來源：首創(chuàng)證券、光大證券、中銀證券

事件：第四代半導體取得突破

3月14日，財聯(lián)社消息，西安郵電大學陳海峰教授團隊成功在8英寸硅片上制備出了高質量的氧化鎵（Ga?O?）外延片，標志著該團隊在超寬禁帶半導體研究上取得重要進展。

與第三代半導體碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)相比，氧化鎵的禁帶寬度達到了4.9eV，高于碳化硅的3.2eV和氮化鎵的3.39eV，更寬的禁帶寬度意味著電子需要更多的能量從價帶躍遷到導帶，因此氧化鎵具有耐高壓、耐高溫、大功率、抗輻照等特性。并且，在同等規(guī)格下，寬禁帶材料可以制造尺寸更小、功率密度更高的器件，節(jié)省配套散熱和晶圓面積，進一步降低成本。

第一代半導體材料：以硅、鍺等為代表，也是目前應用范圍最廣的半導體材料，市占率約為90%。

第二代半導體主要是化合物半導體：以砷化鎵（GaAs）、銻化銦（InP）為代表，擁有較高的電子遷移率，因而主要運用于光通信、衛(wèi)星通信等領域。但是，化合物半導體的擊穿電場較低，難以運用于高溫環(huán)境中。

第三代半導體材料：之前熱炒的手機快充，需要使用到氮化鎵，則是典型的第三代半導體材料。此類材料主要用于寬禁帶（價帶與導帶的間距，禁帶寬度衡量組電能力）半導體，可以擁有更高的工作溫度、擊穿電場。

第四代半導體材料：則是超禁帶半導體材料，包括氧化鎵、金剛石、氮化鋁等。其中，氧化鎵、金剛石有望成為新半導體材料的主力軍，可以承受更高的溫度、電壓，在軍工領域擁有廣闊的發(fā)展前景。

金剛石有著“終極半導體材料”的美譽，集合光學、電學、熱學、聲學等優(yōu)勢為一體。特別在高頻、高壓的工作環(huán)境下，金剛石具有無可比擬的優(yōu)勢。然而，金剛石提純、大尺寸化等技術困難重重，需要更多的科研攻關。

為了搶占氧化鎵的先發(fā)優(yōu)勢，多個國家紛紛加大研發(fā)力度

2022年8月，美國商務部產業(yè)安全局（BIS）對第四代半導體材料氧化鎵和金剛石實施出口管制，認為氧化鎵的耐高壓特性在軍事領域的應用對美國國家安全至關重要。此后，氧化鎵在全球科研與產業(yè)界引起了更廣泛的重視。

日本在氧化鎵方面較為領先，2015年便推出氧化鎵單晶襯底，日本公司NCT使用了ETG方法幾乎壟斷了氧化鎵襯底。

日本：IDM全產業(yè)鏈領跑全球

國際上只有日本形成量產并開始產業(yè)化的應用，主要應用領域為工業(yè)電源、工業(yè)電機控制等，產業(yè)方以安川電機、佐鳥電機為主要代表。日本預計將在2023年量產氧化鎵功率器件。

美國：氧化鎵器件研究最為先進

美國目前僅Kyma公司有1寸襯底產品，單晶尺寸上落后于中國，產業(yè)鏈也較為空白。器件成果非常突出，創(chuàng)新能力強大，各種創(chuàng)新的結構和工藝極大地推動了氧化鎵器件的進步。

中國：襯底環(huán)節(jié)緊追日本

我國的氧化鎵襯底能夠小批量供應，外延、器件環(huán)節(jié)產業(yè)化進程幾乎空白，研發(fā)主力軍和突出成果都在高校和科研院所當中。不過，我國氧化鎵器件的研發(fā)處于世界Top3，在IP方面扭轉了在SiC領域的被動局面。目前的氧化鎵的產業(yè)階段類似SiC在特斯拉Model 3推出之前的狀態(tài)，技術儲備已經完成，等待標志性事件引爆市場。政策層面，科技部已經將氧化鎵列入“十四五重點研發(fā)計劃”。

總的來說，在未來10年，氧化鎵器件將有可能成為直接與碳化硅競爭的電力電子器件，但作為半導體新材料，氧化鎵市場規(guī)模的突破取決于成本的快速降低。未來幾年是日本開始大規(guī)模導入氧化鎵的關鍵階段，中國能否緊跟業(yè)界腳步，需要國內氧化鎵產業(yè)界攜手努力。

目前，布局了氧化鎵的上市公司包括新湖中寶（600208）、中瓷電子（003031）、南大光電（300346）、三安光電（600703）、藍曉科技（300487）、國博電子（688375）、上海瀚訊（300762）等。

新湖中寶持股杭州富加鎵、藍曉科技涉及金屬鎵提取、國博電子是實控人研究氧化鎵產品、上海瀚訊是股東布局氧化鎵技術研究等。

金剛石方面，需要使用培育鉆石的CVD法，培育鉆石公司有望參與金剛石材料研究。上市公司包括：中兵紅箭（000519）、黃河旋風（600172）、四方達（300179）、力量鉆石（301071）、晶盛機電（300316）等。

風險提示：行業(yè)發(fā)展不及預期，行業(yè)競爭加劇，下游需求不及預期。