有色金属行业：氮化镓，第三代半导体核心材料(201912).pdfVIP

行业研究/有色金属证券研究报告

行业专题报告2019年12月06日

氮化镓：第三代半导体核心材料

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投资要点：

氮化镓：第三代半导体进行时。GaN属于第三代半导体材料（又称为宽禁带半

导体材料）。GaN的禁带宽度、电子饱和迁移速度、击穿场强和工作温度远远大

于Si和GaAs，具有作为电力电子器件和射频器件的先天优势。目前第三代半

导体材料以SiC和GaN为主。相较于SiC，GaN材料的优势主要是成本低，易

于大规模产业化。尽管耐压能力低于SiC器件，但优势在于开关速度快。同时，

GaN如果配合SiC衬底，器件可同时适用高功率和高频率。

GaN供给：知名厂商集中海外。根据Yole报告，氮化镓产业链基本包括衬底、

外延片、器件制造等环节，其中硅基衬底主要供应商有德国Siltronic、日本

Sumco、日本Shin-Etsu等企业，而日本的NTT-AT、比利时的EpiGaN和英国

的IQE等则是硅基GaN外延片的主要供应商。部分厂商则在产业链上延伸，同

时生产外延片及器件制造，例如Episil、Bridg、Fujitsu等。目前主流氮化镓生

产厂家依旧集中在美、欧、日等国，我国企业尚未进入供给端第一梯队。

氮化镓在通讯基站领域的需求。目前采用氮化镓的微波射频器件主要用于军事

领域、4G/5G通讯基站等，由于涉及军事安全，国外对高性能氮化镓器件实行

对华禁运。因此，发展自主氮化镓射频功放产业，有助于打破国外垄断，实现

自主可控。

据拓璞产业研究院援引工信部数据，截至2017年12月底中国4G宏基站数量

为328万座。中国5G宏基站数量有望达到500万座，为4G基站数量的1.5

倍。宏基站建设将会拉动基站端GaN射频器件的需求量，考虑到5G基站的建

设周期，拓璞产业研究院预计到2023年基站端GaN射频器件规模达到顶峰，

达到112.6亿元。

电子电力器件：电源设备占主导。GaN作为第三代半导体材料，广泛应用于功

率电子器件中，根据材料深一度援引Yole数据，2018年GaN功率器件国际市

场规模中，电源设备领域占比55%，其次是激光雷达，占比达到26%，其他下

游应用如包络跟踪、无线电源等。目前我们使用的电子及电源设备，如个人电

脑适配器、音频/视频接收器和数字电视等，有着占用空间大、不美观、发热导

致电量损耗等缺点，而GaN能够减少电源体积，同时提升效率。

根据材料深一度援引Yole数据，2018年GaN功率电子器件国内市场规模约为

1.2亿元，尚处于应用产品发展初期，但未来市场空间有望持续拓展，在市场乐

观预期下2023年GaN功率电子市场规模有望达到4.24亿美元。

相关上市公司。建议关注海特高新，三安光电。

风险提示。氮化镓产业渗透率不及预期。

请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明

1.氮化镓：第三代半导体进行时

GaN属于第三代半导体材料（又称为宽禁带半导体材料）。GaN的禁带宽度、电子

饱和迁移速度、击穿场强和工作温度远远大于Si和GaAs，具有作为电力电子器件和射

频器件的先天优势。目前第三代半导体材料以SiC和GaN为主。相较于SiC，GaN材

料的优势主要是成本低，易于大规模产业化。尽管耐压能力低于SiC器件，但优势在于

开关速度快。同时，GaN如果配合SiC衬底，器件可同时适用高功率和高频率。

表1GaN、GaS和LDMOS性能比较

LDMOSGaAsGaN

适用频率3.5GHz以下40GHz40GHz

输出功率