第三代半导体，谁主沉浮？

每个时代都有自己独特的韵脚，理解时代韵脚的重要门径便是叙事。而当下激动人心的叙事，便是中国产业的崛起。

液压、齿轮、减速器、芯片、光伏等等，每个领域的国产突破，都伴随着精彩的产业故事，和波澜壮阔的投资机遇。正所谓，国产的风，正暖暖吹过。穿过芯片穿过汽车。股和基的布局，产业正轻轻说着。

未来十年，中国产业依然会有数百个，甚至上千个细分领域成为全球的No.1，在这里诞生1001个关于“国产崛起”的故事。而中国产业崛起的潮流，也并非一蹴而就。会有精彩、成功，也会有更多的坎坷、曲折。但无论如何，都值得去观察、去记录、去探索、去碰撞。

因此，远川研究所特意发起了“迎风国潮”系列活动，通过“ 道与研究、线上与线下、内部与外部、案头与调研”等多种形式，邀请“企业、政府、院校、资本、观察”等多方，一起见证“国产崛起”。

首先，功率半导体在当下时点具有核心地位。无论是关系制造业基石的工控，景气爆棚的新能源汽车，还是最近炒的厉害的风电，都离不开功率半导体在产品中调节电流电压，驱动整机产品完好运转。

其次，第三代半导体的使用正加速改变行业格局。相较于硅，碳化硅在高电压、高功率场景具有更好的性能表现，有望替代部分硅在电动车上的应用，提高整车性能。氮化镓则适合高频率应用，广泛应用在快充领域。性能近乎“完美”的第三类半导体也有制约其发展的因素，那就是制作难、成本高。而随着各大供应商陆续扩大产能、加快技术研发，第三代半导体将有较大的成长空间。

最后，功率半导体国产替代正迎来春天。行业未来的增量，将集中在中国。新能源车、光伏、风电等新兴领域，都是我国重点发展的产业。随着下游需求市场的持续扩大，将带动功率半导体市场产值不断增长、国产替代趋势加速前进。根据 IHS 数据，2022年中国功率半导体市场规模有望达到 182.70 亿美元，2018-2022年 CAGR 达到7.11%。

02 线上闭门研讨会

主讲嘉宾是：深圳市森国科科技股份有限公司董事长杨承晋先生、芯干线科技总经理傅玥博士、开源证券副所长/电子首席分析师刘翔先生；并有来自设备厂、晶圆厂等各界十多位产业专家参与互动。

嘉宾介绍：

深圳市森国科科技股份有限公司董事长杨承晋

杨承晋，成都电子科技大学电子工程系电子工程专业学士，曾供职于深圳赛格、罗姆、华邦电子、联发科、国科微等企业，2015年参与创立芯片设计企业深圳市森国科科技股份有限公司（以下简称“森国科”），担任董事长及总经理。担任教育部万名创新创业导师、电子科技大学科技成果转化办副主任、电子科技大学深圳校友会副会长、电子科技大学车联 校友会副秘书长、工信部集成电路中小企业领军人才、工信部汽车行业中小企业领军人才。

芯干线科技总经理傅玥博士

傅玥博士是美国电气与电子工程师学会（IEEE）高级会员，2022IEEE ISPSD（全球最权威的功率器件会议）主席团成员（ExecutiveCommittee）及高压器件技术委员会主席（HVTrackChair）。傅博士同时也是中国电源学会元器件专家委员会委员，南京芯干线科技有限公司创始人。他曾先后在上海台达电力电子研发中心，美国飞思卡尔半导体（亚利桑那）及加拿大科光量子半导体从事电力电子系统和功率半导体器件的研发，管理及市场销售工作。本科毕业于浙江大学，博士毕业于美国中佛罗里达大学。傅博士写过两本英文半导体技术书籍（由美国CRC 及德国Springer 出版，其中一本被翻译成中文并由机械工业出版社出版），著有几十篇EI、SCI收录的论文和 30余项美国及中国专利。

本次活动我们主要探讨了如下内容：

1. 行业现状：应用前景与技术难点

（1）碳化硅会替代 IGBT 吗？

（2）氮化镓产品的应用前景；

（3）有哪些技术难点？

2. 时代机遇：如何做大蛋糕？

（4）产业发展趋势；

（5）Fabless 与 IDM 模式如何选择？

（6）产能与市场需求状况；

3. 未来变局：行业方向与市场前景

（7）中国企业能否实现国产替代？

（8）行业发展遇到的最大问题是什么？

以下是到场嘉宾对于上述问题提出的部分观点：

（1）碳化硅会替代 IGBT 吗？

嘉宾：碳化硅和 IGBT 不存在纯粹的替代关系。碳化硅是IGBT业务的延伸，都是偏大功率的高压的功率器件。在新能源汽车蓬勃发展的今天，这二者应该都会有高增长，不存在纯粹的替代关系。

随着碳化硅功率器件成本的快速降低，在未来的某个阶段，碳化硅的渗透率和增长率应该会越来越高，相对 IGBT 而言，未来也会出现部分替代的趋势。

（2）氮化镓产品的应用前景：

嘉宾：氮化镓目前最主要的应用是 3C 快充，目前全球每年销售的充电器大概是 45 亿台，其中快充占了大概 10%左右，而且比例是在快速提升。

除了目前看到的 PD 快充以外，氮化镓功率器件可以广泛应用在工业照明、植物照明，小型的 UPS 不间断电源、电动工具、分布式太阳能 PV 的逆变器、微储能的双向电源，还有工业用系统辅助电源，还有我们熟悉的服务器电源、通信电源、智能家居充电医疗设备比如呼吸机的电源，还有像 AGV /AMRs 小车的电源，也包括未来新能源车载的 DC/DC 变换器。

（3）有哪些技术难点？

嘉宾：碳化硅领域，碳化硅的 MOS 确实难度比较大，从衬底到外延再到生产工艺，难度都比较大。此外，外商在碳化硅 MOS 上面的专利确实是非常之多，目前最重要的三种结构，都被国外的企业申请了，所以后进来的企业目前只能做微创新。现阶段国产品牌都在新品研发的突破阶段，我们乐观估计一下，国产品牌在未来两年应该还是有能力对国际品牌发起冲击的。

氮化镓领域，氮化镓的垂直器件可以彻底解锁氮化镓的真正潜力，使得氮化镓能够用在一些大功率的场合。但是氮化镓作为衬底材料而言，因为材料比较硬，熔点比较高，制作难度比较高，位错缺陷密度比较大，导致良率一直都比较低，成本就很难降下来。

另外从硅基氮化镓的价格角度而言，通态电阻比较大一点的器件，目前市场价格已经非常接近、甚至低于硅的超结 MOS 管（super junction MOS）也就是 CoolMOS 的价格。但是通态电阻相对小一些的器件，价格还是要比硅贵很多的，如果从价格上向硅看齐的话，还是需要一些时间的。

（4）产业发展趋势：

嘉宾：碳化硅领域，良率每年都有很大的提高，目前晶圆的尺寸主流的都已进入到6吋了。在降低成本的过程中，大家都在努力提高生产效率，跟时间赛跑，不断增加设备，努力降低材料成本。另外各种辅助材料也逐步在国产化。同时大家也在想办法改善切割的技术，减少浪费。总之成本降低是一个非常可预期的事情。

氮化镓领域，随着技术的成熟，尤其是应用这方面技术的成熟，大家逐渐发现自带驱动的芯片有一定局限性，分立器件开始逐步进入市场。所以未来市场格局是有越来越多的氮化镓分立器件进入市场，而不一定是集成的。与之而来的就是龙头独大的状况会被逐渐打破，市场会更加多元化，客户也能有更多选择。

（5）Fabless与IDM模式如何选择？

嘉宾：从硅的角度来看，既会出现非常出色的 IDM 公司，同时在国际分工大浪潮下，各个产业环节包括衬底、外延、代工、设计，都会出现非常优秀的公司。

氮化镓 Fabless+Foundry 的模式和 IDM 的模式将长期共存。比如先进工艺制程 CMOS 的工艺，基本上大部分都是 Fabless+Foundry 模式，但同时也有像英特尔、三星等公司坚持做 IDM。所以氮化镓的 Fabless+Foundry 的模式未来很长时间会一直跟 IDM 的模式共存。

（6）产能与市场需求状况：

嘉宾：碳化硅领域，做碳化硅的外国厂商有很多，从全产业链的能力而言，Wolfspeed 的能力还是全球领先的，从材料、制造到器件都是领先的，综合能力最强。他们竞合关系确实也很有趣，Wolfspeed 的全球衬底占比超过一半以上，绝对是全球领先的供应商，很多大品牌像英飞凌和 ST，也大规模采用它的材料。从器件和模块而言，他也有很出色的产品，所以和下游企业也是竞争的关系，这种就是你中有我、我中有你的竞合关系。

碳化硅产能利用率较高，产能较为短缺。从衬底、外延到生产这三大环节，目前产能利用率比较高，主要是因为实际上可量产的良率达到要求的百分比还是比较低。能够量产的产能还是很有限的，目前在某些环节已经开始出现交货紧张的迹象。

氮化镓领域，氮化镓功率器件作为一个新的功率半导体器件，工艺难度是很大的，它需要大量的资金投入和长时间的经验积累，需要一个技术的沉淀，甚至可以说是试错的一个过程。目前多地规划了许多新的氮化镓产线项目，那些最后真正做成的项目，一定是能够静得下心来、有充分的思想准备，耐心要做很多年的研发，有不断技术积累的公司，当然这个前提是要有足够大的资本投入，并且能够吸引到一流的工艺、技术和人才。

（7）中国企业能否实现国产替代？

嘉宾：长期来看，中国企业一定会胜出。从整个历史发展经验来看，技术积累一旦到了一个时间点，扩散会非常快，学习曲线并不是简单的平移，而是一个加速，中国在LED芯片领域的成长就是一个典型的案例。

（8）行业发展遇到的最大问题是什么？

嘉宾：最大的制约因素是人才不足。优秀的人才、有经验的团队，是一个瓶颈。解决的方法是快速大规模培养团队。

03 产业研究服务

前段时间金融圈传了个事，还是做局的事：许多投资公司很多都会采用“专家服务”来提高自己对产业的理解。故事就这么开始了。

一句话总结，就是“以污染对方信息获得渠道”来获利。为什么会造成这种状况？

另一方面，专家交叉验证的程度较低。由于是一对一、电话形式，所以专家提供信息的真伪性不容易验证。或者投资人会认为专家的专业度在自己之上，而没办法提出有效验证。

电话形式并不是不好，相反，电话沟通具有跨越空间、随时性等优点，但，确实是需要有更多形式来补充。比如线上、线下闭门研讨会，一次和数十位专家交流，避免单一观点、单一视角，而是通过多人交流、互动，甚至观点相反的碰撞，来获得对产业更深刻、更客观的理解。

也基于此，我们团队推出了“产业研究服务”，包括：研究、专家、调研、圈子等类型服务，希望能实现“精选前景产业、创造深度优势，积累研究复利”的目标。

我们相信在波澜壮阔的国潮中，一定会涌现出许多精彩的故事、伟大的公司、重要的机遇，我们无法亲历产业一线，但一定会做好讲述者、连接者、观察者和记录者。来吧，一起迎风国潮！