投稿|第三代半导体“勘误”：比亚迪与斯达半导们的红与黑( 四 )
可见，GaN器件在通信射频和光电行业前景卓越 。
通信这方面，GaN器件可以在1-110GHz范围的高频波段应用，这覆盖了移动通信、无线网络、点到点和点到多点微波通信、雷达应用等波段，适合军事通讯、电子干扰、通信基站、射频与功率器件等领域；
光电方面，GaN是迄今理论上电光、光电转换效率最高的材料体系，适合电力电子、LED照明、激光等领域，与普通人最相关的莫过于GaN快充头，相同的体积可实现数倍功率的对电脑、手机充电 。
与SiC一样，第三代半导体GaN下游需求旺盛，身处产业爆发时期，据Yole测算，从2018到2024年，GaN功率器件市场规模将从约900万美金飞升到3.5亿美金，年复合增速85%，GaN射频器件市场规模将从约6亿美金增加到约20亿美金，年复合增速21% 。
03 市场误解：二代半导体替代一代，三代半导体替代二代？通过上面的变迁史和场景探究，能够发现各代半导体各自不同的材料特性决定了它们的差异化应用场景，新一代半导体往往随着市场新增需求崛起，前一代被后一代替代的领域并不多 。
所以，第一、二、三代半导体是其实是技术互补，而非线性替代关系 。且应用场景的变化才是半导体发展的核心推动力，而非技术创新 。
以Si为核心的第一代元素半导体，优势是储量大、价格便宜、功耗也低，适合制造庞大规模的集成电路，低压、低频、中功率的晶体管，应用场景主要有手机、电脑、消费电子、通信、航空航天、国防军工、光伏等领域 。
第一代半导体材料的发展已经十分成熟 。硅片占据着全球95%以上的半导体器件市场和99%以上的集成电路市场，DRAM等存储芯片、CPU、GPU等逻辑芯片未来依然是Si的天下，存量极大，增速稳定，而且产业界已经用惯了硅器件，存在路径依赖的问题，所以Si在可预见的时间内都难以撼动 。
以GaAs为核心的第二代化合物半导体，优势是禁带宽度、电子迁移率较高，光电性能好，适合制造高速、高频、大功率的超高速集成电路、高性能微波、毫米波器件、激光器和发光电子器件，应用场景主要有卫星通讯、移动通讯、光纤通信、无线区域网络、卫星定位、国防军工、航空航天等领域 。
第二代半导体材料处于蓬勃发展期，行业中速发展，但GaAs、InP比较稀缺，价格昂贵且略带毒性，因此天花板不高 。
以SiC、GaN为核心的第三代宽禁带半导体，优势是具有高击穿电场强度、高饱和电子漂移速率、高热导率，适合制造高频、高温、高压的大功率器件，应用场景主要有功率半导体、新能源汽车、光伏风电、半导体照明、5G基站、充电桩、特高压、光电子等领域 。
第三代半导体材料还在起步期，潜力巨大，增速极高 。但仍有不如意的地方 。一方面，增量空间大，但存量空间小，2020年SiC和GaN器件仅占整个功率半导体器件市场的4.2%-4.5%，厂商的销售渠道需要多探索，存在一定不确定性；
另一方面，第三代半导体的成本很高，SiC器件价格达到IGBT的3-5倍，很多行业不像应用于新能源汽车的效果这么好，价格敏感性也更强，所以还需等待第三代半导体的成本降低，以解锁更多消费场景 。
04 我国第三代半导体的发展机遇与龙头公司蒸蒸日上的第三代半导体很显然会吸引国际巨头的布局和全球资本的关注 。
2016年，英飞凌欲以8.5亿美元收购CREE旗下专注SiC功率器件及射频功率解决方案的Wolfspeed而被美国政府干预不得；
2018年，英飞凌出手收购德国厂商Siltectra，弥补自身晶体切割工艺，12月，英飞凌又与全球SiC材料龙头CREE签署长期协议，保证自身光伏逆变器和新能源汽车领域的产品供应；前不久，英飞凌表示有望在3-5年后把SiC、GaN器件成本降到跟硅基器件相仿的程度 。
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