自从特斯拉率先让碳化硅MOSFET器件上车以来，碳化硅等第三代半导体的应用进度和市场空间都打开了想象力。随着5G基站大规模部署、新能源汽车市场开启、PD快充市场爆发等，我国第三代半导体产业加速抢跑。
在资本市场也涌现了像天岳先进、三安光电、扬杰科技等企业，布局第三代半导体。然而，半导体行业因为涉及较多晦涩的技术，消费者难以判断其虚实，叠加第三代半导体为较新的概念，消费者更为陌生。
为了帮助投资者理清第三代半导体的秘密，把握市场上的投资机会，妙投邀请到某第三代半导体企业的资深技术专家，为投资者答疑解惑。
核心看点：
目前第三代半导体器件的成本是硅基器件的3-5倍，但对整车成本的影响较小。
即便当前第三代半导体的成本较高，其也能提高系统整体的经济效益。
碳化硅MOS会在高电压、高功率的场景逐渐替代硅基IGBT，但在较低电压的工况下硅基IGBT更具优势。
第三代半导体中的碳化硅的前景更广阔，材料端的衬底和外延值得值得关注，设备端存在存在较高的潜力，但投资周期较长。
中、外在第三代半导体产业的差距不大，目前落后1.5年，但预计将在2-3年内追平海外。
第三代半导体是以SiC、GaN为代表的宽禁带半导体材料，适用于第二代硅基半导体难以胜任的高温、高压、高功率应用场景，有助于节能减排，也是实现“双碳”目标的重要方向。第三代半导体材料除了应用于新能源汽车，在工业控制、电力、轨道交通、消费电子等方面也有广泛应用。
全球范围内，美国、欧洲、日本、中国在第三代半导体发展上处于“四足鼎立”状态。预计第三代功率半导体的产值，将从 2021 年的 9.8 亿美元、增长到 2025 年的47.1亿美元，复合年增长率（CAGR）为 48%。
第三代半导体凭借诸多优秀的物理特性，可以帮助系统节能增效，但目前第三代半导体产品的良率和规模并不乐观，导致相关产品的价格较高，那么目前第三代半导体节能增效的逻辑是否成立？
专家认为：可以确定这个逻辑100%成立，那么主要体现在于第三代半导体跟第二代半导体的不同点，主要在于第三代半导体，它有几个特性，一个就是高温，第二个就是高压，第三个就是高频，第四个就是低导通电阻。
这4个特性就能够帮助整个系统节能增效，节能增效主要体现在，第一点就是刚才讲的低导通电阻，低导通电阻就可以减小它的开关损耗。另外一个就是它的高频特性，可以提高整个系统的效率，就是增效，也可以帮助整个系统小型化。
即使第三代半导体产品目前的成本很高，第三代半导体依然能帮助系统实现节能增效，提高经济效益。
目前碳化硅产品的成本较高，那么新能源车使用碳化硅芯片会增加多少成本？
专家认为：这个很难去评估，一般如果只是看器件本身，同等的条件原来1200V、400A到500A的 IGBT模块，如果是用碳化硅同样规格的电压、电流去替代，估计器件的成本会增加3~5倍。
但是不能用第二代半导体的电压、电流来对比第三代半导体的电压和电流，因为这两个是有很大的区别，对整个系统来说第三代半导体会更有优势。消费者买汽车的话，买的是整个系统产品，不是买其中的一个零部件。而且即便是成本增加了3-5倍，其在整车成本中的占比并不高，所以第三代半导体在新能源汽车上是非常有前景的。
碳化硅MOS对硅基MOS是否存在替代作用？
专家认为：要看在什么样的电压等级，如果它在650V的这种等级下，可能碳化硅对硅基的替代效果不是很明显。如果是在1200V这种电压下，碳化硅替代硅基的概率还是非常高。
目前在汽车电源方面（OBC和DC-DC），OBC现在目前用得比较多的是6.6千瓦和11千瓦两种规格，在6.6千瓦的话就是用到的碳化硅MOS数量不是特别地多，但现在已经有在用，而且必须要用。11千瓦大概一个板子上要用十个MOS，然后6.6千瓦的话差不多也就有两个MOS。
现阶段出货量比较大的还是6.6千瓦的碳化硅MOS，所以目前在整个OBC的产品上，硅和碳化硅的比例目前可能6:4，硅基的还是占据主导地位。但是随着功率的增加，11千瓦包括后面的800V品牌，可能碳化硅的比例会增加，慢慢会有这样的一个转折，这个转折点估计在最近一两年。
通常15万元以上的新能源车电源都会使用一定数量的碳化硅MOS，另外一个碳化硅用得比较多的地方就是逆变器，目前90%的逆变器用的还是硅基IGBT，主要原因在于它的价格还是比较便宜，大部分低端新能源车都是使用低成本的IGBT方案。
碳化硅和氮化镓为第三代半导体中最主要的两种材料，氮化镓充电器凭借优良的性能，已经在充电器市场占据了一定的市场，而碳化硅似乎离消费者的生活更远。那么碳化硅和氮化镓哪个未来的前景更广阔？
专家认为：目前这两个产品虽然都是属于第三代半导体，但是它们还是有区别的，碳化硅它是一个垂直结构，然后氮化镓是一个横向结构，所以碳化硅它可以做高压，比如说1200V、1700v、3300v或者6500v这种电压等级，对于氮化钾而言的话，现阶段最高只能做650v的等级，所以它的物理材料特性就决定了它的电压等级。
所以目前650V电压的产品的话，最主要适合于通信电源，但也有宝马这种，投资了一个车规级别的氮化镓，但是他们氮化镓的良率和成本还存在问题。目前氮化镓主要的应用场景还是在消费电子上面，汽车对产品的品质还是有很大的要求的。
第三代半导体产业链上最具投资价值的环节在哪里？
专家认为：整个产业链主要包括衬底、外延、器件、模块，因为原来的IGBT存在模块，现在碳化硅也会做模块，再向下游走的话，就是一些产品。集成的DC-DC、OBC产品可能在投资属性上差一些，收益可能会比较难。投资机会比较多的环节有两个，一个就是材料，另外一个就是器件。
当然更上游的设备端也存在比较大的投资潜力，不管是切割还是炉子未来提升的空间都是很大的，更好的设备意味着更高的良率和产能，成本也会下降。但是设备端的技术提升比较难，甚至没法预估什么时间设备会产生技术进步，对投资者来说投资节奏比较难把控，这方面也缺乏有效的数据支撑，非常难预测。
中国在第三代半导体上与海外的差距体现在哪些环节？差距多大？
专家认为：整个产业链的话，其实每一个环节都有一些差别，比如说在晶圆的良率方面，国外的良率能达到80%，我们可能在75%-70%之间，其实差距不是特别地大，虽然相差不大，但是最重要的是我们的成本还没有国外有优势。
我们现在的产品可能和他们前一代的产品在同一个水平，可能国内和国外相差一年半左右。实际上国内也正在加快速度，所以可能后续在2~3年之内，国内能做到和国外差距不大。
虽然现在市面上海外的8英寸碳化硅晶圆已经投产，但是真正能实现量产的时间也是在两年之后了，如果要大批量、大规模地商业化使用，可能要在4-5年后，这段时间中外都是4-6英寸为主，第三代半导体国内外的差距不像硅基半导体那么大。
