“新開(kāi)局、新挑戰(zhàn)、芯生機(jī)、芯活力”，2021年第24屆中國(guó)集成電路制造年會(huì)暨供應(yīng)鏈創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)于11月1日到3日在廣州召開(kāi)，本屆高峰論壇將圍繞當(dāng)前全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)形勢(shì)和我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，共商以供應(yīng)鏈創(chuàng)新帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游各環(huán)節(jié)聯(lián)動(dòng)的戰(zhàn)略大計(jì)。

在大會(huì)上，集微咨詢高級(jí)分析師朱航歐對(duì)SiC和GaN為代表的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)情況。第三代半導(dǎo)體功率芯片和器件的固有特性，決定了其在實(shí)現(xiàn)光伏、風(fēng)力等新能源發(fā)電、直流特高壓輸電、新能源汽車(chē)等電動(dòng)化交通、工業(yè)電源、民用家電等領(lǐng)域的電能高效轉(zhuǎn)換優(yōu)勢(shì)，支持國(guó)家能源革命，助力推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

SiC產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)情況

朱航歐介紹到，SiC產(chǎn)業(yè)鏈分為上中下游三個(gè)環(huán)節(jié)。上游包括襯底和外延的生長(zhǎng)，中游包括設(shè)計(jì)制造、下游是應(yīng)用環(huán)節(jié)。SiC器件/模塊主要的應(yīng)用領(lǐng)域是電力電子市場(chǎng)，包括軌道交通、光伏逆變器、新能源汽車(chē)以及消費(fèi)類(lèi)電子等。

從市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看，全球SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)上升。根據(jù)Yole和Omdia數(shù)據(jù)顯示，到2020年底，SiC電力電子市場(chǎng)規(guī)模約為7.03億美元，到2025年SiC電力電子市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)30億美元，5年平均年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)34%，其主要驅(qū)動(dòng)力為新能源汽車(chē)和消費(fèi)電子。2020年全球功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)規(guī)模約為180~200億美元，SiC電力電子器件滲透率約為4.2%~4.5%，較2019年提升一個(gè)百分點(diǎn)。

在細(xì)分領(lǐng)域應(yīng)用方面，SiC加入有望改變新能源汽車(chē)市場(chǎng)格局。在電驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，可幫助將電驅(qū)動(dòng)控制器體積減小80%以上，是提升控制器功率密度的必然選擇。在車(chē)載DC/DC中，SiC功率器件可明顯降低了整個(gè)系統(tǒng)的重量和體積（縮小40%~70%）。在充電模塊中SiC器件后可實(shí)現(xiàn)充電系統(tǒng)高效化、小型化和高可靠性。除了技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，SiC功率器件在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用也將加速車(chē)企的新能源汽車(chē)產(chǎn)品升級(jí)，為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)開(kāi)拓更加廣闊的市場(chǎng)空間。

SiC在新能源汽車(chē)市場(chǎng)應(yīng)用的空間巨大，帶動(dòng)SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)。具體來(lái)看，我國(guó)2020年新能源汽車(chē)產(chǎn)量為136.6萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2021年產(chǎn)量將達(dá)到250萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)83%。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）統(tǒng)計(jì)，中國(guó)新能源汽車(chē)的市場(chǎng)規(guī)模占全球的40%-50%。從2019年新能源汽車(chē)市場(chǎng)不被看好的情況下開(kāi)始，國(guó)際各大整車(chē)企尤其是汽車(chē)動(dòng)力總成等零配件企業(yè)仍然不遺余力將研發(fā)及合作重心聚焦于新能源汽車(chē)，產(chǎn)業(yè)注定要開(kāi)始騰飛。

值得關(guān)注的是，整車(chē)及零部件企業(yè)積極引入SiC，市場(chǎng)前景十分明確。整車(chē)龍頭企業(yè)已經(jīng)引入SiC，更多企業(yè)列入未來(lái)規(guī)劃。國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)企業(yè)首先在OBC和DC-DC中應(yīng)用SiC器件，然后逐步滲透到可靠性要求更高的電機(jī)控制器。與此同時(shí)，多家零部件供應(yīng)商發(fā)布了開(kāi)發(fā)、量產(chǎn)SiC電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)劃。

朱航歐預(yù)計(jì)，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)SiC市場(chǎng)將引領(lǐng)全球SiC市場(chǎng)發(fā)展。從Yole 2020年發(fā)布的數(shù)據(jù)來(lái)看，Yole 在2020年對(duì)新能源汽車(chē)SiC功率半導(dǎo)體的市場(chǎng)預(yù)期偏低，對(duì)我國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展預(yù)估不足。

GaN產(chǎn)業(yè)鏈及市場(chǎng)發(fā)展情況

GaN產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)節(jié)與SiC大致相同，GaN目前主要涉及電力電子、射頻和光電子三大領(lǐng)域。GaN功率器件市場(chǎng)發(fā)展迅猛，未來(lái)市場(chǎng)空間巨大。2020年，GaN電力電子市場(chǎng)規(guī)模約為1.51億美元。Yole預(yù)計(jì)，到2025年GaN電力電子器件市場(chǎng)預(yù)計(jì)將超過(guò)15億美元。其中在電源設(shè)備方面的市場(chǎng)應(yīng)用占到了GaN電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模的一半以上。

朱航歐指出，GaN電力電子器件在消費(fèi)電子PD快充市場(chǎng)爆發(fā)。據(jù)CASA Research數(shù)據(jù)，2020年國(guó)內(nèi)PD快充GaN電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模約1.5億元，全球PD快充GaN電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)3億元；預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)40億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率97%，全球預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到80多億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率90%。從當(dāng)前的情況來(lái)看，GaN電力電子器件在PD快充領(lǐng)域的實(shí)際滲透速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)期。

除了消費(fèi)電子外，新能源汽車(chē)無(wú)疑是第三代半導(dǎo)體電力電子器件市場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，也是不同技術(shù)路線（Si、SiC和GaN）的主要爭(zhēng)奪市場(chǎng)。從技術(shù)上而言，GaN電力電子器件在48V的混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域?qū)碛休^強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，但目前發(fā)展并不迅速；但基于其成本優(yōu)勢(shì)，未來(lái)市場(chǎng)前景被業(yè)內(nèi)人士看好。GaN目前主要應(yīng)用在OBC（車(chē)載充電器）和DCDC（逆變器）方面。

同時(shí)，GaN微波射頻器件市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)8億美元。Yole 2020年數(shù)據(jù)顯示，2020-2025年全球GaN射頻器件的總體市場(chǎng)將以12％的年均復(fù)合增長(zhǎng)率從8.3億美元增長(zhǎng)至超過(guò)20億美元。國(guó)防應(yīng)用是GaN射頻器件市場(chǎng)的最重要驅(qū)動(dòng)力量，2020-2025年將以22％的年均復(fù)合增長(zhǎng)率從3.4億美元增長(zhǎng)至超過(guò)11.1億美元；5G基站建設(shè)是GaN射頻器件市場(chǎng)的另一關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力量，2020-2025年將以15％的年均復(fù)合增長(zhǎng)率從3.7億美元增長(zhǎng)至超過(guò)7.3億美元。

此外，在Micro-LED領(lǐng)域，GaN未來(lái)可期。Micro LED適用于極小間距、高對(duì)比度和高刷新率的場(chǎng)景，例如智能手表、AR、VR等智能穿戴領(lǐng)域。 Micro LED市場(chǎng)規(guī)模將不斷擴(kuò)大，全球市場(chǎng)收入快速增長(zhǎng)。據(jù)Statista預(yù)測(cè)，2026年全球MicroLED出貨量將達(dá)到0.15億片，2027年全球MicroLED市場(chǎng)收入將達(dá)到718億美元。Mini/Micro LED將成為L(zhǎng)ED未來(lái)的収展斱向。

整體來(lái)看，第三代半導(dǎo)體工業(yè)化技術(shù)逐步穩(wěn)定，產(chǎn)品商業(yè)化持續(xù)推進(jìn)。全球第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍然由美日歐龍頭企業(yè)主導(dǎo)，國(guó)際龍頭企業(yè)大力完善產(chǎn)業(yè)布局，加強(qiáng)上下游深化戰(zhàn)略合作，鎖定貨源搶占市場(chǎng)份額，強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)主流企業(yè)積極擴(kuò)產(chǎn)布局，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入擴(kuò)張期。龍頭企業(yè)緊抓國(guó)產(chǎn)替代機(jī)遇，產(chǎn)業(yè)鏈合作水平不斷提升。而傳統(tǒng)半導(dǎo)體企業(yè)依托資金、技術(shù)、渠道以及商業(yè)模式的優(yōu)勢(shì)，積極布局第三代半導(dǎo)體。（Arden）