025年改版）奔馳已上市車型：smart精靈#1已上市車型：Prius、MIRAI、bZ4X、雷克薩斯RZ福特已上市車型：野馬Mach-E路特斯已上市車型：ELETRE待上市車型：EMEYA8減少線束成本和重量，提升整車續(xù)航里程。隨著高端電動車型從歐陸通充電模塊采用SiC技術(shù)的75KW液冷超充電源模塊，寬電壓輸出200-1000V、寬電壓輸入260V-530V，可實現(xiàn)半載97%，滿載96.5%的高效率。優(yōu)優(yōu)綠能已推出40kW、60kWSiC液冷充電模塊產(chǎn)品，其中40KWSiC模塊最高轉(zhuǎn)換效率可達97%。盛弘股份SiCMOS的50kW充電模塊，最高效率超過97%，支持最大133.3A電流穩(wěn)定輸出，支持50-1000V超寬電壓輸出范圍。鈦芯電子應用SiCtron?功率器件，可以將充電樁充電效率提高到96%。南方電網(wǎng)充電樁采用SiC技術(shù)，其充電樁充電峰值效率達96%，充電場站能耗下降11%，平均20個樁可節(jié)省2.5萬度電/年。采用SiC充電樁技術(shù)，項目總體規(guī)劃產(chǎn)能為8Gwh/年，具備為12萬輛新能源汽車實現(xiàn)配套的能力。項目預計2023年三季度試產(chǎn)，2025年全面建成。威勝聯(lián)手三安研發(fā)SiC充電樁，項目已完成試點。以120kW充電樁為例，普通充電樁充電效率為93%，占地面積為0.4m，該項目SiC充電樁充電效率可達97%，占地面積減少至0.3m。9智能手機國家統(tǒng)計局平板電腦0.28億洛圖科技筆記本電腦0.59億Canalys顯示器0.25億洛圖科技電動工具國家統(tǒng)計局80.060.040.020.05GmMIMO建設是GaNRF應用的第一驅(qū)動力。隨著5G基站），流量，降低功耗，為此SiC基的GaNRF段到Ku/Ka頻段更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，從其他汽車照明3%信號及指示顯示屏15%汽車照明3%信號及指示顯示屏15%背光應用景觀照明背光應用通用照明45%激光器的市場規(guī)模約為2億元，預計到2028年將增長到4.6億元。三、生產(chǎn)供給0222.823.128.413.92.由于對5G部署情況估計相對樂觀，20230產(chǎn)SiC功率電子產(chǎn)品目前主要應用于光伏儲能、充電基礎設施等領到2027年，國內(nèi)宣布的襯底產(chǎn)能將占全球產(chǎn)能40%以上，行業(yè)出現(xiàn)1天岳先進SiC半導體材料項目上海襯底252晶盛機電SiC襯底片項目紹興襯底21.23世紀金光年產(chǎn)70萬片6-8英寸碳化硅單晶襯底項目包頭襯底34.574三安光電8英寸SiC襯底制造廠項目重慶襯底705高金富恒集團SiC半導體產(chǎn)業(yè)基地項目廣州襯底256海納半導體SiC單晶生產(chǎn)基地項目（一期）太原襯底257湖南迪佩斯年產(chǎn)36萬片碳化硅襯底項目焦作襯底208三安光電、ST8英寸SiC合資制造廠項目重慶外延/芯片228.29深圳嘉力豐正特色工藝晶圓制造項目麗水芯片51杰平方半導體第三代半導體廠房項目香港器件/模塊64.4株洲中車時代中低壓功率器件產(chǎn)業(yè)化（宜興）一期建設項目宜興器件/模塊58.26株洲中車時代中低壓功率器件產(chǎn)業(yè)化（株洲）建設項目株洲器件/模塊52.93清研半導體SiC單晶材料及裝備項目蘇州材料50盛吉盛武漢碳化硅項目武漢材料20安世半導體安世半導體封測廠擴建項目東莞封測301上海格晶半導體8英寸GaN功率器件產(chǎn)線項目上饒器件/模塊252鎵谷半導體GaN外延片項目福州外延3立國芯微電子GaN/SiC項目濟寧芯片74天狼芯半導體天狼芯—功率三代半封裝測試基地器件/模塊65江西中科半導體江西中科半導體硅基氮化鎵項目吉安外延26精發(fā)半導體新一代半導體材料氮化鎵外襯底及晶圓再生項目撫州外延27納安半導體氮化鎵單晶襯底項目江蘇襯底8華研偉?？萍迹ㄖ楹M琴）福建SiC/GaN項目福建器件/模塊0.69珠海方唯成半導體GaN自支撐襯底項目珠海襯底—西安電子科技大學、新加坡ICCT氮化鎵器件和集成電路先進封裝技術(shù)研究中心項目廣東器件/模塊—芯干線碳化硅和氮化鎵高功率器件項目南京器件/模塊—投資擴產(chǎn)需求增加、行業(yè)資金充裕，多個企業(yè)成功或正在啟動IPO。襯底天岳先進天科合達同光股份IPO輔導瀚天天成天域半導體IDM瑞能半導體IPO輔導裝備納設智能IPO輔導優(yōu)晶科技IPO輔導芯三代IPO輔導配套材料志橙半導體并購階段。2023年主要并購項目是揚杰科技增加對楚微半導體股權(quán)序號1BorgWarner234VolkswagenBorgWarner5Rohm678子公司比亞迪半導體SiC外延、SiC器件/模塊蔚來SiC功率模塊工藝實驗線SiC器件/模塊合資上汽集團與英飛凌合資成立上汽英飛凌IGBT模塊、SiC器件/模塊與上海微技術(shù)工業(yè)研究院成立上海汽車芯片工程中心車規(guī)級芯片吉利汽車與芯聚能等合資成立芯粵能SiC芯片東風汽車與中車時代合資成立智新半導體IGBT模塊一汽集團一汽基金領投與億馬先鋒合資組建億馬半導體IGBT和SiC模塊理想汽車與三安半導體設立合資公司SiC芯片、SiC模塊廣汽集團與中車時代合資成立廣州青藍半導體有限公司IGBT模塊投資廣汽集團瀚薪科技、瞻芯電子SiC芯片上汽集團積塔半導體、瞻芯電子、瀚薪科技、比亞迪半導體、天岳先進SiC襯底、SiC器件/模塊、IGBT長城汽車同光股份SiC襯底小鵬汽車天岳先進、瞻芯電子SiC襯底、SiC器件/模塊華為瀚天天成、東微半導體、特思迪、天岳先進、北京天科合達SiC襯底、SiC外延、SiC器件/模塊×億元80×億元4030071.963.361.043.527.320.612.70.820162017201820192020202120222023襯底外延器件及模組裝置合計1中瓷電子GaN微波產(chǎn)品精密制造生產(chǎn)線聊城器件/模塊252國博電子射頻集成產(chǎn)業(yè)化（二期）項目南京器件/模塊3國博電子射頻集成產(chǎn)業(yè)化（一期）項目南京器件/模塊4廣東漢瑞通信第三代半導體5G光通信GaNRF功率器件芯片及新能源功率器件IGBT模塊生產(chǎn)項目襄陽器件/模塊2.25夕心科技（上海）第三代半導體最新材料非極性GaN項目——6泰新半導體第三代半導體射頻芯片產(chǎn)業(yè)項目貴陽器件/模塊—7優(yōu)鎵科技GaN射頻功放芯片項目成都器件/模塊—8晶能光電硅襯底MicroLED及氮化鎵HEMT射頻器件研發(fā)項目南昌器件/模塊—1等2資銅川高新科技成果轉(zhuǎn)化創(chuàng)業(yè)投資基3 成都華西金智銀創(chuàng)股權(quán)投資基金合4（無錫）5能利用率不足，行業(yè)整體規(guī)模呈現(xiàn)下滑態(tài)勢。預計全年總體產(chǎn)值約40.00%30.00%20.00%10.00%0.00%-10.00%-20.00%70006000500040003000200010000上游外延芯片（億元）中游封裝（億元）下游應用（億元）總增長率（%）2023年上半年，LED行業(yè)一方面要— 330條生產(chǎn)線搬遷，分兩期進行紫外LED、紅Mini/Micro-LED項目—4——完全統(tǒng)計，2023年國內(nèi)LED行業(yè)共發(fā)生了9起企業(yè)收購、披露金額123456789以突破Mini/Micro-LED發(fā)展瓶頸。如天馬與三安半導體圍繞車載12心究3456案789團XR虛擬拍攝合作XR虛擬拍攝合作停車場照明的智能控制、能源管理和安四、企業(yè)格局SiC功率電子領域，襯底企業(yè)主要有Wolfspeed、Coherent、SiC功率電子領域，襯底市場上Wolfspeed是最大的供應商，其他 GTAT其他 GTATSiCrystal8%Wolfspeed 33%天科合達SKSKsiltroncss天岳先進 Coherent芯片和器件制造環(huán)節(jié)，龍頭企業(yè)業(yè)績均實現(xiàn)高速增長，ST、 Onsemi Onsemi其他其他STMicroelectronicsSTMicroelectronics28%ROHMROHMWolfspeed Infineon豐富的制造經(jīng)驗、成熟的渠道，有望加入競爭，并其他20%PowerIntegrations20%其他20%PowerIntegrations20%GaNGaNSystems 英諾賽科MitsubishiElectric、Toshiba等；代工企業(yè)主要有穩(wěn)懋；設計公司有三家企業(yè)市場占比高達85%。由于SiC功率電子市場需求強勁，Coherent和天岳先進、爍科晶體正在將產(chǎn)品生產(chǎn)重點從半絕緣轉(zhuǎn)向集中度較高。根據(jù)CASAResearch對相關企業(yè)財務報告的測算，其他,20%RFHIC,其他,20%RFHIC,6%SumitomoElectric,22%蘇州能訊,4%蘇州能訊,4%中國電科,中國電科,5% Qorvo,17% Macom,16%業(yè)步入成熟期，國際龍頭廠商相繼退出量大面廣的照明業(yè)務。如FurukawaElectric、Kyma，大功率GaN激光器的主要廠商為日本企業(yè)已經(jīng)開始出貨。五、技術(shù)進展方向，量產(chǎn)深紫外LED芯片電光轉(zhuǎn)化效率提高到5%以上。備低位錯密度8英寸導電型碳化硅單晶襯底的結(jié)果，其中螺位錯將持續(xù)提升良率，加快設備調(diào)試與工藝微管密度＜0.1個/cm2，位錯缺陷密度<產(chǎn)錯（BPD）密度面補償（SSDC）”技術(shù)改良晶錠加工設備，相較現(xiàn)有方法可將總成MOSFET。國內(nèi)方面，三安集成、中車時代，積塔、華為、華與GaN相同的熱膨脹系數(shù)，可以抑制GaN外延層的翹曲和開裂，從而可以實現(xiàn)大直徑、高質(zhì)量的厚外延生長。Shin-EtsuChemi器件則更簡單并穩(wěn)健，對于高達1MHz開關頻率的需求，共源共柵GaN功率器件開發(fā)呈現(xiàn)以下趨勢：一是向中高壓突破。商用化4封裝的高集成驅(qū)動GaN器件。顯光電、兆馳晶顯等均推出了MicroL六、其他JEDEC制定功率器件評估指南。2023年，JEDEC發(fā)布6項1JEP1972023年11月GuidelineforEvaluatingBipolarDegrada