物半導(dǎo)體材料在電子遷移速率、臨界擊穿電場(chǎng)、導(dǎo)熱能力等特性上氮化鎵具有更高功率密度和更小損耗，GaNHEMT相比砷預(yù)計(jì)到2027年碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模超過100億美GaAs代工比例提高，本土代工廠迎來發(fā)展機(jī)會(huì)：化合物半導(dǎo)體因?yàn)樾袠I(yè)整體規(guī)模較小，非標(biāo)準(zhǔn)化程度高，以代工模式為主。歐美主導(dǎo)砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)臺(tái)灣廠商壟斷代工。日本的住友、德國(guó)的Freiberger和美國(guó)的AXT三家合計(jì)約占全球半絕緣Skyworks、Qorvo和博通合計(jì)占GaAs射頻器件市場(chǎng)約70%市場(chǎng)份額。砷化鎵代工占全球砷化鎵器件市場(chǎng)規(guī)模10%左右，而其中超過70%市場(chǎng)份額。IDM長(zhǎng)為了維持高產(chǎn)能利設(shè)趨于保守，有意愿釋放出更多代工訂單，疊加高通等Fabless設(shè)SiC全球供需即將失衡，跨過“奇點(diǎn)時(shí)刻”有望迎來大發(fā)展：碳化硅成本高昂及可靠性問題是阻礙碳化硅發(fā)展的最大障礙。兩年之內(nèi)，電動(dòng)車的快速發(fā)展或?qū)⒃斐扇蛱蓟枰r底的供需失衡。假設(shè)未來五年碳化硅模塊價(jià)格每年下降10%，IGB個(gè)發(fā)展階段：第一階段是以硅、鍺為代表的IV族半導(dǎo)體；代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料。硅材料技術(shù)成熟，成本低，但是質(zhì)限制了其在光電子、高頻高功率器件和耐高溫比硅材料，化合物半導(dǎo)體材料在電子遷移速率、臨界擊穿電場(chǎng)、導(dǎo)熱大的成本優(yōu)勢(shì)，未來在各類分立器件和集成電路領(lǐng)域硅仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。但是化合物半導(dǎo)體材料獨(dú)特的物理特性優(yōu)勢(shì)，賦予其在射遷移率，使得其適合應(yīng)用于高頻場(chǎng)景，在高頻操作時(shí)具有較低的噪仍然將是功率放大器及射頻開關(guān)等手機(jī)射頻器件的光模塊、手機(jī)前置VCSEL3D感應(yīng)、后置LiDAR激光雷達(dá)等熱導(dǎo)率大、介電常數(shù)小等特點(diǎn)，具有低損耗和高開關(guān)頻率的特點(diǎn)，適合于制作高頻、大功率和小體積高密度集成的電光器領(lǐng)域。相比硅LDMOS（橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)）和基站功率放大器的重要技術(shù)。目前在宏基站上GaN主要采用的領(lǐng)域。相較于硅基功率器件，GaN能大大縮小手機(jī)充電器難生長(zhǎng)高質(zhì)量GaN外延層，但是成本遠(yuǎn)低于SiC襯底，同續(xù)推出相關(guān)產(chǎn)品，GaN快充有望在消費(fèi)電子領(lǐng)域快速普及。在光電4.SiC有望顛覆汽車功率半導(dǎo)體未來高、擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率大、介電常數(shù)小、抗輻射能力強(qiáng)等特GaN更高的崩潰電壓，因此在高溫和高壓領(lǐng)域應(yīng)用更具300-400V左右。隨著技術(shù)的發(fā)展，車企們追求更強(qiáng)動(dòng)力性能和快充系統(tǒng)架構(gòu)中涉及到功率器件的組件包括：電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的主逆變載DC-DC）和非車載充電樁。電動(dòng)汽車采用碳化硅解決方案可以帶來四大大優(yōu)勢(shì)：1.可以提高開關(guān)頻率降低能耗。采用全碳化硅方案了將近13%的材料清單成本。4.縮短電池充電時(shí)間，由于更高的充才能驅(qū)動(dòng)電機(jī)使車輛行駛。電動(dòng)汽車中，逆變器和電機(jī)取代了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的角色，因此逆變器的設(shè)計(jì)和效率至關(guān)重要，其好壞響著電機(jī)的功率輸出表現(xiàn)和電動(dòng)車的續(xù)航能力。由于特性，圍繞SiCMOSFET進(jìn)一步提高車用逆變器而采用MOSFET/IGBT單管的設(shè)計(jì)還是在15-30kW水平。采逆變器，峰值能源轉(zhuǎn)換效率可從96%提升至99%以上，逆變損耗降低50%以上，設(shè)備循環(huán)壽命提升50倍，從而能夠縮小系統(tǒng)體積、延長(zhǎng)器件使用壽命。高效、高功率密度、高可靠和低成本是光伏逆變器的未來發(fā)展趨勢(shì)。隨著太陽能逆變器成串式和集中式光伏逆變器中，越來越多的廠商將會(huì)使用Si業(yè)而言，目前整體市場(chǎng)規(guī)模較小，2020年全球市元。但是下游需求確定且巨大，根據(jù)IHSMarkit數(shù)據(jù)，受新車龐大需求的驅(qū)動(dòng)以及電力設(shè)備等領(lǐng)域的帶動(dòng)，預(yù)計(jì)化硅功率器件的市場(chǎng)規(guī)模將超過100億美元,2020-202速比較。目前制約行業(yè)發(fā)展的主要成本高昂和為SiC行業(yè)一旦到達(dá)綜合器件成本趨近于硅基功率器件的“奇點(diǎn)時(shí)的測(cè)算及預(yù)測(cè)，2027年全球GaN器件市場(chǎng)GaAs行業(yè)發(fā)展較為成熟，預(yù)計(jì)2020-2025年全球復(fù)合增速約和核心受益環(huán)節(jié)不同。對(duì)于碳化硅行業(yè)，由于成本是制約下游采用而需求增長(zhǎng)點(diǎn)主要來源于5G手機(jī)射頻和小面GaN外延片目前成本高昂，另一方面需求主要來源于宏基站。由于宏基站對(duì)功率器件成本相對(duì)敏感度低，因此短期驅(qū)是襯底和外延片，其中襯底約占40%-50%,因此材料廠商是益環(huán)節(jié)；而砷化鎵的襯底和外延技術(shù)穩(wěn)定且成本占比相對(duì)較低，但是發(fā)展模式上越來越多砷化鎵射頻供應(yīng)商提高使用代工的比例，因由于制造主要以IDM為主，因此核心受良品率低共同導(dǎo)致碳化硅成本短期內(nèi)難以快速下降。碳化硅器件制作的主要工藝流程包括單晶生長(zhǎng)、晶片加工、外延、前道加工及后碳化硅襯底制造的核心關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)包括電子級(jí)高純粉料合成與提純技術(shù)、數(shù)字仿真技術(shù)、單晶生長(zhǎng)技術(shù)、單晶加工（切拋磨）技術(shù)。碳化硅襯底配方改進(jìn)困難、晶體生長(zhǎng)緩慢、成品良品率低。具晶體生長(zhǎng)有至關(guān)重要的影響，涉及到制備技術(shù)、合成技術(shù)和提純技術(shù)。其中高純度碳粉提純對(duì)工藝要求極高，而合成涉及到的配方技數(shù)字仿真技術(shù)：?jiǎn)尉L(zhǎng)溫度在2350-2500度不可測(cè)量，通過高精度數(shù)字仿真技術(shù)可以節(jié)約大量的研發(fā)時(shí)間和成一個(gè)重要因素是仔晶繁殖，仔晶是和碳化硅單晶晶體具有相同晶體之上。仔晶生長(zhǎng)是碳化硅制備的核心技術(shù)，也是評(píng)判所有碳化硅襯硅片切割要上百小時(shí)。由于碳化硅功率器件主要用于汽車行業(yè)，因此對(duì)可靠性要求極高。硅功率器件在長(zhǎng)時(shí)間的質(zhì)量測(cè)試過程中被證器件在更高的內(nèi)部電場(chǎng)工作，因此柵極氧化物在實(shí)際工作中壽命可因此從車輛總成本的角度看，碳化硅方案可以給汽車制造商帶來成從物料成本角度看，目前新能源電動(dòng)車采用硅基方案的全車功率器件價(jià)值約400美元左右，我們預(yù)計(jì)目前在新能源車全碳化硅方案成本約為1500-2000美元，是硅基方案成本的4-5倍。目前寸片。未來推動(dòng)碳化硅襯底成本降低的三大驅(qū)改進(jìn)以加快長(zhǎng)晶速度2.缺陷控制改進(jìn)提升良率3.用器件的襯底使用面積。隨著產(chǎn)業(yè)成熟，預(yù)計(jì)襯底每年10%-15%左右的幅度下降。因此我們預(yù)計(jì)分假設(shè)未來五年碳化硅模塊價(jià)格每年下降10%散熱系統(tǒng)成本縮減、無源器件成本縮減以及更好能效節(jié)省的使用成本，從2025年開始全碳化硅方案相比硅方案就具有綜合物優(yōu)勢(shì)，開始爆發(fā)式增長(zhǎng)。在實(shí)現(xiàn)綜合成本優(yōu)勢(shì)之前，三、GaAs代工比例提高，打造本土產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)代工模式為主，但是我們觀察到，在GaAs產(chǎn)業(yè)中，隨著產(chǎn)業(yè)逐漸走向成熟以及市場(chǎng)規(guī)模增大，代工模式占跟硅半導(dǎo)體類似，化合物半導(dǎo)體行業(yè)商業(yè)模式長(zhǎng)、晶片加工、外延、前道加工及后道封裝。我們從下游應(yīng)用、生產(chǎn)模式、制程研發(fā)、財(cái)務(wù)及營(yíng)銷等方面比較硅晶圓代工目前主要用在無線及光電市場(chǎng)。在生產(chǎn)模式方面，硅晶圓代工行業(yè)設(shè)計(jì)分工及設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具發(fā)展都很成熟，代工廠可以快速戶的需求；而砷化鎵代工因?yàn)橥庋悠枰鶕?jù)客代工產(chǎn)業(yè)主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是國(guó)際IDM廠商，他們通過合作及共同開發(fā)在進(jìn)行90nm工藝研發(fā)；受襯底尺寸限制和6英寸晶圓為主，部分企業(yè)也開始導(dǎo)入8英寸產(chǎn)線，但還沒有晶體管數(shù)量只在百顆數(shù)量級(jí)；而硅晶圓是SourceGate面設(shè)計(jì)，晶體管數(shù)量達(dá)到數(shù)千萬數(shù)量級(jí)，所以砷化鎵代工行業(yè)過去不易因?yàn)樾庐a(chǎn)品持續(xù)升級(jí)而產(chǎn)生客戶忠誠(chéng)，客戶只要對(duì)不同代工廠進(jìn)行認(rèn)證通過，就較容易因?yàn)閮r(jià)格因素而更換的專業(yè)晶圓代工的根本原因是相比硅半導(dǎo)體，化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小使得高度專業(yè)分工不能帶來明顯的成本優(yōu)勢(shì)；制程優(yōu)勢(shì)不明顯，不用追求先進(jìn)制程導(dǎo)致固定資產(chǎn)投資壁壘相對(duì)較低，所以無需2.歐美主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)臺(tái)灣廠商壟斷代工本的住友、德國(guó)的Freiberger、和美國(guó)的AXT壟斷，三家公計(jì)約占全球90%的市場(chǎng)份額。住友是全球半絕緣型砷化鎵單晶片水計(jì)占據(jù)射頻外延片市場(chǎng)約80%的份額。而光電子外延片，不同下游應(yīng)用有所區(qū)別：應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的光模塊器件主要由Finisar和日本村田等壟斷，其中Skyworks、Qorvo和博通市場(chǎng)份額合計(jì)約產(chǎn)品外包給砷化鎵代工廠商使產(chǎn)能優(yōu)先滿足高毛利產(chǎn)品，在需求旺化鎵器件市場(chǎng)規(guī)模10%左右，其中穩(wěn)懋、環(huán)宇和宏捷科約占這其中三季度，穩(wěn)懋月產(chǎn)能達(dá)到4.1萬片。砷化鎵代工廠主要生產(chǎn)功率放系。博通在5G和光通訊有強(qiáng)大的布局，并且這種合作關(guān)系使得博通無需自己擴(kuò)充產(chǎn)能，能專心作在它的強(qiáng)項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。過去博通的HBT有一半自己做，一半由穩(wěn)懋代工，未來有望也會(huì)把另外一半的訂單逐步轉(zhuǎn)移給穩(wěn)懋，除博通外，Skyworks、Qorvo和紫光展銳也的盈利情況帶來的釋放訂單意愿的強(qiáng)弱和代工廠自身擴(kuò)產(chǎn)的節(jié)奏。廠有意愿釋放出更多代工訂單。除此之外，高通、聯(lián)發(fā)科、海思等投資200億元人民幣在高雄建廠，計(jì)劃分三年投資，新增總產(chǎn)能超砷化鎵主要用于手機(jī)PA、WifiPA和小基站唯捷創(chuàng)芯、昂瑞微、慧智微、紫光展銳等廠家有機(jī)會(huì)在5GPA上取4PA，國(guó)內(nèi)中功率產(chǎn)品成本優(yōu)勢(shì)明顯，整體性能上也已經(jīng)不差于傾向與有豐富經(jīng)驗(yàn)的中國(guó)臺(tái)灣代工廠合作，但是在外部環(huán)境導(dǎo)致供應(yīng)鏈不確定性加大的背景下，國(guó)內(nèi)砷化鎵代工廠也有望獲得更多參化合物半導(dǎo)體晶圓代工廠，開發(fā)砷化鎵、氮化鎵外延片和襯底，涵實(shí)現(xiàn)銷售收入3.75億元。砷化鎵射頻出貨客戶累計(jì)將近100家、氮化鎵射頻產(chǎn)品重要客戶產(chǎn)能正逐步爬坡；電力電子產(chǎn)品客戶累計(jì)有中低速PD/MPD產(chǎn)品的市場(chǎng)領(lǐng)先份額外，高端產(chǎn)品10GAPD/25GPD、VCSEL和DFB發(fā)射端產(chǎn)品均已在行業(yè)重要客戶處驗(yàn)證通過，進(jìn)入批量試產(chǎn)階段。公司在長(zhǎng)沙設(shè)立子公司湖南三安從事碳化硅等第三代于2G-5G手機(jī)射頻功放WiFi、物聯(lián)網(wǎng)功放等市場(chǎng)應(yīng)用；其中手機(jī)用射頻器件以GaAs為主，基站用射頻塊，公司已布局能源市場(chǎng)領(lǐng)域：在逆變器方面，三安集成與主要客戶陽光電源確認(rèn)了合作開發(fā)項(xiàng)目意向。在國(guó)家電網(wǎng)方面，已瑞、許繼電器供應(yīng)鏈，并已小量試產(chǎn)；充電樁方處于虧損狀態(tài)，但是隨著收入規(guī)模上升公司虧損幅度收窄。由于前成本結(jié)構(gòu)導(dǎo)致SiC全產(chǎn)業(yè)鏈布局具有優(yōu)勢(shì)。以碳化硅為襯底的產(chǎn)業(yè)鏈主要分為襯底、外延和器件三個(gè)環(huán)節(jié)。由于襯底在器件中的美國(guó)的Cree和日本的羅姆都是擁有從襯底、外延片到器件的碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)能力，所生產(chǎn)的碳化硅襯底除對(duì)外銷售外，分為自用。目前Cree在襯底方面產(chǎn)能和市占率領(lǐng)先所有競(jìng)爭(zhēng)者，2019年宣布建設(shè)8英寸襯底產(chǎn)線，2020年全球市場(chǎng)份額約50%。的有天科合達(dá)和東天岳，6寸襯底開始規(guī)?；a(chǎn)或者開始建設(shè)產(chǎn)外延片市場(chǎng)主要被IDM公司主導(dǎo)，如三菱、英飛凌和意法半導(dǎo)英寸外延片，中電科13所、55所亦均有內(nèi)部供應(yīng)的外延片生產(chǎn)部門。器件方面，意法半導(dǎo)體、安森美、英飛凌和羅姆都是重要供應(yīng)商，華潤(rùn)微的國(guó)內(nèi)首條6寸商用SiC產(chǎn)線已經(jīng)正電擬投資160億元的碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈布局的器件公司逐步布局上游材料，如意法半導(dǎo)體在20先水平與國(guó)際領(lǐng)先水平仍有一定差距，但是工藝水平和發(fā)展?fàn)顩r的特斯拉Model3逆變器集成意法半導(dǎo)體的S如果2022年特斯拉車型全部采用碳化硅，交付量達(dá)話，那么僅特斯拉一年就將消耗掉50萬片晶圓產(chǎn)量。目前全球碳化硅襯底產(chǎn)能為40-60萬片。因此電動(dòng)車的快速發(fā)展或?qū)⒃斐商蓟诖吮尘跋?，全球加大碳化硅襯底投資：2020完工后，將帶來碳化硅晶圓制造產(chǎn)能的30倍增長(zhǎng)和碳化硅材料生產(chǎn)的30倍增長(zhǎng)，以滿足2024年之前的預(yù)期市場(chǎng)增長(zhǎng)。羅姆公司凌、意法半導(dǎo)體等歐美主要碳化硅下游企業(yè)簽訂長(zhǎng)期供貨協(xié)議，公Cree是碳化硅領(lǐng)域的絕對(duì)領(lǐng)先者。其在導(dǎo)電型碳化硅襯底的市場(chǎng)占有率約60%，車載領(lǐng)域市占率超過80%，公司在SiC基板領(lǐng)域率超過80%，而車規(guī)級(jí)SiCMOSFET單業(yè)級(jí)碳化硅二極管產(chǎn)品單價(jià)是幾毛到幾塊錢不等元的對(duì)價(jià)收購英飛凌的射頻部門，其中包括位于加利福尼亞州摩根晶體材料，并最大限度減少材料損耗可用于切割碳硅晶錠五年供貨協(xié)議，進(jìn)一步確保未來