21世紀(jì)以來，以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)、金剛石為四大代表的第三代半導(dǎo)體材料開始嶄露頭角，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠適應(yīng)高壓、高頻、高溫的極端環(huán)境，性能大幅提升。

隨著智能手機(jī)、平板電腦、汽車電子、智能家居、光伏等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用前景愈發(fā)廣闊，市場(chǎng)投資也越發(fā)活躍。

多地布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

目前，第三代化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在成為各大省市爭(zhēng)奪的熱門新賽道。

據(jù)第一財(cái)經(jīng)消息，在首屆中國(guó)光谷九峰山論壇暨化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，武漢東湖高新區(qū)高調(diào)宣布將以九峰山科技園和九峰山實(shí)驗(yàn)室為載體，構(gòu)建化合物半導(dǎo)體設(shè)備、材料、設(shè)計(jì)、芯片、器件、模塊、制造、封裝、檢測(cè)的全產(chǎn)業(yè)鏈體系。

無獨(dú)有偶，廣東也在廣州、深圳、珠海、東莞布局建設(shè)了多個(gè)化合物半導(dǎo)體產(chǎn)線項(xiàng)目，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。江蘇無錫同樣瞄準(zhǔn)了化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域，大力發(fā)展氮化鎵、碳化硅等第三代半導(dǎo)體材料制造。后起之秀湖南長(zhǎng)沙亦針對(duì)包括第三代半導(dǎo)體在內(nèi)的半導(dǎo)體、集成電路產(chǎn)業(yè)出臺(tái)扶持政策，資助金總額達(dá)5000萬元。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，包括北京、上海、廣州、深圳、武漢、西安、廈門、青島、東莞、長(zhǎng)沙、成都、無錫、常州、福州在內(nèi)的多個(gè)城市都相繼下發(fā)支持政策，政策紅利涉及集群培育、科研獎(jiǎng)勵(lì)、人才培育、項(xiàng)目招商、生產(chǎn)激勵(lì)等多個(gè)方面，推動(dòng)我國(guó)化合物半導(dǎo)體材料及器件研發(fā)，帶動(dòng)我國(guó)各地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集聚加速。

第三代半導(dǎo)體有何應(yīng)用方向？

各地加碼第三代半導(dǎo)體投資，根本原因在于其應(yīng)用前景廣闊。

以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)兩大主流為例：

碳化硅(SiC)器件下游應(yīng)用領(lǐng)域包括電動(dòng)汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、5G通信等，其中新能源汽車為最大終端應(yīng)用市場(chǎng)。高轉(zhuǎn)換效率和高功率帶來整車系統(tǒng)成本下降，特斯拉、比亞迪、小鵬等車企相繼使用SiC MOSFET。Yole預(yù)計(jì)2027年全球?qū)щ娦吞蓟韫β势骷袌?chǎng)規(guī)模有望達(dá)63億美元，其中電動(dòng)汽車下游領(lǐng)域占比達(dá)80%。

供給端，目前全球碳化硅市場(chǎng)呈美國(guó)、歐洲、日本三足鼎立的格局，海外龍頭主導(dǎo)出貨量，全球有效產(chǎn)能仍不足。據(jù)浙商證券測(cè)算，2025年全球碳化硅襯底市場(chǎng)需求達(dá)188.4億元，碳化硅器件市場(chǎng)需求達(dá)627.8億元。2025年之前行業(yè)仍呈現(xiàn)供給不足的局面。

氮化鎵(GaN)器件也是支撐“新基建”建設(shè)的關(guān)鍵核心部件，在5G基站、新能源充電樁等新基建代表中均有所應(yīng)用。隨著國(guó)家政策的推動(dòng)和市場(chǎng)的需求，GaN器件在5G基站、數(shù)據(jù)中心有望集中放量，穩(wěn)定增長(zhǎng)。同時(shí)，在太陽能逆變器、風(fēng)力發(fā)電、新能源汽車等方面，GaN也將隨著技術(shù)不斷進(jìn)步陸續(xù)“上車”。

2021年我國(guó)5G基站用GaN射頻規(guī)模36.8億元。2023年以后，毫米波基站部署將成為拉動(dòng)市場(chǎng)的主要力量，帶動(dòng)國(guó)內(nèi)GaN微波射頻器件市場(chǎng)規(guī)模成倍數(shù)增長(zhǎng)。在“快充”場(chǎng)景下，根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，2020年全球GaN功率市場(chǎng)規(guī)模約為4600萬美元，預(yù)計(jì)2026年可達(dá)11億美元，2020-2026年CAGR有望達(dá)到70%。

除此以外，2023年，伴隨ChatGPT風(fēng)靡全球，AIGC有望加速推動(dòng)其下游業(yè)務(wù)，對(duì)上游算力支撐提出巨大需求，數(shù)據(jù)中心放量確定性極強(qiáng)。GaN功率半導(dǎo)體主要用于數(shù)據(jù)中心的PSU電源供應(yīng)單元，與傳統(tǒng)Si相比更具優(yōu)勢(shì)。

第三代半導(dǎo)體投資側(cè)重有何變化？

根據(jù)中國(guó)建投研究院發(fā)布的《中國(guó)投資發(fā)展報(bào)告(2023)》預(yù)測(cè)，周期復(fù)蘇和結(jié)構(gòu)性成長(zhǎng)是貫穿2023年半導(dǎo)體行業(yè)的投資主旋律。從行業(yè)周期來看，根據(jù)過往半導(dǎo)體行業(yè)3年左右的周期推測(cè)，行業(yè)有望在2023年下半年進(jìn)入被動(dòng)去庫存階段、年底前見到周期底部，并于2024年開啟新一個(gè)行業(yè)上行周期。

具體到我國(guó)半導(dǎo)體的投資，更多是取決于自身產(chǎn)業(yè)進(jìn)程：

短期(2年左右)可能由供給主導(dǎo)，即全球庫存周期。中期(3-5年)看創(chuàng)新，關(guān)注點(diǎn)在于能否通過技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新帶來的需求結(jié)構(gòu)的提升，比如比如4G、5G、智能手機(jī)、智能電車等等。我國(guó)半導(dǎo)體長(zhǎng)期(預(yù)計(jì)10年)最主要矛盾和未來增長(zhǎng)的核心驅(qū)動(dòng)力，還是在于自主可控和國(guó)產(chǎn)替代。

對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)本身而言，市場(chǎng)依舊看好國(guó)內(nèi)投資機(jī)遇。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體行業(yè)可以分為上游、中游和下游三個(gè)部分。

上游包括半導(dǎo)體設(shè)備和材料，中游包括芯片設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)，下游包括各種應(yīng)用領(lǐng)域。其中，上游和中游是核心環(huán)節(jié)，也是國(guó)內(nèi)目前相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。

在晶圓廠持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)和國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速的大趨勢(shì)下，上游和中游的企業(yè)有望受益于政策支持、市場(chǎng)需求和價(jià)格提升。在人工智能浪潮下，企業(yè)對(duì)類ChatGPT技術(shù)的追求，在服務(wù)器產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展上預(yù)計(jì)將起到積極的促進(jìn)作用，半導(dǎo)體+AI生態(tài)逐漸清晰，具體有兩方面：

(1)AI 算力芯片：AI 算力芯片是類ChatGPT模型的基石，支撐類 ChatGPT模型需要大量的算力芯片，其中對(duì) GPU、FPGA、ASIC需求較大；

(2)HBM/Chiplet：AI芯片性能及成本的平衡也帶動(dòng)周邊生態(tài)，HBM/Chiplet等產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)芤?。在HBM領(lǐng)域，AI對(duì)話程序在執(zhí)行計(jì)算期間需要大容量、高速的存儲(chǔ)支持，預(yù)計(jì)AI芯片發(fā)展也將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大高性能存儲(chǔ)芯片需求；在Chiplet領(lǐng)域，Chiplet是布局先進(jìn)制程、加速算力升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)。

配置上，天風(fēng)證券建議關(guān)注五條主線：①服務(wù)器芯片：英偉達(dá)(天風(fēng)海外組覆蓋)、AMD、Intel、寒武紀(jì)、海光信息(天風(fēng)計(jì)算機(jī)組覆蓋)、龍芯中科等；②AI服務(wù)器制造：工業(yè)富聯(lián)；③圖像數(shù)據(jù)資源及應(yīng)用：大華股份、?？低暤?；④先進(jìn)制造及封裝：臺(tái)積電、中芯國(guó)際、長(zhǎng)電科技、通富微電等；⑤企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)：瀾起科技、江波龍(天風(fēng)計(jì)算機(jī)組聯(lián)合覆蓋)、兆易創(chuàng)新等。