第三代半导体产业技术(第三代半导体如何制备芯片？)
1. 第三代半导体如何制备芯片？
沉积：制造芯片的第一步，通常是将材料薄膜沉积到晶圆上。材料可以是导体、绝缘体或半导体。
光刻胶涂覆：进行光刻前，首先要在晶圆上涂覆光敏材料“光刻胶”或“光阻”，然后将晶圆放入光刻机。
曝光：在掩模版上制作需要印刷的图案蓝图。晶圆放入光刻机后，光束会通过掩模版投射到晶圆上。光刻机内的光学元件将图案缩小并聚焦到光刻胶涂层上。在光束的照射下，光刻胶发生化学反应，光罩上的图案由此印刻到光刻胶涂层。
计算光刻：光刻期间产生的物理、化学效应可能造成图案形变，因此需要事先对掩模版上的图案进行调整，确保最终光刻图案的准确。ASML将现有光刻数据及圆晶测试数据整合，制作算法模型，精确调整图案。
烘烤与显影：晶圆离开光刻机后，要进行烘烤及显影，使光刻的图案永久固定。洗去多余光刻胶，部分涂层留出空白部分。
刻蚀：显影完成后，使用气体等材料去除多余的空白部分，形成3D电路图案。
计量和检验：芯片生产过程中，始终对晶圆进行计量和检验，确保没有误差。检测结果反馈至光刻系统，进一步优化、调整设备。
离子注入：在去除剩余的光刻胶之前，可以用正离子或负离子轰击晶圆，对部分图案的半导体特性进行调整。
视需要重复制程步驟：从薄膜沉积到去除光刻胶，整个流程为晶圆片覆盖上一层图案。而要在晶圆片上形成集成电路，完成芯片制作，这一流程需要不断重复，可多达100次。
封装芯片：最后一步，切割晶圆，获得单个芯片，封装在保护壳中。这样，成品芯片就可以用来生产电视、平板电脑或者其他数字设备了！
2. 第三代半导体材料产能排名？
1，三安光电，化合物半导体材料的龙头企业；
2，北方华创，集成电路装备的龙头企业；
3，闻泰科技，移动终端、智能硬件等产品研发和制造的先进企业；
4，士兰微，半导体和集成电路产品设计与制造一体的龙头企业；
5，扬杰科技，功率半导体芯片及器件制造、集成电路封装测试等高端领域的先进企业；
6，华润微，中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营能力的半导体企业；
7，捷捷微电，功率半导体分立器件龙头公司；
8，斯达半导，功率半导体芯片和模块设计的龙头企业；
9，易事特，高端电源装备、数据中心、光伏系统集成、新能源汽车充电桩等新能源设备及系统、智能微电网及储能系统行业的龙头；
10，华峰测控，半导体自动化测试系统的龙头公司；
11，富满电子，高性能模拟及数模混合集成电路的龙头企业；
12，华灿光电，化合物光电半导体材料的龙头企业；
13，露笑科技，漆包线行业龙头；
14，亚光科技，国内规模最大、设计和研发技术水平最高、品种结构最齐全的复合材料船艇企业之一；
15，楚江新材，金属基础材料加工和高端热工装备的龙头公司；
3. 第三代半导体材料产能排名？
1，三安光电，化合物半导体材料的龙头企业；
2，北方华创，集成电路装备的龙头企业；
3，闻泰科技，移动终端、智能硬件等产品研发和制造的先进企业；
4，士兰微，半导体和集成电路产品设计与制造一体的龙头企业；
5，扬杰科技，功率半导体芯片及器件制造、集成电路封装测试等高端领域的先进企业；
6，华润微，中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营能力的半导体企业；
7，捷捷微电，功率半导体分立器件龙头公司；
8，斯达半导，功率半导体芯片和模块设计的龙头企业；
9，易事特，高端电源装备、数据中心、光伏系统集成、新能源汽车充电桩等新能源设备及系统、智能微电网及储能系统行业的龙头；
10，华峰测控，半导体自动化测试系统的龙头公司；
11，富满电子，高性能模拟及数模混合集成电路的龙头企业；
12，华灿光电，化合物光电半导体材料的龙头企业；
13，露笑科技，漆包线行业龙头；
14，亚光科技，国内规模最大、设计和研发技术水平最高、品种结构最齐全的复合材料船艇企业之一；
15，楚江新材，金属基础材料加工和高端热工装备的龙头公司；
4. 第三代半导体如何制备芯片？
沉积：制造芯片的第一步，通常是将材料薄膜沉积到晶圆上。材料可以是导体、绝缘体或半导体。
光刻胶涂覆：进行光刻前，首先要在晶圆上涂覆光敏材料“光刻胶”或“光阻”，然后将晶圆放入光刻机。
曝光：在掩模版上制作需要印刷的图案蓝图。晶圆放入光刻机后，光束会通过掩模版投射到晶圆上。光刻机内的光学元件将图案缩小并聚焦到光刻胶涂层上。在光束的照射下，光刻胶发生化学反应，光罩上的图案由此印刻到光刻胶涂层。
计算光刻：光刻期间产生的物理、化学效应可能造成图案形变，因此需要事先对掩模版上的图案进行调整，确保最终光刻图案的准确。ASML将现有光刻数据及圆晶测试数据整合，制作算法模型，精确调整图案。
烘烤与显影：晶圆离开光刻机后，要进行烘烤及显影，使光刻的图案永久固定。洗去多余光刻胶，部分涂层留出空白部分。
刻蚀：显影完成后，使用气体等材料去除多余的空白部分，形成3D电路图案。
计量和检验：芯片生产过程中，始终对晶圆进行计量和检验，确保没有误差。检测结果反馈至光刻系统，进一步优化、调整设备。
离子注入：在去除剩余的光刻胶之前，可以用正离子或负离子轰击晶圆，对部分图案的半导体特性进行调整。
视需要重复制程步驟：从薄膜沉积到去除光刻胶，整个流程为晶圆片覆盖上一层图案。而要在晶圆片上形成集成电路，完成芯片制作，这一流程需要不断重复，可多达100次。
封装芯片：最后一步，切割晶圆，获得单个芯片，封装在保护壳中。这样，成品芯片就可以用来生产电视、平板电脑或者其他数字设备了！
5. 第三代半导体如何制备芯片？
沉积：制造芯片的第一步，通常是将材料薄膜沉积到晶圆上。材料可以是导体、绝缘体或半导体。
光刻胶涂覆：进行光刻前，首先要在晶圆上涂覆光敏材料“光刻胶”或“光阻”，然后将晶圆放入光刻机。
曝光：在掩模版上制作需要印刷的图案蓝图。晶圆放入光刻机后，光束会通过掩模版投射到晶圆上。光刻机内的光学元件将图案缩小并聚焦到光刻胶涂层上。在光束的照射下，光刻胶发生化学反应，光罩上的图案由此印刻到光刻胶涂层。
计算光刻：光刻期间产生的物理、化学效应可能造成图案形变，因此需要事先对掩模版上的图案进行调整，确保最终光刻图案的准确。ASML将现有光刻数据及圆晶测试数据整合，制作算法模型，精确调整图案。
烘烤与显影：晶圆离开光刻机后，要进行烘烤及显影，使光刻的图案永久固定。洗去多余光刻胶，部分涂层留出空白部分。
刻蚀：显影完成后，使用气体等材料去除多余的空白部分，形成3D电路图案。
计量和检验：芯片生产过程中，始终对晶圆进行计量和检验，确保没有误差。检测结果反馈至光刻系统，进一步优化、调整设备。
离子注入：在去除剩余的光刻胶之前，可以用正离子或负离子轰击晶圆，对部分图案的半导体特性进行调整。
视需要重复制程步驟：从薄膜沉积到去除光刻胶，整个流程为晶圆片覆盖上一层图案。而要在晶圆片上形成集成电路，完成芯片制作，这一流程需要不断重复，可多达100次。
封装芯片：最后一步，切割晶圆，获得单个芯片，封装在保护壳中。这样，成品芯片就可以用来生产电视、平板电脑或者其他数字设备了！
6. 第三代半导体材料产能排名？
1，三安光电，化合物半导体材料的龙头企业；
2，北方华创，集成电路装备的龙头企业；
3，闻泰科技，移动终端、智能硬件等产品研发和制造的先进企业；
4，士兰微，半导体和集成电路产品设计与制造一体的龙头企业；
5，扬杰科技，功率半导体芯片及器件制造、集成电路封装测试等高端领域的先进企业；
6，华润微，中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营能力的半导体企业；
7，捷捷微电，功率半导体分立器件龙头公司；
8，斯达半导，功率半导体芯片和模块设计的龙头企业；
9，易事特，高端电源装备、数据中心、光伏系统集成、新能源汽车充电桩等新能源设备及系统、智能微电网及储能系统行业的龙头；
10，华峰测控，半导体自动化测试系统的龙头公司；
11，富满电子，高性能模拟及数模混合集成电路的龙头企业；
12，华灿光电，化合物光电半导体材料的龙头企业；
13，露笑科技，漆包线行业龙头；
14，亚光科技，国内规模最大、设计和研发技术水平最高、品种结构最齐全的复合材料船艇企业之一；
15，楚江新材，金属基础材料加工和高端热工装备的龙头公司；
7. 全国第三代半导体专利排名？
1.专利和架构是中国芯片产业的痛点，很多时候，不是不能造，而是绕不开国外公司的专利壁垒。不光是芯片，任何产业竞争的核心都是专利的比拼，专利多不代表能成为一家伟大的科技公司，但伟大的科技公司一定在所处行业的专利数中名列前茅。
2.同花出了个三代半导体概念板块，我将里面的概念股全部通过天眼查寻找其三代半导体（氮化镓、碳化硅）的专利，有些公司三代半导体零专利，但也列出来了，大家也可在董秘问答中提问专利数。涵盖了上市公司以及子公司，如三安光电的三安集成、三安电子等，士兰微的士兰明镓、士兰明芯等，赛微电子的微芯科技、海创微芯等，花了不少时间统计，不能保证百分之百的准确，但八九不离十。
3.鉴于闻泰科技的安世半导体在国内无法查询其专利，故未统计在内。
4.易事特参股的广东省第三代半导体研究中心没有企业信息，只有之前在东莞揭牌的新闻，另外查到有深圳第三代半导体研究院，姑且算在易事特头上，如果易事特没有参股这个研究院，那么表中易事特专利数就是0。
5.关于有氮化镓充电器产品的企业专利数为0的看法：包括氮化镓芯片、PCB、电容等都是采购来的，他们负责组装而已。氮化镓充电器产量爆发了，也只是替代他们原有传统充电器产品。
6.关于碳化硅“一哥”0专利的看法：估计直接买专利批量生产，但容易被牵着鼻子走。
7.绝大部分氮化镓专利还是集中在光电这块，作为发光材料，但好像与我们心目中高大上的三代半导体芯片相距甚远。但聊胜于无，当年日本科学家凭借氮化镓蓝光led拿了诺贝尔奖。
8.在电力电子领域，玩家略多一点，与国外差距并不是很大。风头正盛的氮化镓充电器，或者是特斯拉model3、比亚迪汉的碳化硅逆变器，未来市场很大。新能源车逆变器、车充可用GaN，能省电20%，这个数据是上一段说的凭借GaN蓝光LED拿诺贝尔奖的日本科学家在去年实验得出的。
9.痛点和难点在射频领域，国内没几个能玩，几乎被国外垄断，这是三代半导体发展过程中亟待解决的方向。关系到5G甚至6G的通讯，不仅是基站，GaN可能要取代GaAs，做进移动终端射频里、卫星通讯、汽车火车等交通工具的通讯、军用雷达、无人驾驶雷达、信号接收等。
10.上市公司第三代半导体专利如图，交流探讨，如有不对之处请包涵指正
8. 第三代半导体材料产能排名？
1，三安光电，化合物半导体材料的龙头企业；
2，北方华创，集成电路装备的龙头企业；
3，闻泰科技，移动终端、智能硬件等产品研发和制造的先进企业；
4，士兰微，半导体和集成电路产品设计与制造一体的龙头企业；
5，扬杰科技，功率半导体芯片及器件制造、集成电路封装测试等高端领域的先进企业；
6，华润微，中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营能力的半导体企业；
7，捷捷微电，功率半导体分立器件龙头公司；
8，斯达半导，功率半导体芯片和模块设计的龙头企业；
9，易事特，高端电源装备、数据中心、光伏系统集成、新能源汽车充电桩等新能源设备及系统、智能微电网及储能系统行业的龙头；
10，华峰测控，半导体自动化测试系统的龙头公司；
11，富满电子，高性能模拟及数模混合集成电路的龙头企业；
12，华灿光电，化合物光电半导体材料的龙头企业；
13，露笑科技，漆包线行业龙头；
14，亚光科技，国内规模最大、设计和研发技术水平最高、品种结构最齐全的复合材料船艇企业之一；
15，楚江新材，金属基础材料加工和高端热工装备的龙头公司；
9. 第三代和第四代半导体的区别？
第三代半导体和第四代半导体的区别主要在于材料和应用方面。 第三代半导体的材料主要包括氮化硅、磷化镓等，可以用于高速运算和高频电路等应用。而第四代半导体的材料主要包括碳化硅、氮化镓等，可以用于高温环境下的电子器件和功率电子器件等应用。 此外，第三代半导体的应用方面主要集中在通信、计算机、医疗等领域，而第四代半导体的应用范围更广，可以应用于动力电子、照明、航空航天等行业。 总的来说，第三代半导体和第四代半导体都在不断发展，未来将有更多的应用场景出现。
10. 第三代半导体概念分析？
1第三代半导体概念
第三代半导体材料是以 SiC(碳化硅)、 GaN(氮化镓)为代表(还包括 ZnO 氧化锌、GaO 氧化镓等)的化合物半导体，属于宽禁带半导体材料。禁带宽度是半导体的一个重要特征。固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子或者空穴存在，自由电子存在的能带称为导带(能导电)，自由空穴存在的能带称为价带(亦能导电)。被束缚的电子要成为自由电子或者空穴，就必须获得足够能量从价带跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。
而更宽的禁带，意味着从不导通状态激发到导通状态需要的能量更大，因此采用宽禁带半导体材料制造的器件能够拥有更高的击穿电场、更高的耐压性能、更高的工作温度极限等等。第三代半导体与 Si(硅)、GaAs(砷化镓)等前两代半导体相比，在耐高压、耐高温、高频性能、高热导性等指标上具备很大优势，因此 SiC、GaN 被广泛用于功率器件、射频器件等领域。
SiC 与 GaN 相比，拥有更高的热导率，这使得在高功率应用中，SiC 占据统治地位;与此同时，GaN 相比 SiC拥有更高的电子迁移率，所以GaN具有高的开关速度，在高频应用中占有优势。
2第三代半导体发展历程
自上世纪80年代开始，以 SiC、GaN 为代表的第三代半导体材料的出现，催生了新型照明、显示、光生物等等新的应用需求和产业。其中SiC是目前技术、器件研发最为成熟的宽禁带半导体材料。
SiC的一个重要里程碑是1955年，飞利浦实验室的 Lely发明 SiC 的升华生长法(或物理气相传输法，即 PVT 法)，后来经过改进后的PVT 法成为 SiC 单晶制备的主要方法。这也是SiC作为重要电子材料的起点。
随着 6 英寸 SiC 单晶衬底和外延晶片的缺陷降低和质量提高，使得 SiC 器件制备能够在目前现有 6 英寸 SiC 基功率器件生长线上进行。而国际大厂纷纷布局的8英寸的 SiC衬底有望在2022年上半年，由 Wolfspeed 率先实现量产，这将进一步降低 SiC 材料和器件成本，推进 SiC 器件和模块的普及。
为了帮助下文理解，这里解释一下 SiC 衬底、晶圆、外延片的关系以及区别。SiC 衬底是由 SiC 单晶材料制造而成的晶圆片，衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件，也可以经过外延加工，即在衬底上生长一层新的单晶，形成外延片。新的单晶层可以是 SiC，也可以是其他材料(如GaN)。而晶圆可以指衬底、外延片、或是已加工完成芯片后但尚未切割的圆形薄片。
而 GaN 于1969 年首次实现了 GaN 单晶薄膜的制备，在20世纪90年代中期，中村修二研发了第一支高亮度的 GaN基蓝光 LED。随后的十多年时间里，GaN 分别在射频领域比如高电子迁移率晶体管(HEMT)和单片微波集成电路(MMIC)，以及功率半导体领域起到了重要作用。2010年，国际整流器公司(IR，已被英飞凌收购)发布了全球第一个商用GaN功率器件，正式拉开GaN在功率器件领域商业化大幕。2014 年以后，600V GaN HEMT 已经成为 GaN 器件主流。2014年，行业首次在 8 英寸 SiC 上生长 GaN 器件。
二SiC产业概念
1SiC市场规模：衬底、功率器件、射频器件
得益于材料特性的优势，SiC 在功率器件领域无疑会逐渐取代传统硅器件，成为市场主流。而这个进程随着 SiC 量产和技术成熟带来的成本下降，以及终端需求的升级而不断加速。包括新能源汽车电驱系统往 800V 高压平台发展、480kW 充电桩、光伏逆变器向高压发展等，技术升级的核心，预计 2021 年到 2030 年 SiC 市场年均复合增长率(CAGR)将高达50.6%，2030 年 SiC 市场规模将超 300 亿美元。
在材料端， 2020 年全球 SiC 衬底市场价值为 2.08 亿美元。对于市场未来的增长，Yole预计到 2024 年全球 SiC 衬底市场规模将达到11亿美元，2027年将达到33亿美元，以2018年市场规模1.21亿美元计算，2018-2027年的复合增长率预计为44%。
在应用端，2020年全球 SiC 功率器件市场规模为6.29亿美元，mordor intelligence 预计到2026年将达到 47.08 亿美元，2021-2026 的年复合增长率为 42.41%。其中由于电动汽车的爆发，汽车行业将是 SiC 功率器件的主要增长应用，而亚太地区会是增长最快的市场。亚太地区受到包括中国大陆、中国台湾、日本、韩国的驱动，这四个地区共占全球半导体分立器件市场的 65% 左右。在光伏逆变器上，SiC 渗透率也呈现高速增长，华为预计在2030年光伏逆变器的碳化硅渗透率将从目前的2%增长到70%以上，在充电基础设施、电动汽车领域渗透率也超过的80%，通信电源、服务器电源将全面推广应用。
另外，在射频 GaN行业，采用 SiC 衬底，也就是 GaN-on-SiC(碳化硅基氮化镓)技术发展得最早，市占率也最高，同时在射频应用领域已经成为LDMOS和砷化镓的主要竞争对手。除了在军用雷达领域的深度渗透，GaN-on-SiC 还一直是华为、诺基亚等通信基站厂商的5G大规模MIMO基础设施的选择。根据 Yole 的统计，2020 年全球 GaN-on-SiC 射频器件市场规模为8.86亿美元，预计 2026 年将达到 22.2 亿美元，2020-2026 年复合增长率为17%。
2SiC市场供需情况
尽管 SiC 无论在功率器件还是在射频应用上市场需求都有巨大增长空间，但目前对于 SiC 的应用，还面临着产能不足的问题，主要是 SiC 衬底产能跟不上需求的增长。据统计，2021年全球 SiC 晶圆全球产能约为 40-60 万片，结合业内良率平均约50%估算，2021 年 SiC 晶圆全球有效产能仅20-30万片。
与此同时，SiC 需求方的增长在近年呈现爆发式增长。以特斯拉为例，2021 年特斯拉电动汽车全年产量约 93 万辆，据测算，如果这些车辆搭载的功率器件全采用 SiC ，单车用量将达到 0.5 片6寸 SiC 晶圆，一年的6寸 SiC 晶圆需求就高达46.5万片，以如今全球 SiC 衬底产能来看甚至无法满足一家车企的需求。
与此同时，衬底又是整个 SiC 产业链中技术门槛最高、成本占比最大的环节，占市场总成本的50%左右。华为在《数字能源2030》白皮书中提到，SiC 的瓶颈当前主要在于衬底成本高(是硅的 4-5 倍，预计未来 2025 年前年价格会逐渐降为硅持平)，受新能源汽车、工业电源等应用的推动，碳化硅价格下降，性能和可靠性进一步提高。碳化硅产业链爆发的拐点临近，市场潜力将被充分挖掘。
但目前 SiC 产业仍处于产能铺设初期，2020年开始海内外大厂都纷纷加大投入到 SiC 产能建设中。国内仅 2021 年第一季度新增的 SiC 项目投资金额就已经超过 2020 年全年水平，是 2012-2019 年 SiC 领域合计总投资值的5倍以上。三安光电预测，2025年 SiC 晶圆需求在保守与乐观情形下分别为219和437万片，车用碳化硅需求占比60%，保守情况下碳化硅产能缺口将达到123万片，乐观情况下缺口将达到486万片。
3SiC产业主要运作模式
经过超过 60 年的发展，硅基半导体产业自台积电创始人张忠谋开创晶圆代工模式后，目前已经形成了高度垂直分工的产业运作模式。但与硅基半导体产业不同，SiC 产业目前来看，主要是以 IDM 模式为主。
SiC 产业目前以IDM模式为主的主要原因：
1) 设备相比硅晶圆制造较为便宜，产线资本投入门槛相对较低;
2) 受益于成熟的半导体工艺，SiC 器件设计相对不复杂;
3) 掌握上下游整合能力可以加速产品迭代周期，有效控制成本以及产品良率。
当前 SiC 市场中，全球几大主要龙头 Wolfspeed、罗姆、ST、英飞凌、安森美等都已经形成了 SiC 衬底、外延、设计、制造、封测的垂直供应体系。其中，除了 Wolfspeed 之外，其他厂商基本通过并购等方式来布局 SiC 衬底等原材料，以更好地把控上游供应。
同时，这种趋势也导致目前 SiC 产业中不仅仅是下游往上游布局，而上游厂商也同时在下游发展。SiC 产业可以说是“得衬底者得天下”，SiC 衬底厂商掌握着业内最重要的资源，这也为他们带来了极大的行业话语权。
国内方面，由于产业布局相比海外大厂要晚，而 IDM 模式是加速发展的最有效方式之一，包括三安光电、泰科天润、基本半导体等 SiC 领域公司都在往 IDM 模式发展。三安光电投资160亿元的湖南三安半导体基地在去年6月正式投产，这也是国内第一条、全球第三条 SiC 垂直整合产业链，提供从衬底、外延、晶圆代工、裸芯粒直至分立器件的灵活多元合作方式，有利于形成当地宽禁带半导体产业聚落，加速上游 IC 设计公司设计与验证迭代，缩短下游终端产品上市周期。
11. 第三代半导体概念分析？
1第三代半导体概念
第三代半导体材料是以 SiC(碳化硅)、 GaN(氮化镓)为代表(还包括 ZnO 氧化锌、GaO 氧化镓等)的化合物半导体，属于宽禁带半导体材料。禁带宽度是半导体的一个重要特征。固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子或者空穴存在，自由电子存在的能带称为导带(能导电)，自由空穴存在的能带称为价带(亦能导电)。被束缚的电子要成为自由电子或者空穴，就必须获得足够能量从价带跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。
而更宽的禁带，意味着从不导通状态激发到导通状态需要的能量更大，因此采用宽禁带半导体材料制造的器件能够拥有更高的击穿电场、更高的耐压性能、更高的工作温度极限等等。第三代半导体与 Si(硅)、GaAs(砷化镓)等前两代半导体相比，在耐高压、耐高温、高频性能、高热导性等指标上具备很大优势，因此 SiC、GaN 被广泛用于功率器件、射频器件等领域。
SiC 与 GaN 相比，拥有更高的热导率，这使得在高功率应用中，SiC 占据统治地位;与此同时，GaN 相比 SiC拥有更高的电子迁移率，所以GaN具有高的开关速度，在高频应用中占有优势。
2第三代半导体发展历程
自上世纪80年代开始，以 SiC、GaN 为代表的第三代半导体材料的出现，催生了新型照明、显示、光生物等等新的应用需求和产业。其中SiC是目前技术、器件研发最为成熟的宽禁带半导体材料。
SiC的一个重要里程碑是1955年，飞利浦实验室的 Lely发明 SiC 的升华生长法(或物理气相传输法，即 PVT 法)，后来经过改进后的PVT 法成为 SiC 单晶制备的主要方法。这也是SiC作为重要电子材料的起点。
随着 6 英寸 SiC 单晶衬底和外延晶片的缺陷降低和质量提高，使得 SiC 器件制备能够在目前现有 6 英寸 SiC 基功率器件生长线上进行。而国际大厂纷纷布局的8英寸的 SiC衬底有望在2022年上半年，由 Wolfspeed 率先实现量产，这将进一步降低 SiC 材料和器件成本，推进 SiC 器件和模块的普及。
为了帮助下文理解，这里解释一下 SiC 衬底、晶圆、外延片的关系以及区别。SiC 衬底是由 SiC 单晶材料制造而成的晶圆片，衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件，也可以经过外延加工，即在衬底上生长一层新的单晶，形成外延片。新的单晶层可以是 SiC，也可以是其他材料(如GaN)。而晶圆可以指衬底、外延片、或是已加工完成芯片后但尚未切割的圆形薄片。
而 GaN 于1969 年首次实现了 GaN 单晶薄膜的制备，在20世纪90年代中期，中村修二研发了第一支高亮度的 GaN基蓝光 LED。随后的十多年时间里，GaN 分别在射频领域比如高电子迁移率晶体管(HEMT)和单片微波集成电路(MMIC)，以及功率半导体领域起到了重要作用。2010年，国际整流器公司(IR，已被英飞凌收购)发布了全球第一个商用GaN功率器件，正式拉开GaN在功率器件领域商业化大幕。2014 年以后，600V GaN HEMT 已经成为 GaN 器件主流。2014年，行业首次在 8 英寸 SiC 上生长 GaN 器件。
二SiC产业概念
1SiC市场规模：衬底、功率器件、射频器件
得益于材料特性的优势，SiC 在功率器件领域无疑会逐渐取代传统硅器件，成为市场主流。而这个进程随着 SiC 量产和技术成熟带来的成本下降，以及终端需求的升级而不断加速。包括新能源汽车电驱系统往 800V 高压平台发展、480kW 充电桩、光伏逆变器向高压发展等，技术升级的核心，预计 2021 年到 2030 年 SiC 市场年均复合增长率(CAGR)将高达50.6%，2030 年 SiC 市场规模将超 300 亿美元。
在材料端， 2020 年全球 SiC 衬底市场价值为 2.08 亿美元。对于市场未来的增长，Yole预计到 2024 年全球 SiC 衬底市场规模将达到11亿美元，2027年将达到33亿美元，以2018年市场规模1.21亿美元计算，2018-2027年的复合增长率预计为44%。
在应用端，2020年全球 SiC 功率器件市场规模为6.29亿美元，mordor intelligence 预计到2026年将达到 47.08 亿美元，2021-2026 的年复合增长率为 42.41%。其中由于电动汽车的爆发，汽车行业将是 SiC 功率器件的主要增长应用，而亚太地区会是增长最快的市场。亚太地区受到包括中国大陆、中国台湾、日本、韩国的驱动，这四个地区共占全球半导体分立器件市场的 65% 左右。在光伏逆变器上，SiC 渗透率也呈现高速增长，华为预计在2030年光伏逆变器的碳化硅渗透率将从目前的2%增长到70%以上，在充电基础设施、电动汽车领域渗透率也超过的80%，通信电源、服务器电源将全面推广应用。
另外，在射频 GaN行业，采用 SiC 衬底，也就是 GaN-on-SiC(碳化硅基氮化镓)技术发展得最早，市占率也最高，同时在射频应用领域已经成为LDMOS和砷化镓的主要竞争对手。除了在军用雷达领域的深度渗透，GaN-on-SiC 还一直是华为、诺基亚等通信基站厂商的5G大规模MIMO基础设施的选择。根据 Yole 的统计，2020 年全球 GaN-on-SiC 射频器件市场规模为8.86亿美元，预计 2026 年将达到 22.2 亿美元，2020-2026 年复合增长率为17%。
2SiC市场供需情况
尽管 SiC 无论在功率器件还是在射频应用上市场需求都有巨大增长空间，但目前对于 SiC 的应用，还面临着产能不足的问题，主要是 SiC 衬底产能跟不上需求的增长。据统计，2021年全球 SiC 晶圆全球产能约为 40-60 万片，结合业内良率平均约50%估算，2021 年 SiC 晶圆全球有效产能仅20-30万片。
与此同时，SiC 需求方的增长在近年呈现爆发式增长。以特斯拉为例，2021 年特斯拉电动汽车全年产量约 93 万辆，据测算，如果这些车辆搭载的功率器件全采用 SiC ，单车用量将达到 0.5 片6寸 SiC 晶圆，一年的6寸 SiC 晶圆需求就高达46.5万片，以如今全球 SiC 衬底产能来看甚至无法满足一家车企的需求。
与此同时，衬底又是整个 SiC 产业链中技术门槛最高、成本占比最大的环节，占市场总成本的50%左右。华为在《数字能源2030》白皮书中提到，SiC 的瓶颈当前主要在于衬底成本高(是硅的 4-5 倍，预计未来 2025 年前年价格会逐渐降为硅持平)，受新能源汽车、工业电源等应用的推动，碳化硅价格下降，性能和可靠性进一步提高。碳化硅产业链爆发的拐点临近，市场潜力将被充分挖掘。
但目前 SiC 产业仍处于产能铺设初期，2020年开始海内外大厂都纷纷加大投入到 SiC 产能建设中。国内仅 2021 年第一季度新增的 SiC 项目投资金额就已经超过 2020 年全年水平，是 2012-2019 年 SiC 领域合计总投资值的5倍以上。三安光电预测，2025年 SiC 晶圆需求在保守与乐观情形下分别为219和437万片，车用碳化硅需求占比60%，保守情况下碳化硅产能缺口将达到123万片，乐观情况下缺口将达到486万片。
3SiC产业主要运作模式
经过超过 60 年的发展，硅基半导体产业自台积电创始人张忠谋开创晶圆代工模式后，目前已经形成了高度垂直分工的产业运作模式。但与硅基半导体产业不同，SiC 产业目前来看，主要是以 IDM 模式为主。
SiC 产业目前以IDM模式为主的主要原因：
1) 设备相比硅晶圆制造较为便宜，产线资本投入门槛相对较低;
2) 受益于成熟的半导体工艺，SiC 器件设计相对不复杂;
3) 掌握上下游整合能力可以加速产品迭代周期，有效控制成本以及产品良率。
当前 SiC 市场中，全球几大主要龙头 Wolfspeed、罗姆、ST、英飞凌、安森美等都已经形成了 SiC 衬底、外延、设计、制造、封测的垂直供应体系。其中，除了 Wolfspeed 之外，其他厂商基本通过并购等方式来布局 SiC 衬底等原材料，以更好地把控上游供应。
同时，这种趋势也导致目前 SiC 产业中不仅仅是下游往上游布局，而上游厂商也同时在下游发展。SiC 产业可以说是“得衬底者得天下”，SiC 衬底厂商掌握着业内最重要的资源，这也为他们带来了极大的行业话语权。
国内方面，由于产业布局相比海外大厂要晚，而 IDM 模式是加速发展的最有效方式之一，包括三安光电、泰科天润、基本半导体等 SiC 领域公司都在往 IDM 模式发展。三安光电投资160亿元的湖南三安半导体基地在去年6月正式投产，这也是国内第一条、全球第三条 SiC 垂直整合产业链，提供从衬底、外延、晶圆代工、裸芯粒直至分立器件的灵活多元合作方式，有利于形成当地宽禁带半导体产业聚落，加速上游 IC 设计公司设计与验证迭代，缩短下游终端产品上市周期。
12. 第三代半导体概念分析？
1第三代半导体概念
第三代半导体材料是以 SiC(碳化硅)、 GaN(氮化镓)为代表(还包括 ZnO 氧化锌、GaO 氧化镓等)的化合物半导体，属于宽禁带半导体材料。禁带宽度是半导体的一个重要特征。固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子或者空穴存在，自由电子存在的能带称为导带(能导电)，自由空穴存在的能带称为价带(亦能导电)。被束缚的电子要成为自由电子或者空穴，就必须获得足够能量从价带跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。
而更宽的禁带，意味着从不导通状态激发到导通状态需要的能量更大，因此采用宽禁带半导体材料制造的器件能够拥有更高的击穿电场、更高的耐压性能、更高的工作温度极限等等。第三代半导体与 Si(硅)、GaAs(砷化镓)等前两代半导体相比，在耐高压、耐高温、高频性能、高热导性等指标上具备很大优势，因此 SiC、GaN 被广泛用于功率器件、射频器件等领域。
SiC 与 GaN 相比，拥有更高的热导率，这使得在高功率应用中，SiC 占据统治地位;与此同时，GaN 相比 SiC拥有更高的电子迁移率，所以GaN具有高的开关速度，在高频应用中占有优势。
2第三代半导体发展历程
自上世纪80年代开始，以 SiC、GaN 为代表的第三代半导体材料的出现，催生了新型照明、显示、光生物等等新的应用需求和产业。其中SiC是目前技术、器件研发最为成熟的宽禁带半导体材料。
SiC的一个重要里程碑是1955年，飞利浦实验室的 Lely发明 SiC 的升华生长法(或物理气相传输法，即 PVT 法)，后来经过改进后的PVT 法成为 SiC 单晶制备的主要方法。这也是SiC作为重要电子材料的起点。
随着 6 英寸 SiC 单晶衬底和外延晶片的缺陷降低和质量提高，使得 SiC 器件制备能够在目前现有 6 英寸 SiC 基功率器件生长线上进行。而国际大厂纷纷布局的8英寸的 SiC衬底有望在2022年上半年，由 Wolfspeed 率先实现量产，这将进一步降低 SiC 材料和器件成本，推进 SiC 器件和模块的普及。
为了帮助下文理解，这里解释一下 SiC 衬底、晶圆、外延片的关系以及区别。SiC 衬底是由 SiC 单晶材料制造而成的晶圆片，衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件，也可以经过外延加工，即在衬底上生长一层新的单晶，形成外延片。新的单晶层可以是 SiC，也可以是其他材料(如GaN)。而晶圆可以指衬底、外延片、或是已加工完成芯片后但尚未切割的圆形薄片。
而 GaN 于1969 年首次实现了 GaN 单晶薄膜的制备，在20世纪90年代中期，中村修二研发了第一支高亮度的 GaN基蓝光 LED。随后的十多年时间里，GaN 分别在射频领域比如高电子迁移率晶体管(HEMT)和单片微波集成电路(MMIC)，以及功率半导体领域起到了重要作用。2010年，国际整流器公司(IR，已被英飞凌收购)发布了全球第一个商用GaN功率器件，正式拉开GaN在功率器件领域商业化大幕。2014 年以后，600V GaN HEMT 已经成为 GaN 器件主流。2014年，行业首次在 8 英寸 SiC 上生长 GaN 器件。
二SiC产业概念
1SiC市场规模：衬底、功率器件、射频器件
得益于材料特性的优势，SiC 在功率器件领域无疑会逐渐取代传统硅器件，成为市场主流。而这个进程随着 SiC 量产和技术成熟带来的成本下降，以及终端需求的升级而不断加速。包括新能源汽车电驱系统往 800V 高压平台发展、480kW 充电桩、光伏逆变器向高压发展等，技术升级的核心，预计 2021 年到 2030 年 SiC 市场年均复合增长率(CAGR)将高达50.6%，2030 年 SiC 市场规模将超 300 亿美元。
在材料端， 2020 年全球 SiC 衬底市场价值为 2.08 亿美元。对于市场未来的增长，Yole预计到 2024 年全球 SiC 衬底市场规模将达到11亿美元，2027年将达到33亿美元，以2018年市场规模1.21亿美元计算，2018-2027年的复合增长率预计为44%。
在应用端，2020年全球 SiC 功率器件市场规模为6.29亿美元，mordor intelligence 预计到2026年将达到 47.08 亿美元，2021-2026 的年复合增长率为 42.41%。其中由于电动汽车的爆发，汽车行业将是 SiC 功率器件的主要增长应用，而亚太地区会是增长最快的市场。亚太地区受到包括中国大陆、中国台湾、日本、韩国的驱动，这四个地区共占全球半导体分立器件市场的 65% 左右。在光伏逆变器上，SiC 渗透率也呈现高速增长，华为预计在2030年光伏逆变器的碳化硅渗透率将从目前的2%增长到70%以上，在充电基础设施、电动汽车领域渗透率也超过的80%，通信电源、服务器电源将全面推广应用。
另外，在射频 GaN行业，采用 SiC 衬底，也就是 GaN-on-SiC(碳化硅基氮化镓)技术发展得最早，市占率也最高，同时在射频应用领域已经成为LDMOS和砷化镓的主要竞争对手。除了在军用雷达领域的深度渗透，GaN-on-SiC 还一直是华为、诺基亚等通信基站厂商的5G大规模MIMO基础设施的选择。根据 Yole 的统计，2020 年全球 GaN-on-SiC 射频器件市场规模为8.86亿美元，预计 2026 年将达到 22.2 亿美元，2020-2026 年复合增长率为17%。
2SiC市场供需情况
尽管 SiC 无论在功率器件还是在射频应用上市场需求都有巨大增长空间，但目前对于 SiC 的应用，还面临着产能不足的问题，主要是 SiC 衬底产能跟不上需求的增长。据统计，2021年全球 SiC 晶圆全球产能约为 40-60 万片，结合业内良率平均约50%估算，2021 年 SiC 晶圆全球有效产能仅20-30万片。
与此同时，SiC 需求方的增长在近年呈现爆发式增长。以特斯拉为例，2021 年特斯拉电动汽车全年产量约 93 万辆，据测算，如果这些车辆搭载的功率器件全采用 SiC ，单车用量将达到 0.5 片6寸 SiC 晶圆，一年的6寸 SiC 晶圆需求就高达46.5万片，以如今全球 SiC 衬底产能来看甚至无法满足一家车企的需求。
与此同时，衬底又是整个 SiC 产业链中技术门槛最高、成本占比最大的环节，占市场总成本的50%左右。华为在《数字能源2030》白皮书中提到，SiC 的瓶颈当前主要在于衬底成本高(是硅的 4-5 倍，预计未来 2025 年前年价格会逐渐降为硅持平)，受新能源汽车、工业电源等应用的推动，碳化硅价格下降，性能和可靠性进一步提高。碳化硅产业链爆发的拐点临近，市场潜力将被充分挖掘。
但目前 SiC 产业仍处于产能铺设初期，2020年开始海内外大厂都纷纷加大投入到 SiC 产能建设中。国内仅 2021 年第一季度新增的 SiC 项目投资金额就已经超过 2020 年全年水平，是 2012-2019 年 SiC 领域合计总投资值的5倍以上。三安光电预测，2025年 SiC 晶圆需求在保守与乐观情形下分别为219和437万片，车用碳化硅需求占比60%，保守情况下碳化硅产能缺口将达到123万片，乐观情况下缺口将达到486万片。
3SiC产业主要运作模式
经过超过 60 年的发展，硅基半导体产业自台积电创始人张忠谋开创晶圆代工模式后，目前已经形成了高度垂直分工的产业运作模式。但与硅基半导体产业不同，SiC 产业目前来看，主要是以 IDM 模式为主。
SiC 产业目前以IDM模式为主的主要原因：
1) 设备相比硅晶圆制造较为便宜，产线资本投入门槛相对较低;
2) 受益于成熟的半导体工艺，SiC 器件设计相对不复杂;
3) 掌握上下游整合能力可以加速产品迭代周期，有效控制成本以及产品良率。
当前 SiC 市场中，全球几大主要龙头 Wolfspeed、罗姆、ST、英飞凌、安森美等都已经形成了 SiC 衬底、外延、设计、制造、封测的垂直供应体系。其中，除了 Wolfspeed 之外，其他厂商基本通过并购等方式来布局 SiC 衬底等原材料，以更好地把控上游供应。
同时，这种趋势也导致目前 SiC 产业中不仅仅是下游往上游布局，而上游厂商也同时在下游发展。SiC 产业可以说是“得衬底者得天下”，SiC 衬底厂商掌握着业内最重要的资源，这也为他们带来了极大的行业话语权。
国内方面，由于产业布局相比海外大厂要晚，而 IDM 模式是加速发展的最有效方式之一，包括三安光电、泰科天润、基本半导体等 SiC 领域公司都在往 IDM 模式发展。三安光电投资160亿元的湖南三安半导体基地在去年6月正式投产，这也是国内第一条、全球第三条 SiC 垂直整合产业链，提供从衬底、外延、晶圆代工、裸芯粒直至分立器件的灵活多元合作方式，有利于形成当地宽禁带半导体产业聚落，加速上游 IC 设计公司设计与验证迭代，缩短下游终端产品上市周期。
13. 全国第三代半导体专利排名？
1.专利和架构是中国芯片产业的痛点，很多时候，不是不能造，而是绕不开国外公司的专利壁垒。不光是芯片，任何产业竞争的核心都是专利的比拼，专利多不代表能成为一家伟大的科技公司，但伟大的科技公司一定在所处行业的专利数中名列前茅。
2.同花出了个三代半导体概念板块，我将里面的概念股全部通过天眼查寻找其三代半导体（氮化镓、碳化硅）的专利，有些公司三代半导体零专利，但也列出来了，大家也可在董秘问答中提问专利数。涵盖了上市公司以及子公司，如三安光电的三安集成、三安电子等，士兰微的士兰明镓、士兰明芯等，赛微电子的微芯科技、海创微芯等，花了不少时间统计，不能保证百分之百的准确，但八九不离十。
3.鉴于闻泰科技的安世半导体在国内无法查询其专利，故未统计在内。
4.易事特参股的广东省第三代半导体研究中心没有企业信息，只有之前在东莞揭牌的新闻，另外查到有深圳第三代半导体研究院，姑且算在易事特头上，如果易事特没有参股这个研究院，那么表中易事特专利数就是0。
5.关于有氮化镓充电器产品的企业专利数为0的看法：包括氮化镓芯片、PCB、电容等都是采购来的，他们负责组装而已。氮化镓充电器产量爆发了，也只是替代他们原有传统充电器产品。
6.关于碳化硅“一哥”0专利的看法：估计直接买专利批量生产，但容易被牵着鼻子走。
7.绝大部分氮化镓专利还是集中在光电这块，作为发光材料，但好像与我们心目中高大上的三代半导体芯片相距甚远。但聊胜于无，当年日本科学家凭借氮化镓蓝光led拿了诺贝尔奖。
8.在电力电子领域，玩家略多一点，与国外差距并不是很大。风头正盛的氮化镓充电器，或者是特斯拉model3、比亚迪汉的碳化硅逆变器，未来市场很大。新能源车逆变器、车充可用GaN，能省电20%，这个数据是上一段说的凭借GaN蓝光LED拿诺贝尔奖的日本科学家在去年实验得出的。
9.痛点和难点在射频领域，国内没几个能玩，几乎被国外垄断，这是三代半导体发展过程中亟待解决的方向。关系到5G甚至6G的通讯，不仅是基站，GaN可能要取代GaAs，做进移动终端射频里、卫星通讯、汽车火车等交通工具的通讯、军用雷达、无人驾驶雷达、信号接收等。
10.上市公司第三代半导体专利如图，交流探讨，如有不对之处请包涵指正
14. 第三代半导体如何制备芯片？
沉积：制造芯片的第一步，通常是将材料薄膜沉积到晶圆上。材料可以是导体、绝缘体或半导体。
光刻胶涂覆：进行光刻前，首先要在晶圆上涂覆光敏材料“光刻胶”或“光阻”，然后将晶圆放入光刻机。
曝光：在掩模版上制作需要印刷的图案蓝图。晶圆放入光刻机后，光束会通过掩模版投射到晶圆上。光刻机内的光学元件将图案缩小并聚焦到光刻胶涂层上。在光束的照射下，光刻胶发生化学反应，光罩上的图案由此印刻到光刻胶涂层。
计算光刻：光刻期间产生的物理、化学效应可能造成图案形变，因此需要事先对掩模版上的图案进行调整，确保最终光刻图案的准确。ASML将现有光刻数据及圆晶测试数据整合，制作算法模型，精确调整图案。
烘烤与显影：晶圆离开光刻机后，要进行烘烤及显影，使光刻的图案永久固定。洗去多余光刻胶，部分涂层留出空白部分。
刻蚀：显影完成后，使用气体等材料去除多余的空白部分，形成3D电路图案。
计量和检验：芯片生产过程中，始终对晶圆进行计量和检验，确保没有误差。检测结果反馈至光刻系统，进一步优化、调整设备。
离子注入：在去除剩余的光刻胶之前，可以用正离子或负离子轰击晶圆，对部分图案的半导体特性进行调整。
视需要重复制程步驟：从薄膜沉积到去除光刻胶，整个流程为晶圆片覆盖上一层图案。而要在晶圆片上形成集成电路，完成芯片制作，这一流程需要不断重复，可多达100次。
封装芯片：最后一步，切割晶圆，获得单个芯片，封装在保护壳中。这样，成品芯片就可以用来生产电视、平板电脑或者其他数字设备了！
15. 第三代半导体概念分析？
1第三代半导体概念
第三代半导体材料是以 SiC(碳化硅)、 GaN(氮化镓)为代表(还包括 ZnO 氧化锌、GaO 氧化镓等)的化合物半导体，属于宽禁带半导体材料。禁带宽度是半导体的一个重要特征。固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子或者空穴存在，自由电子存在的能带称为导带(能导电)，自由空穴存在的能带称为价带(亦能导电)。被束缚的电子要成为自由电子或者空穴，就必须获得足够能量从价带跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。
而更宽的禁带，意味着从不导通状态激发到导通状态需要的能量更大，因此采用宽禁带半导体材料制造的器件能够拥有更高的击穿电场、更高的耐压性能、更高的工作温度极限等等。第三代半导体与 Si(硅)、GaAs(砷化镓)等前两代半导体相比，在耐高压、耐高温、高频性能、高热导性等指标上具备很大优势，因此 SiC、GaN 被广泛用于功率器件、射频器件等领域。
SiC 与 GaN 相比，拥有更高的热导率，这使得在高功率应用中，SiC 占据统治地位;与此同时，GaN 相比 SiC拥有更高的电子迁移率，所以GaN具有高的开关速度，在高频应用中占有优势。
2第三代半导体发展历程
自上世纪80年代开始，以 SiC、GaN 为代表的第三代半导体材料的出现，催生了新型照明、显示、光生物等等新的应用需求和产业。其中SiC是目前技术、器件研发最为成熟的宽禁带半导体材料。
SiC的一个重要里程碑是1955年，飞利浦实验室的 Lely发明 SiC 的升华生长法(或物理气相传输法，即 PVT 法)，后来经过改进后的PVT 法成为 SiC 单晶制备的主要方法。这也是SiC作为重要电子材料的起点。
随着 6 英寸 SiC 单晶衬底和外延晶片的缺陷降低和质量提高，使得 SiC 器件制备能够在目前现有 6 英寸 SiC 基功率器件生长线上进行。而国际大厂纷纷布局的8英寸的 SiC衬底有望在2022年上半年，由 Wolfspeed 率先实现量产，这将进一步降低 SiC 材料和器件成本，推进 SiC 器件和模块的普及。
为了帮助下文理解，这里解释一下 SiC 衬底、晶圆、外延片的关系以及区别。SiC 衬底是由 SiC 单晶材料制造而成的晶圆片，衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件，也可以经过外延加工，即在衬底上生长一层新的单晶，形成外延片。新的单晶层可以是 SiC，也可以是其他材料(如GaN)。而晶圆可以指衬底、外延片、或是已加工完成芯片后但尚未切割的圆形薄片。
而 GaN 于1969 年首次实现了 GaN 单晶薄膜的制备，在20世纪90年代中期，中村修二研发了第一支高亮度的 GaN基蓝光 LED。随后的十多年时间里，GaN 分别在射频领域比如高电子迁移率晶体管(HEMT)和单片微波集成电路(MMIC)，以及功率半导体领域起到了重要作用。2010年，国际整流器公司(IR，已被英飞凌收购)发布了全球第一个商用GaN功率器件，正式拉开GaN在功率器件领域商业化大幕。2014 年以后，600V GaN HEMT 已经成为 GaN 器件主流。2014年，行业首次在 8 英寸 SiC 上生长 GaN 器件。
二SiC产业概念
1SiC市场规模：衬底、功率器件、射频器件
得益于材料特性的优势，SiC 在功率器件领域无疑会逐渐取代传统硅器件，成为市场主流。而这个进程随着 SiC 量产和技术成熟带来的成本下降，以及终端需求的升级而不断加速。包括新能源汽车电驱系统往 800V 高压平台发展、480kW 充电桩、光伏逆变器向高压发展等，技术升级的核心，预计 2021 年到 2030 年 SiC 市场年均复合增长率(CAGR)将高达50.6%，2030 年 SiC 市场规模将超 300 亿美元。
在材料端， 2020 年全球 SiC 衬底市场价值为 2.08 亿美元。对于市场未来的增长，Yole预计到 2024 年全球 SiC 衬底市场规模将达到11亿美元，2027年将达到33亿美元，以2018年市场规模1.21亿美元计算，2018-2027年的复合增长率预计为44%。
在应用端，2020年全球 SiC 功率器件市场规模为6.29亿美元，mordor intelligence 预计到2026年将达到 47.08 亿美元，2021-2026 的年复合增长率为 42.41%。其中由于电动汽车的爆发，汽车行业将是 SiC 功率器件的主要增长应用，而亚太地区会是增长最快的市场。亚太地区受到包括中国大陆、中国台湾、日本、韩国的驱动，这四个地区共占全球半导体分立器件市场的 65% 左右。在光伏逆变器上，SiC 渗透率也呈现高速增长，华为预计在2030年光伏逆变器的碳化硅渗透率将从目前的2%增长到70%以上，在充电基础设施、电动汽车领域渗透率也超过的80%，通信电源、服务器电源将全面推广应用。
另外，在射频 GaN行业，采用 SiC 衬底，也就是 GaN-on-SiC(碳化硅基氮化镓)技术发展得最早，市占率也最高，同时在射频应用领域已经成为LDMOS和砷化镓的主要竞争对手。除了在军用雷达领域的深度渗透，GaN-on-SiC 还一直是华为、诺基亚等通信基站厂商的5G大规模MIMO基础设施的选择。根据 Yole 的统计，2020 年全球 GaN-on-SiC 射频器件市场规模为8.86亿美元，预计 2026 年将达到 22.2 亿美元，2020-2026 年复合增长率为17%。
2SiC市场供需情况
尽管 SiC 无论在功率器件还是在射频应用上市场需求都有巨大增长空间，但目前对于 SiC 的应用，还面临着产能不足的问题，主要是 SiC 衬底产能跟不上需求的增长。据统计，2021年全球 SiC 晶圆全球产能约为 40-60 万片，结合业内良率平均约50%估算，2021 年 SiC 晶圆全球有效产能仅20-30万片。
与此同时，SiC 需求方的增长在近年呈现爆发式增长。以特斯拉为例，2021 年特斯拉电动汽车全年产量约 93 万辆，据测算，如果这些车辆搭载的功率器件全采用 SiC ，单车用量将达到 0.5 片6寸 SiC 晶圆，一年的6寸 SiC 晶圆需求就高达46.5万片，以如今全球 SiC 衬底产能来看甚至无法满足一家车企的需求。
与此同时，衬底又是整个 SiC 产业链中技术门槛最高、成本占比最大的环节，占市场总成本的50%左右。华为在《数字能源2030》白皮书中提到，SiC 的瓶颈当前主要在于衬底成本高(是硅的 4-5 倍，预计未来 2025 年前年价格会逐渐降为硅持平)，受新能源汽车、工业电源等应用的推动，碳化硅价格下降，性能和可靠性进一步提高。碳化硅产业链爆发的拐点临近，市场潜力将被充分挖掘。
但目前 SiC 产业仍处于产能铺设初期，2020年开始海内外大厂都纷纷加大投入到 SiC 产能建设中。国内仅 2021 年第一季度新增的 SiC 项目投资金额就已经超过 2020 年全年水平，是 2012-2019 年 SiC 领域合计总投资值的5倍以上。三安光电预测，2025年 SiC 晶圆需求在保守与乐观情形下分别为219和437万片，车用碳化硅需求占比60%，保守情况下碳化硅产能缺口将达到123万片，乐观情况下缺口将达到486万片。
3SiC产业主要运作模式
经过超过 60 年的发展，硅基半导体产业自台积电创始人张忠谋开创晶圆代工模式后，目前已经形成了高度垂直分工的产业运作模式。但与硅基半导体产业不同，SiC 产业目前来看，主要是以 IDM 模式为主。
SiC 产业目前以IDM模式为主的主要原因：
1) 设备相比硅晶圆制造较为便宜，产线资本投入门槛相对较低;
2) 受益于成熟的半导体工艺，SiC 器件设计相对不复杂;
3) 掌握上下游整合能力可以加速产品迭代周期，有效控制成本以及产品良率。
当前 SiC 市场中，全球几大主要龙头 Wolfspeed、罗姆、ST、英飞凌、安森美等都已经形成了 SiC 衬底、外延、设计、制造、封测的垂直供应体系。其中，除了 Wolfspeed 之外，其他厂商基本通过并购等方式来布局 SiC 衬底等原材料，以更好地把控上游供应。
同时，这种趋势也导致目前 SiC 产业中不仅仅是下游往上游布局，而上游厂商也同时在下游发展。SiC 产业可以说是“得衬底者得天下”，SiC 衬底厂商掌握着业内最重要的资源，这也为他们带来了极大的行业话语权。
国内方面，由于产业布局相比海外大厂要晚，而 IDM 模式是加速发展的最有效方式之一，包括三安光电、泰科天润、基本半导体等 SiC 领域公司都在往 IDM 模式发展。三安光电投资160亿元的湖南三安半导体基地在去年6月正式投产，这也是国内第一条、全球第三条 SiC 垂直整合产业链，提供从衬底、外延、晶圆代工、裸芯粒直至分立器件的灵活多元合作方式，有利于形成当地宽禁带半导体产业聚落，加速上游 IC 设计公司设计与验证迭代，缩短下游终端产品上市周期。
16. 第三代和第四代半导体的区别？
第三代半导体和第四代半导体的区别主要在于材料和应用方面。 第三代半导体的材料主要包括氮化硅、磷化镓等，可以用于高速运算和高频电路等应用。而第四代半导体的材料主要包括碳化硅、氮化镓等，可以用于高温环境下的电子器件和功率电子器件等应用。 此外，第三代半导体的应用方面主要集中在通信、计算机、医疗等领域，而第四代半导体的应用范围更广，可以应用于动力电子、照明、航空航天等行业。 总的来说，第三代半导体和第四代半导体都在不断发展，未来将有更多的应用场景出现。
17. 第三代半导体和半导体有什么区别？
三代半导体的概念是按材料而非技术水平来划分的。
第一代半导体材料是以硅(Si)和锗(Ge)为代表，目前大部分半导体是基于硅基的。
第三代半导体材料是指带隙宽度明显大于硅（Si）的宽禁带半导体材料，主要包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、金刚石等。
第三代半导体的主要应用场景：一是民用的功率器件领域，包括电动汽车、消费电子、新能源、轨道交通等领域的直流和交流输变电、温度检测控制等；二是在军事领域微波功率器用于雷达、电子对抗、导弹，以及军民用无线通信；三是压力传感器、记忆存储器、柔性电子器件；四是光电子、生物医学、航空航天、核能等领域的大功率红外激光探测器。
可以看出，这两代半导体的区别主要在于材料及其各自应用场景的不同。第三代半导体既不在技术方面优于第一代半导体，也无法替代第一代半导体。
18. 第三代半导体和半导体有什么区别？
三代半导体的概念是按材料而非技术水平来划分的。
第一代半导体材料是以硅(Si)和锗(Ge)为代表，目前大部分半导体是基于硅基的。
第三代半导体材料是指带隙宽度明显大于硅（Si）的宽禁带半导体材料，主要包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、金刚石等。
第三代半导体的主要应用场景：一是民用的功率器件领域，包括电动汽车、消费电子、新能源、轨道交通等领域的直流和交流输变电、温度检测控制等；二是在军事领域微波功率器用于雷达、电子对抗、导弹，以及军民用无线通信；三是压力传感器、记忆存储器、柔性电子器件；四是光电子、生物医学、航空航天、核能等领域的大功率红外激光探测器。
可以看出，这两代半导体的区别主要在于材料及其各自应用场景的不同。第三代半导体既不在技术方面优于第一代半导体，也无法替代第一代半导体。
19. 第三代半导体和半导体有什么区别？
三代半导体的概念是按材料而非技术水平来划分的。
第一代半导体材料是以硅(Si)和锗(Ge)为代表，目前大部分半导体是基于硅基的。
第三代半导体材料是指带隙宽度明显大于硅（Si）的宽禁带半导体材料，主要包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、金刚石等。
第三代半导体的主要应用场景：一是民用的功率器件领域，包括电动汽车、消费电子、新能源、轨道交通等领域的直流和交流输变电、温度检测控制等；二是在军事领域微波功率器用于雷达、电子对抗、导弹，以及军民用无线通信；三是压力传感器、记忆存储器、柔性电子器件；四是光电子、生物医学、航空航天、核能等领域的大功率红外激光探测器。
可以看出，这两代半导体的区别主要在于材料及其各自应用场景的不同。第三代半导体既不在技术方面优于第一代半导体，也无法替代第一代半导体。
20. 第三代半导体和半导体有什么区别？
三代半导体的概念是按材料而非技术水平来划分的。
第一代半导体材料是以硅(Si)和锗(Ge)为代表，目前大部分半导体是基于硅基的。
第三代半导体材料是指带隙宽度明显大于硅（Si）的宽禁带半导体材料，主要包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、金刚石等。
第三代半导体的主要应用场景：一是民用的功率器件领域，包括电动汽车、消费电子、新能源、轨道交通等领域的直流和交流输变电、温度检测控制等；二是在军事领域微波功率器用于雷达、电子对抗、导弹，以及军民用无线通信；三是压力传感器、记忆存储器、柔性电子器件；四是光电子、生物医学、航空航天、核能等领域的大功率红外激光探测器。
可以看出，这两代半导体的区别主要在于材料及其各自应用场景的不同。第三代半导体既不在技术方面优于第一代半导体，也无法替代第一代半导体。
21. 全国第三代半导体专利排名？
1.专利和架构是中国芯片产业的痛点，很多时候，不是不能造，而是绕不开国外公司的专利壁垒。不光是芯片，任何产业竞争的核心都是专利的比拼，专利多不代表能成为一家伟大的科技公司，但伟大的科技公司一定在所处行业的专利数中名列前茅。
2.同花出了个三代半导体概念板块，我将里面的概念股全部通过天眼查寻找其三代半导体（氮化镓、碳化硅）的专利，有些公司三代半导体零专利，但也列出来了，大家也可在董秘问答中提问专利数。涵盖了上市公司以及子公司，如三安光电的三安集成、三安电子等，士兰微的士兰明镓、士兰明芯等，赛微电子的微芯科技、海创微芯等，花了不少时间统计，不能保证百分之百的准确，但八九不离十。
3.鉴于闻泰科技的安世半导体在国内无法查询其专利，故未统计在内。
4.易事特参股的广东省第三代半导体研究中心没有企业信息，只有之前在东莞揭牌的新闻，另外查到有深圳第三代半导体研究院，姑且算在易事特头上，如果易事特没有参股这个研究院，那么表中易事特专利数就是0。
5.关于有氮化镓充电器产品的企业专利数为0的看法：包括氮化镓芯片、PCB、电容等都是采购来的，他们负责组装而已。氮化镓充电器产量爆发了，也只是替代他们原有传统充电器产品。
6.关于碳化硅“一哥”0专利的看法：估计直接买专利批量生产，但容易被牵着鼻子走。
7.绝大部分氮化镓专利还是集中在光电这块，作为发光材料，但好像与我们心目中高大上的三代半导体芯片相距甚远。但聊胜于无，当年日本科学家凭借氮化镓蓝光led拿了诺贝尔奖。
8.在电力电子领域，玩家略多一点，与国外差距并不是很大。风头正盛的氮化镓充电器，或者是特斯拉model3、比亚迪汉的碳化硅逆变器，未来市场很大。新能源车逆变器、车充可用GaN，能省电20%，这个数据是上一段说的凭借GaN蓝光LED拿诺贝尔奖的日本科学家在去年实验得出的。
9.痛点和难点在射频领域，国内没几个能玩，几乎被国外垄断，这是三代半导体发展过程中亟待解决的方向。关系到5G甚至6G的通讯，不仅是基站，GaN可能要取代GaAs，做进移动终端射频里、卫星通讯、汽车火车等交通工具的通讯、军用雷达、无人驾驶雷达、信号接收等。
10.上市公司第三代半导体专利如图，交流探讨，如有不对之处请包涵指正
22. 第三代和第四代半导体的区别？
第三代半导体和第四代半导体的区别主要在于材料和应用方面。 第三代半导体的材料主要包括氮化硅、磷化镓等，可以用于高速运算和高频电路等应用。而第四代半导体的材料主要包括碳化硅、氮化镓等，可以用于高温环境下的电子器件和功率电子器件等应用。 此外，第三代半导体的应用方面主要集中在通信、计算机、医疗等领域，而第四代半导体的应用范围更广，可以应用于动力电子、照明、航空航天等行业。 总的来说，第三代半导体和第四代半导体都在不断发展，未来将有更多的应用场景出现。
23. 全国第三代半导体专利排名？
1.专利和架构是中国芯片产业的痛点，很多时候，不是不能造，而是绕不开国外公司的专利壁垒。不光是芯片，任何产业竞争的核心都是专利的比拼，专利多不代表能成为一家伟大的科技公司，但伟大的科技公司一定在所处行业的专利数中名列前茅。
2.同花出了个三代半导体概念板块，我将里面的概念股全部通过天眼查寻找其三代半导体（氮化镓、碳化硅）的专利，有些公司三代半导体零专利，但也列出来了，大家也可在董秘问答中提问专利数。涵盖了上市公司以及子公司，如三安光电的三安集成、三安电子等，士兰微的士兰明镓、士兰明芯等，赛微电子的微芯科技、海创微芯等，花了不少时间统计，不能保证百分之百的准确，但八九不离十。
3.鉴于闻泰科技的安世半导体在国内无法查询其专利，故未统计在内。
4.易事特参股的广东省第三代半导体研究中心没有企业信息，只有之前在东莞揭牌的新闻，另外查到有深圳第三代半导体研究院，姑且算在易事特头上，如果易事特没有参股这个研究院，那么表中易事特专利数就是0。
5.关于有氮化镓充电器产品的企业专利数为0的看法：包括氮化镓芯片、PCB、电容等都是采购来的，他们负责组装而已。氮化镓充电器产量爆发了，也只是替代他们原有传统充电器产品。
6.关于碳化硅“一哥”0专利的看法：估计直接买专利批量生产，但容易被牵着鼻子走。
7.绝大部分氮化镓专利还是集中在光电这块，作为发光材料，但好像与我们心目中高大上的三代半导体芯片相距甚远。但聊胜于无，当年日本科学家凭借氮化镓蓝光led拿了诺贝尔奖。
8.在电力电子领域，玩家略多一点，与国外差距并不是很大。风头正盛的氮化镓充电器，或者是特斯拉model3、比亚迪汉的碳化硅逆变器，未来市场很大。新能源车逆变器、车充可用GaN，能省电20%，这个数据是上一段说的凭借GaN蓝光LED拿诺贝尔奖的日本科学家在去年实验得出的。
9.痛点和难点在射频领域，国内没几个能玩，几乎被国外垄断，这是三代半导体发展过程中亟待解决的方向。关系到5G甚至6G的通讯，不仅是基站，GaN可能要取代GaAs，做进移动终端射频里、卫星通讯、汽车火车等交通工具的通讯、军用雷达、无人驾驶雷达、信号接收等。
10.上市公司第三代半导体专利如图，交流探讨，如有不对之处请包涵指正
24. 第三代和第四代半导体的区别？
第三代半导体和第四代半导体的区别主要在于材料和应用方面。 第三代半导体的材料主要包括氮化硅、磷化镓等，可以用于高速运算和高频电路等应用。而第四代半导体的材料主要包括碳化硅、氮化镓等，可以用于高温环境下的电子器件和功率电子器件等应用。 此外，第三代半导体的应用方面主要集中在通信、计算机、医疗等领域，而第四代半导体的应用范围更广，可以应用于动力电子、照明、航空航天等行业。 总的来说，第三代半导体和第四代半导体都在不断发展，未来将有更多的应用场景出现。
