【电子】刘翔、刘尚：宽禁带半导体行业深度：SiC与GaN的兴起与未来-20191022

来源：中泰证券研究所

突破Si的瓶颈，SiC/GaN具备性能上的优势。Si作为集成电路最基础的材料，构筑了整个信息产业的最底层支撑。人类对Si性能的探索已经非常成熟，然而一些固有的缺点却无法逾越，如光学性能、高压高频性能等。与此同时所谓第三代半导体（宽禁带半导体）以其恰好弥补Si的不足而逐步受到半导体行业青睐，成为继Si之后最有前景的半导体材料。随着5G、汽车等新市场出现，SiC/GaN不可替代的优势使得相关产品的研发与应用加速；随着制备技术的进步，SiC与GaN器件与模块在成本上已经可以纳入备选方案内，需求拉动叠加成本降低， SiC/GaN的时代即将迎来。

SiC：极限功率器件的理想材料。SiC器件相对于Si器件的优势主要来自三个方面：降低电能转换过程中的能量损耗、更容易实现小型化、更耐高温高压。SiC最大的应用市场来自汽车，与传统解决方案相比，基于SiC的解决方案使系统效率更高、重量更轻及结构更加紧凑。目前SiC器件在EV/HEV上应用主要是功率控制单元（PCU）、逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等方面。全球SiC产业格局呈现美国、欧洲、日本三足鼎立态势。其中美国全球独大，占全球SiC产量的70%~80%；欧洲拥有完整的SiC衬底、外延、器件以及应用产业链；日本是设备和模块开发方面的领先者。中国企业在衬底、外延和器件方面均有所布局，但是体量均较小。

GaN：5G应用的关键材料。相较于已经发展十多年的SiC，GaN功率器件是后进者，它拥有类似SiC性能优势的宽禁带材料，但拥有更大的成本控制潜力，在射频微波领域和电力电子领域都有广泛的应用。GaN是射频器件的合适材料，特别是高频应用，这在5G时代非常重要。电力电子方面，GaN功率器件因其高频高效率的特点而在消费电子充电器、新能源充电桩、数据中心等领域有着较大的应用潜力。目前GaN产业仍旧以海外企业为主，国内企业在衬底外延和设计制造领域都逐渐开始涉足，其中三安集成已经能提供成熟的GaN RF/GaN Power代工工艺。

投资建议：由于SiC与GaN产业链全球来看仍处于起步阶段，国内企业更是大部分处于早期研发阶段，远未成熟，行业体量较小，重点关注已经在SiC与GaN研发上投入大量资源并且取得一定成果的公司。映射到A股上市公司，建议关注三安光电、扬杰科技、捷捷微电。三安光电旗下三安集成业务是国内稀缺宽禁带半导体制造企业，布局基本对标Cree，从LED芯片到LED应用，从SiC晶圆到GaN代工，三安光电的布局前瞻且具备可行性，有望在宽禁带领域延续其在LED产业的竞争力。扬杰科技与捷捷微电均是国内功率半导体企业，在SiC功率器件研发上已经有所布局。

风险提示：SiC与GaN行业技术进步不及预期；下游需求电动汽车与5G推进不及预期；SiC与GaN若成本下降不及预期；国内相关企业研发与销售受国外企业挤压而不及预期。

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