前言：
目前，第三代半导体材料正处在一个快速发展的阶段，各国企业都在积极布局，以期在未来的全球半导体产业竞争中占据有利地位。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，第三代半导体材料有望在未来的电子器件市场中扮演越来越重要的角色。
作者 | 方文三
图片来源 | 网 络
AI发展与第三代半导体的互推关系
在AI技术的强劲推动下，第三代半导体产业正经历着前所未有的发展加速度，同时，SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）这两种材料也在AI领域中逐渐崭露头角。
SiC和GaN以其独特的物理性质，适合制造高温、高频、抗辐射以及大功率的电子元器件，极大地提升了系统整体的效率。
随着AI技术在功能性与功耗上需求的不断提高，SiC和GaN的应用优势日益凸显。
特别值得一提的是，随着AI技术的蓬勃发展，数据中心对电力的需求呈现出爆炸性增长。
面对激增的用电量，数据中心运营商急需寻找创新的电力解决方案。
SiC和GaN功率器件以其卓越的效率表现，成为降低能源损耗、减少设备过热现象的关键技术。
这不仅有助于减少散热设备的投入，还能显著降低系统成本。
因此，SiC和GaN已成为数据中心优化能源效率的重要技术选择。
预计SiC和GaN功率器件在数据中心电力系统中的应用将加速推进。
在产业化进展方面，英飞凌公司近日扩展了其SiC MOSFET产品线，推出了电压低于650V的新产品，以满足AI服务器电源日益增长的需求。
目前，SiC和GaN在AI服务器的应用展现出突破性的前景，这有望进一步推动包括AIGC在内的AI产业链的全面发展。
多方厂商来战争夺第三代半导体核心环节
目前，第三代半导体已成为全球战略竞争的重要领域，备受各地区重点扶持。
在此背景下，多家头部厂商如意法半导体、英飞凌、安世半导体、三安光电等纷纷加快在第三代半导体领域的布局，市场竞争日益激烈。
针对第三代半导体产能供应紧张的情况，各大厂商正积极应对。
其中，英飞凌计划投资70亿欧元在马来西亚部署产能，预计今年8月启用，并于2024年底开始生产SiC。
安世半导体亦投入2亿美元用于开发SiC和GaN等下一代宽带隙半导体，并在德国汉堡建立生产基础设施。
Wolfspeed的Building 10 Materials工厂已达成8英寸晶圆的生产目标，预计至2024年底，其莫霍克谷SiC晶圆厂将提升晶圆开工利用率至约25%。
在国际方面，三星电子、SK Siltron、韩国东部高科（DB HiTek）以及无晶圆厂ABOV Semiconductor共同签署了半导体业务协议（MOU），致力于推进“化合物功率半导体先进技术开发项目”。
该项目将首先聚焦GaN功率半导体的研发，各厂商均表示旨在将GaN业务商业化。
韩国加大对该产业的扶持力度，计划从今年到2028年提供1385亿韩元的资金支持，并提供技术支持以促进项目发展。
值得关注的是，三安光电与意法半导体决定联手在中国重庆建设一个新的8英寸碳化硅器件合资制造厂，标志着双方合作的深化。
该项目总投资约300亿元人民币，预计达产后将建成全国首条8吋碳化硅衬底和晶圆制造线；
具备年产48万片8吋碳化硅衬底、车规级MOSFET功率芯片的生产能力，预计营收将达170亿人民币，有力推动重庆打造第三代化合物半导体之都。
此外，三安半导体在湖南的碳化硅半导体产业化项目亦取得显著进展。
湖南三安项目后续扩产将主要生产8英寸SiC产品，目前8英寸SiC衬底已开始试产，SiC芯片预计于12月投产。
国内企业从去年起发展速度变快
第三代半导体材料行业涵盖了多元化的产品与环节，其中在碳化硅衬底领域，行业内的领军企业包括天岳先进、天科合达及河北网光等。
而在碳化硅外延领域，瀚天天成与普兴电子等企业表现突出；
氮化镓衬底领域则由纳威科、天科合达、中镓半导体与芯源基等企业占据领先地位；
碳化镓外延领域则以中国电科、精湛半导体、江苏能华等企业为代表。
当前，我国第三代半导体材料行业已初步形成五大重点发展区域，包括京津冀鲁、长三角、珠三角、闽三角及中西部，每个集群均展现出其独特的发展特点。
从区域分布来看，第三代半导体材料行业的产业链企业在全国绝大多数省份均有布局。
其中，河南省的第三代半导体材料企业数量最为集中，山东、江苏和甘肃等省份的企业数量也相对较多。
2023年，天岳先进在导电型碳化硅衬底产能及规模化供应能力方面持续取得超预期成果。
其碳化硅半导体材料项目预计将于2026年实现全面达产，届时6英寸导电型碳化硅衬底的年产能将达到30万片。
同年5月，天科合达与英飞凌签订了长期供应协议，将为其提供用于制造碳化硅半导体产品的6英寸碳化硅衬底和晶锭，预计供应量将占据英飞凌长期需求量的两位数份额。
2023年8月，天科合达的全资子公司江苏天科合达碳化硅衬底二期扩产项目正式开工。
据悉，该项目将新增16万片碳化硅衬底产能，并计划于今年6月完成建设，8月竣工投产，届时江苏天科合达的总产能将达到23万片。
去年12月22日，国盛电子南京外延材料产业基地项目成功下线了第一枚硅基氮化镓（GaN on Si）外延片。
而在2023年11月，贺利氏宣布收购初创企业Zadient Technologies，正式进军碳化硅粉料和碳化硅晶锭生长领域。
此外，百识电子自2019年8月成立以来，专注于生产碳化硅及氮化镓相关外延片，涵盖GaN on Silicon、GaN on Sic以及SiC on SiC等多个应用领域，服务于功率及射频微波等领域。
去年10月末，特思迪完成了B轮融资，其研发的8英寸碳化硅全自动减薄设备已投入市场，而8英寸双面抛光设备也已通过工艺测试并进入量产阶段。
同时，中国一汽正积极加强碳化硅项目建设，其M220 SiC电驱已实现量产下线，M190-150（SiC）电驱生产准备建设项目亦在拟审批阶段。
芯塔电子SiC模块已实现大批交付，湖州功率模块封装产线总投资1亿元，预计于2024年初正式通线，预计达产后将年产100万套功率模块，年产值预估达3亿元。
冠岚新材料亦签约年产1600吨碳化硅衬底材料项目，其产品已获国内外多家客户认证。
此外，总投资50亿的中顺通利半导体功率器件项目亦已签约，拟建设特种及车规级功率器件封装测试生产线、集团企业总部集群等。
未来半导体产业的重要方向
从行业竞争格局的视角审视，美国、欧洲和日本的企业在SiC行业处于领先地位，而国内厂商则显示出加速替代的趋势。
在具体参与者方面，功率半导体和平台企业贡献显著，如美国的Wolfspeed、II-VI、安森美，欧洲的ST意法和英飞凌，以及日本的罗姆、三菱、富士电机等，均为行业内的佼佼者。
从细分市场观察，第三代半导体的市场集中度极高。其中，SIC功率器件市场，CREE、ROHM、Infineon、东芝、ST五家厂商占据全球80%的市场份额；
GaN功率器件市场，EPC、Transphorm、GaN system、Infineon五家厂商占据全球90%的市场份额；
而GaN射频器件市场，日本住友、CREE、Qorvo五家厂商占据全球85%的市场份额。
据YOLE、亿渡数据等权威机构发布的报告，2021年第三代半导体全球市场规模约为21.39亿美元，预计至2027年，该市场将达到88.96亿美元，年均复合增速（CAGR）高达26.81%。
特别是在新能源汽车、能源、通讯等领域，第三代半导体有望实现爆发式增长。
对于国内市场，根据前瞻产业研究院的数据，2020年我国第三代半导体产值已达到105亿元，预计到2027年，产值有望达到700亿元，年均复合增速高达32%，显示出该产业的高景气度和高技术含量。
预计至2027年，碳化硅器件中的功率器件市场规模将从2021年的10.90亿美金增长至62.97亿美金，复合年增长率约34%。
全球新能源汽车功率半导体市场规模预计在2025年达到72.7亿美元，CAGR为43.6%，至2030年市场规模有望突破171.2亿美元。
据TrendForce集邦咨询研究，2023年全球SiC功率器件市场规模约为30.4亿美元，预计至2028年将上升至91.7亿美元，CAGR达25%；
而全球GaN功率器件市场规模将从2022年的1.8亿美金增长到2026年的13.3亿美金，CAGR高达65%。
结尾：
头部企业通过上述策略，不仅在技术、产能和市场布局上取得了优势，也为应对未来可能的市场变化做好了准备。
这场围绕第三代半导体核心环节的争夺，不仅是技术的较量，更是产业链整合能力和市场洞察力的比拼。
厂商们需要在材料研发、器件设计、制造工艺、封装测试等多个环节实现协同创新，才能在竞争中脱颖而出。
部分资料参考：全球半导体观察：《抢夺赛位，第三代半导体战局激烈》，瞻研究：《洞察2024：中国第三代半导体材料行业竞争格局及市场份额》，上海长三角产业赋能研究院：《第三代半导体产业竞争格局、国产化发展趋势》，科技导报：《第三代半导体发展现状及未来展望》，半导体行业观察：《第三代半导体，巅峰对决》，集成芯思路：《第三代半导体行业加速发展，新能源产业链为增长驱动核心竞争力》
原文标题 : AI芯天下丨产业丨多方厂商来战，争夺第三代半导体核心环节
