第三代半导体行业龙头

第三代半导体来到十字路口的当下，马斯克一句话引发行业巨震，车用芯片龙头厂商英飞凌踩了一脚油门。

在本周特斯拉的投资者日上，马斯克10万亿美元拯救地球的计划画饼不小，但是他关于未来电动车平台的稀土、碳化硅表态引发了震动。

马斯克表示未来将开发不使用稀土元素的下一代永磁电机，同时下一代平台还会减少75％的碳化硅，这一表态今天直接导致国内的稀土及第三代半导体板块多家公司股价跳水，其中天岳先进股价下跌了10％，纳芯微跌逾9％，乾照光电、伟测科技、甬矽电子、芯原股份、芯朋微等跌超4％。

据官网介绍，天岳先进是一家专注于碳化硅单晶衬底材料研发、生产和销售的科技型企业，被称为“国内碳化硅第一股”。

碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料具备更好的物理性能，比如耐高温、高电压、高频率等场景。

但优越的物理性能背后是精密且复杂的制备工艺，碳化硅单晶的生长需要在高温低压密闭环境下进行，且微小的环境变化都会引起晶格错乱从而影响衬底材料的品质。

不过，特斯拉并没有透露的下一代动力系统何时能够大批量生产并用于该公司的汽车，也没有具体说明目前在这些晶体管上投入了多少资金。出席此次活动的高管也没有透露任何有关“下一代”特斯拉电动汽车（一些分析人士将其称为Model 2）的确切细节。

虽然美国银行分析师认为，特斯拉的声明“值得注意，但为时过早”。但分析师们也承认，“如果这是真的，这种技术进步可能会对碳化硅材料行业（Wolfspeed、Coherent（COHR.US）、罗姆）以及相应器件领域（安森美半导体、意法半导体，英飞凌）构成重大风险”。

英飞凌真金白银发展氮化镓

就在特斯拉召开投资者日的同一天（3月2日），英飞凌在官网宣布将以8.3亿美元（57亿人民币）收购加拿大氮化镓系统公司（GaN Systems），两家公司已签署最终协议。

GaN Systems是氮化镓（GaN）功率半导体厂商，拥有广泛的晶体管产品组合，可满足多行业的需求，包括消费电子、可再生能源系统、工业电机和汽车电子等，目前也向英飞凌的竞争对手供应氮化镓功率器件。

英飞凌表示，计划收购GaN Systems将基于无与伦比的研发资源、应用理解和客户项目，显著加快GaN路线图，通过此次并购，英飞凌将掌握所有相关的电源技术，无论是硅、碳化硅还是氮化镓，进一步巩固英飞凌在功率系统领域的领导地位。

碳化硅、氮化镓被称为第三代半导体“双雄”，两者是带隙宽度达到2.0-6.0eV的宽禁带半导体材料，为制造高压大功率电力电子器件的突破性材料。

从应用场景上看，碳化硅适用于高压领域，因其在高温、高压、高频等条件下的优异性能表现，在交流-直流转换器等电源转换装置中得到了大量应用，被视作新能源汽车的重要元器件材料。随着越来越多的新能源汽车品牌采取高压快充路线，碳化硅的上车进程明显快于氮化镓。

而氮化镓适用于高频领域，具有低导通损高电流密度等优势，可显著减少电力损耗和散热负载，其三大应用领域是光电领域（半导体照明、光伏发电）、射频通讯、高频功率器件，对应消费电子、通信、计算机、航空航天、国防军工等领域，被视作用来制造未来5G基站的核心芯片，广泛应用于蜂窝基站功率放大器、军用雷达、卫星发射器和通用射频放大器。

明星产品如小米的氮化镓充电器，三安集成（三安光电子公司）为华为代工的氮化镓器件则应用于华为自研的基站用PA。

不过，氮化镓器件可应用于新能源汽车的车载充电器、DC-DC转换器等领域，可在节能70％的同时使新能源汽车充电效率达到98％，增加5％续航。近年来，氮化镓针对新能源车的应用进程正不断加速。

丰田、宝马等多家老牌车厂已经躬身入局；闻泰科技全资子公司安世半导体已宣布与国内汽车行业龙头企业联合汽车电子有限公司（简称UAES）在氮化镓领域展开深度合作；纳微半导体也已布局氮化镓车载充电器。

根据Yole预测，氮化镓功率器件市场将从2020年的4600万美元增长至2026年的11亿美元，平均年复合成长率达70％。其中，从2022年开始，预计氮化镓以小量渗透到车载充电器（OBC）和DC/DC转换器等应用中。因此，该机构预计，到2026年，汽车和移动市场价值将超过1.55亿美元，年复合成长率达185％。

不过，与碳化硅一样，氮化镓同样面临原材料（主要是氮化镓衬底及氮化镓外延片）成本较高、进口依赖严重的问题。

从产业链上看，氮化镓上游主要包括设备和原材料，从事薄膜沉积设备的企业有中微公司、北方华创，从事衬底的企业包括天科合达和山东天岳等；中游为制造环节，内地主要玩家有三安光电、海特高新等少数企业，海外龙头有日本住友商事（市占率40％）、Qorvo（市占率20％）、CREE（市占率24％），中国台湾有稳懋、寰宇；下游为应用环节。

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