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　　不知道你是否注意到，近兩年安卓手機(jī)的充電速度越來越快了。

　　從“充電五分鐘通話兩小時(shí)”的65W快充發(fā)展到如今最快150W-200W，高達(dá)4000mAh的手機(jī)電池，8-10分鐘就可以充滿電量，可以說部分消費(fèi)者使用手機(jī)的習(xí)慣已經(jīng)隨著快充技術(shù)的成熟徹底改變。

　　同樣的升級也正在新能源車領(lǐng)域上演。近期小鵬汽車上線了S4超快充首樁，可以在小鵬G9車型上實(shí)現(xiàn)“充電5分鐘續(xù)航200公里”的提升，還由此引發(fā)了“純動、混動，誰是新能源車未來”的討論。

　　這些變革背后，都離不開一條共同的新賽道——第三代半導(dǎo)體。

　　所謂第三代半導(dǎo)體，指的是以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體材料。與前兩代半導(dǎo)體材料相比，其最大的優(yōu)勢是較寬的禁帶寬度，更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率的電子器件，因此在5G基站、新能源車、光伏、風(fēng)電、高鐵等領(lǐng)域有著很大應(yīng)用潛力。

　　我國在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域與國際先進(jìn)技術(shù)的差距較小，且新能源發(fā)展國際領(lǐng)先、有廣泛的第三代半導(dǎo)體應(yīng)用市場，因此這一賽道也被普遍認(rèn)為是中國在半導(dǎo)體領(lǐng)域“換道超車”的重要機(jī)會，受到了政策的高度重視。國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要都明確指出“支持碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展”。

　　政府的政策鼓勵(lì)、廣泛的下游應(yīng)用市場和國產(chǎn)替代機(jī)遇，讓第三代半導(dǎo)體概念在資本市場上頗受追捧。第三代半導(dǎo)體板塊指數(shù)（885908）在去年和今年均經(jīng)歷過一次大的上漲周期，漲幅接近100%;國內(nèi)碳化硅外延片生產(chǎn)商鳳凰光學(xué)去年股價(jià)最高漲幅超過3倍。

　　同時(shí)，和所有的新興產(chǎn)業(yè)一樣，在換代超車的美好愿景、資本追捧的狂熱背后，還有不少問題有待解決。

　　雖然下游應(yīng)用廣泛，但受限于市場規(guī)模，第三代半導(dǎo)體潛在的市場空間并不算大;雖然政策支持國產(chǎn)替代、資本市場熱捧，但目前國內(nèi)玩家相關(guān)業(yè)務(wù)的收入和利潤仍然微乎其微。

　　總的來說，第三代半導(dǎo)體目前的雷聲很大，但雨點(diǎn)還小。

　　一、“換代超車”

　　如果說未來是屬于新能源的時(shí)代，那么以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導(dǎo)體也將隨之占據(jù)舞臺的“C位”。

　　第三代半導(dǎo)體材料本身具備高頻、高效、節(jié)能等特性。相比第一代硅基半導(dǎo)體材料，其在高功率、高頻高壓高溫場景下有明顯優(yōu)勢——相同規(guī)格下，碳化硅基MOSFET的尺寸只有硅基的1/10.但導(dǎo)通電阻是后者的1/100.與硅基IGBT相比，碳化硅基MOSFET的總能量損耗可以降低70%。

　　因而在新能源車、光伏、風(fēng)電、5G通信等領(lǐng)域，第三代半導(dǎo)體都有著很大應(yīng)用潛力。

　　今年以來，盡管半導(dǎo)體行業(yè)處于逆周期，但800V汽車電驅(qū)系統(tǒng)、高壓快充樁、消費(fèi)電子適配器、數(shù)據(jù)中心及通訊基站電源等細(xì)分市場的快速發(fā)展，推升了第三代功率半導(dǎo)體的市場需求。

　　電動車是第三代半導(dǎo)體材料最核心的主要應(yīng)用市場之一。尤其碳化硅功率器件，60%以上用于電動車領(lǐng)域——包括汽車空調(diào)、DC/AC主逆變器、OBC車載充電器、DC/DC變換器都需要用到SiC器件。SiC器件可以讓電機(jī)控制器的體積減少30%，重量隨之減輕，轉(zhuǎn)換效率平均大約有5%的提升。

　　目前特斯拉、比亞迪等車企已經(jīng)開始將SiC器件應(yīng)用于其新能源汽車的主控電路中。這帶動了一波碳化硅的“上車潮”。國內(nèi)的小鵬、蔚來、理想等造車新勢力，都已推出或宣布推出SiC模塊。

　　另外在光伏、風(fēng)電和儲能逆變器領(lǐng)域，耐高壓的SiC器件有望大量應(yīng)用于大功率組串和集中式逆變器當(dāng)中;GaN功率器件則更多應(yīng)用于至高5kW的住宅用微型逆變器中。兩者都可以有效提升能量轉(zhuǎn)換效率，提升設(shè)備循環(huán)壽命。根據(jù)CASA數(shù)據(jù)，2020年光伏逆變器中碳化硅器件滲透率為10%，后續(xù)還會不斷提升。

　　眾所周知，我國已成為新能源汽車最大的生產(chǎn)國和全球最大的新能源汽車市場，光伏和風(fēng)電裝機(jī)量規(guī)模也均是世界第一，發(fā)展高效節(jié)能的第三代半導(dǎo)體對于我國有著重要意義。在“雙碳”目標(biāo)的加持下，國產(chǎn)第三代半導(dǎo)體正迎來難得的發(fā)展機(jī)遇。

　　有業(yè)內(nèi)專家統(tǒng)計(jì)，2030年中國年用電總量將超過10.5萬億度，如果用SiC器件全面替代硅器件做能量轉(zhuǎn)換，那么每年可以節(jié)約上萬億度的電，這一數(shù)字相當(dāng)于10個(gè)三峽大壩的年發(fā)電總量。

　　更關(guān)鍵的是，目前第三代半導(dǎo)體處于研發(fā)的早期階段，競爭相對沒那么激烈、技術(shù)差距較小，我國和國際上其他龍頭大廠是在差不多的起跑線上起步。

　　且第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品主要使用成熟制程工藝，與動輒幾納米的硅基半導(dǎo)體不同，它們還遠(yuǎn)未達(dá)到幾納米級別，都在100納米以上，因此并不需要如荷蘭ASML的高端光刻機(jī)，也避免了被其卡脖子。

　　在第一代、第二代半導(dǎo)體落于下風(fēng)的情況，第三代半導(dǎo)體是幾個(gè)重要領(lǐng)域的關(guān)鍵突破口，我國最有希望在這一領(lǐng)域“換道超車”。

　　二、“開胃小菜”

　　第三代半導(dǎo)體有著諸多性能上的優(yōu)勢，也有國內(nèi)大市場和國家政策為重要支持，但與此同時(shí)，它也有一個(gè)不可忽視的缺陷——市場很小。

　　如前文所言，碳化硅和氮化鎵是半導(dǎo)體應(yīng)用材料的雙雄。TrendForce集邦咨詢研究預(yù)測，碳化硅功率元件到2025年的全球市場規(guī)模將達(dá)到33.9億美元，年復(fù)合成長率高達(dá)78%，而氮化鎵功率元件至2025年市場規(guī)模僅為8.5億美元。與規(guī)模高達(dá)數(shù)千億美元的第一代半導(dǎo)體相比，這一市場要窄了不少。