集微网消息，4月17日-19日，第25届中国集成电路制造年会暨供应链创新发展大会于广州举办。在4月19日举办的功率及化合物半导体论坛上，集微咨询资深分析师朱航欧发表了以《第三代半导体功率器件重点市场及产业发展情况》为主题的演讲。
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朱航欧表示，第三代半导体产业推进具有三大核心驱动力：一是以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体材料，具备高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射能力强等优势，可助力芯片性能的提升；二是第三代半导体材料已经被广泛应用于功率电子、射频、光学等器件领域，其应用市场正在逐步打开；第三是第三代半导体功率芯片和器件的固有特性，决定了其在实现光伏、风力等新能源发电、直流特高压输电、新能源汽车等电动化交通、工业电源、民用家电等领域的电能高效转换优势，能够支持国家能源革命。
预计SiC功率器件2026年市场渗透率将超过30%
据介绍，SiC产业链分为上中下游三个环节。上游包括衬底和外延的生长，中游包括设计制造、下游是应用环节。SiC器件/模块主要的应用领域是功率电子市场，包括轨道交通、光伏逆变器、新能源汽车以及消费类电子等。
“第三代半导体应用于新能源汽车将带来效率提升、器件及整体系统尺寸降低、舒适度提升等优势。”朱航欧称，除了技术上的优势，SiC功率器件在新能源汽车中的应用也将加速车企的新能源汽车产品升级，为新能源汽车产业开拓更加广阔的市场空间。
为进一步提高充电效率、缩短充电时间，绝大多数的主流车企选择高压快充方案，将电压平台从400V提升到800V甚至更高。朱航欧认为：“在800V的电压平台下，主逆变器采用SiC已势不可挡，不仅可以解决里程焦虑的问题，而且充电快、动力强，虽然单个器件成本是在上升的，但是长期来看，整车的成本还是会下降的，我们预计到2025年整个800V+SiC方案渗透率将超过15%。”
目前来看，伴随着特斯拉、比亚迪等龙头整车龙头企业已经引入SiC，更多企业将SiC列入未来规划。根据集微咨询数据显示，2026年中国新能源汽车功率器件市场规模超850亿元，其中，全球新能源汽车SiC功率半导体市场规模将接近280亿元，市场渗透率将超过30%。
“SiC功率半导体首先在高性能C级及以上车型中取得应用，然后逐步渗透到B级车和部分A级轿车。”朱航欧提到，考虑到性能利用率及成本的原因，一开始业内认为，SiC功率器件在A级车中的渗透率不会有太大提升，但随着特斯拉新一代车“SiC+IGBT”使用方案的提出，反而会加速带动SiC在A级车市场的渗透率。
除新能源汽车外，光伏逆变器也是SiC器件的主要应用场景之一。朱航欧表示，在碳中和的背景下，以光伏为代表的新能源未来几年将保持高速爆发式增长趋势，预计2026年渗透率达到25%以上，市场规模将超过13亿元。
同时，在5G基站电源、数据中心的带动，工业电源市场规模将快速发展，而提升效率是工业电源系统改进升级的主要驱动力，效率的提高直接转化为电力成本的节省。
朱航欧指出，以工业UPS为例，2000千伏安在线式UPS一周不间断工作，使用全碳化硅模块可以提升3%的转换效率，虽然只是3%的转换效率，但可以节省50%甚至更高的电力成本，预计SiC模块将在中、高功率（大于5kVA）的工业电源领域展开应用。
车载激光雷达驱动将成为GaN未来的潜力市场
GaN产业链的环节与SiC大致相同，也分为上中下游三个环节。上游包括衬底和外延的生长，中游器件生长及下游应用环节。GaN目前主要涉及功率电子、射频和光电子三大领域。
从性能来看，GaN功率器件在功率和频率方面的表现同样不俗，更适合对高频率、小体积、成本敏感、功率要求较低的电源领域，如轻量化的消费电子电源适配器、无人机用超轻电源、无线充电设备等应用场景。
自2018年开始，GaN技术开始在快充产品中应用，并迅速发展成为市场主流。其产品功率在30W～100W，能满足大部分手机、平板电脑的充电功率需求。
朱航欧表示，2022年国内快充GaN功率器件市场规模约7.5亿元，受消费类电子、通信/数据中心电源、电动汽车应用的驱动，集微咨询预计到2026年，国内市场规模将超过70亿元，年均复合增长率近70%。
“新能源汽车是不同技术路线（Si、SiC和GaN）的主要争夺市场。从技术上而言，GaN功率电子器件在48V的混合动力汽车领域将拥有较强的竞争力。目前，Transphorm、GaN Systems 、英诺赛科等国内外多家企业纷纷推出相关产品，推动GaN在新能源汽车领域的应用。”朱航欧指出，车载激光雷达驱动将成为GaN未来的潜力市场。
朱航欧进一步称，激光雷达 (LDAR) 需要能提供高功率和纳秒级窄脉冲的驱动器件来驱动激光器，从而实现雷达所需的距离和分辨率。GAN功率器件完美符合激光雷达驱动的要求，目前已经有厂商在进行该产品的应用开发，基于性能的优势，未来在车载激光雷达上面应该也会有很好的发展。
第三代半导体产业发展要避免盲目投资
目前来看，全球第三代半导体产业仍然由美日欧龙头企业主导。朱航欧表示，伴随着天科合达、同光晶体、泰科天润、中电科55所、三安光电等主流企业积极扩产布局，同时叠加国产替代机遇，终端应用企业纷纷调整供应链，国内第三代半导体产业自主可控能力逐步增强，进步明显。
值得注意的是，由于SiC功率器件主要的发力点在新能源汽车、工业电源等领域，但车规级产品的研发和生产要求较高，市场推进程度暂时不及预期。
GaN功率器件方面，主力市场是消费类电源领域，消费电子市场对电源产品的小型化、快速化以及低发热量有强烈的需求，这成为GaN器件在消费类电源市场的主要驱动力。基于消费类电源市场的广阔空间，国内资本、企业都在抢先卡位，使得该产线内现有产能较为饱和。
此外，虽然国内第三代半导体资本市场活跃，但矛盾仍然较为突出。
朱航欧提到，国内第三代半导体产业重讲故事、布产线、轻产品开发的现状不容乐观。同时，新增产线、扩产项目增速如此之快，不可避免地会导致一定程度上的资源浪费。
对此，朱航欧呼吁，第三代半导体产业发展需要借鉴传统半导体的投资经验，避免盲目投资。
针对当前的产业发展情况，朱航欧提出几点建议，一是要在充分了解产业布局和市场需求的情况下有序扩产，避免资源浪费。二是要拆解核心技术团队不合理，需要抱团取暖模式。三是地方政府在园区建设之前，要深入调查研究和强化规划指导，对园区定位、投资经费及拟引进企业的情况等进行第三方评估，避免不符合地方发展需求和实际情况的项目落地。四是要鼓励优势企业通过兼并重组的方式整合创新资源，实现规模化发展和提升竞争力，避免重复建设和低水平扩张。
