原标题：第三代半导体，直线日午间，外媒突然传出消息，中国将加强对美国的芯片竞争，支持芯片研发和制造项目，包括拟定一系列相关金融和政策扶持措施，帮助国内芯片制造商。据报道，该计划已预留约1万亿美元的政府资金，其中一部分将由中央和地方政府共同投资一系列第三代芯片项目，项目内容还包括发展中国大陆本土芯片设计软件和极紫外光（EUV）光刻机。尽管目前还没有正真获得官方证实，但是长期资金市场已经开始反应，受消息刺激，当天半导体指数大涨6.9%，作为本次政策的核心，第三代半导体受到普遍关注。

  第三代半导体中的“代”指的是半导体衬底材料的变化，并非指某一代更优。在6月10日的文章《万亿大市场，芯片突围任重而道远》中，我们粗略介绍过半导体的产业链，最重要的包含IC设计、晶圆制造及加工、封装及测试环节，如果我们再向上游延伸，那么还能加上衬底和外延环节，其中衬底就是芯片的底层材料。

  第一代半导体材料主要是指硅（Si）、锗（Ge）半导体材料，兴起于二十世纪五十年代，被广泛的应用于消费电子、通信、光伏、军事以及航空航天等多个领域。目前，硅材料依然占据绝对主导地位，大多数的半导体器件及集成电路产品还是使用硅晶圆来制造，硅器件占到了全球销售的半导体产品的 95%以上。

  第二代半导体材料是以砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）为主的化合物半导体，其主要被用于制作高频、高速以及大功率电子器件，主要使用在于卫星通讯、移动通讯以及光通讯等领域。

  第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为化合物半导体。在高温、高耐压以及承受大电流等多个角度具备明显的优势，因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，大多数都用在光电子器件、电力电子器件，和微波射频器件。而对于在低功耗场景使用更广泛的数字芯片来说，采用第三代半导体材料SiC和GaN不仅意义不大，还增加成本，所以数字芯片一直沿用一代半导体即硅基材料，同时，基于线宽缩小的技术迭代路线nm，接近物理极限，而第三代半导体技术升级主要是依靠新设计、新工艺和新材料的结合，是后摩尔时代半导体技术突破的新路径。

  第三代半导体材料以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为主，我们分开讨论。

  目前SiC 晶片市场主要由美、欧、日主导，中国企业占比较低，近年来有所上升。据Yole预测，2023年将达到约15亿美元市场规模，2017-2023 年复合年增长率将达到 31%，根据半导体时代产业数据中心《2020年中国第三代半导体碳化硅晶片行业分析报告》数据，2020上半年全球半导体SiC晶片市场中，美国CREE出货量占据全球 45%；日本的技术力量雄厚，罗姆子公司 SiCrystal 占据20%，II-VI占13%；中国企业天科合达的市占率由2019年的3%上升至 2020年的5.3%，山东天岳占比为 2.6%。

  碳化硅（SiC)是全球最先进的第三代半导体材料,被认为是 5G 通信晶片中最理想的衬底，下游应用偏向 1000V 以上的中高电压范围。

  SiC功率器件生产的全部过程最重要的包含“单晶生产—外延层生产—器件制造”三大步骤，其中，最重要的环节是SIC衬底，占整条产业链价值的50%。

  与SiC不同，GaN功率器件在中低压领域优势较为显著，GaN功率器件在低压领域（0-900V)首先商用，替代传统的硅基功率器件，根本原因是由于SiC衬底价格相对较昂贵，在军事领域中，GaN 基微波功率器用于雷达、电子对抗、导弹和无线通信；在民用和商业领域，大多数都用在基站、卫星通信、有线电视、手机充电器等小家电，特别是各种快充领域。

  以射频产品为例，目前全球主要的5G射频GaN PA供应商主要有：恩智浦、住友电工、威讯联合、狼速，中电科13所和苏州能讯6家，整体看来，中电科13所以及苏州能讯两家公司的份额占比较低。

  第三代半导体材料的下游应用几乎遍及所有用电领域。新基建之中，除了人工智能之外，都有第三代半导体身影，电力电子器件（即功率半导体）和微波射频是两大主要增长领域。其中，新能源汽车和快充是电力电子器件的主要增长点，而射频器件主要使用在于5G基站和国防。

  新能源车是下游应用场景中趋势最明确，前景最广阔的场景之一，也是SiC下游应用场景中复合增长率最高的行业，据Yole预测，2017-2023年SiC应用的复合增长率为27%，其中电动和混动汽车的复合增长率为 81%，充电桩/充电站的复合增长率为 58%。

  而对于GaN来说，在电力电子器件的主要增长点来自于快充，GaN器件制作的充电器体积小、重量轻，大大改善了用户的使用体验。应用目标主要为笔记本电脑、手机、平板等电源；目前来看，基于GaN的充电器将成为首选。全球每年充电器销售量大约为40亿只，按照每个充电器使用2个芯片，每芯片1美金估算，GaN在快充市场潜在规模大约为80亿美金，根据Yole预计，全球GaN功率半导体市场规模从2018 年的873万美元增长到2024年的3.5亿美元，复合增长率达到 85%。

  射频器件是GaN的另一个主要增长点之一，根据法国Yole公司发布的多个方面数据显示，2019年-2025年，GaN射频器件市场将保持12%的增速增长，预计2025年达20亿美元。其主要运用场景为5G基站与军用雷达，截至2019年底，我国完成了13万个宏基站建设，2020 年宏基站需求量近50万站，随着未来5G技术的成熟与基站建设铺开，将为射频器件带来非常大的需求，据 Yole 预计，2023 年基站领域 GaN 射频器件的市场规模将达到 5.21 亿美元，在基站的渗透率超过 85%。同样的，随着我们国家国防军工建设加速，对于国防的投入持续增加，军用雷达的需求将持续增长，据 Yole 预测，GaN射频军用市场将以22%的CAGR增长，其总价值将在 2025 年超过11亿美元。

  虽然美日欧暂时主导第三代半导体产业，但在技术上国内的差距并不是很大，中芯国际创始人张汝京曾公开演讲表示过，中国在第三代半导体技术上，有望实现直道超车，这也是为何高层如此重视这一领域的原因。具体而言，以下因素比较重要：

  首先，第三代半导体行业目前整体处于起步阶段，国内和国际巨头基本处于同一个起跑线。尽管国际大厂起步早，具有一定优势，国内本土SiC厂家与国外同行相比，虽然仍有一定差距，但仍有希望能够迎头赶上；

  其次，我国是下游应用市场最大的国家，无论是5G、新能源汽车，中国都是领导的人和最大的市场，在第三代半导体技术的供给和需求上形成联动，相互促进，形成完整的生态，规模迅速扩大带来成本下降；

  最后，与一代、二代不同，三代半导体主要是依靠设计、工艺和材料的结合以完成技术升级，同时对于制程的要求并不高，相关的设备暂不存在卡脖子问题，容易实现产业链的全国产业化。