第三代半导体的应用规模快速增长，成为产业发展新趋势
思瀚产业研究院    2025-02-13

常见的半导体材料包括硅（Si）、锗（Ge）等元素半导体及砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、氮化镓（GaN）等化合物半导体材料。按其物理性能差异可划分为三代。第一代半导体是指使用硅（Si）、锗（Ge）等半导体材料制造的半导体器件，其中硅（Si）具有良好的半导体特性，是应用最常见的半导体材料，被广泛应用于集成电路中。

第二代半导体材料则以 GaAs、InP 为代表，其具有更高的电子迁移率，其常用于光电子器件、通信器件。第三代半导体材料以GaN、SiC为代表的宽禁带半导体材料，其具有高饱和电子迁移速率、高击穿电压、高热导率等优点，适用于高频高温大功率的应用场景，例如制造应用于新能源汽车的高耐压、大功率的半导体器件 MOSFET、IGBT、SBD 等。

从材料的角度讲，半导体行业的未来发展方向是宽禁带半导体。禁带宽度是半导体的一个重要特征参量，决定了半导体器件的耐压和最高工作温度。宽禁带半导体能够在高温、高电压和高频率的场景下运行，降低导通时的电能损耗，提高效率，这一优势对于新能源汽车、光伏、5G 通信、航天航空和军事系统等领域尤其重要，因此第三代半导体材料是制造高压功率器件与高功率射频器件的理想材料。在民用领域，新能源、5G 通信、轨道交通、智能电网等新市场需求的驱动下，第三代半导体市场规模有望迎来高速发展。

在国防军工领域，第三代半导体国防战略意义重大，是雷达、毫米波通讯设备、激光武器等军事装备的核心部件，能够减小装备体积的同时大幅提升作战性能。第三代半导体产业技术创新战略联盟的数据显示，2023 年全球 SiC、GaN 功率电子市场规模约为 30.7 亿美元，电动和混合动力汽车（EV/HEV）市场占比约 70%。射频电子（GaN RF）市场规模约为 15 亿美元，其中电信基础设施是第一大应用市场，占比超过 50%。国内市场第三代半导体在功率电子领域渗透率超过 12%，开始进入高速增长阶段。

新能源汽车（包括充电基础设施）是第三代半导体功率电子最重要的应用领域，整体市场占比 70.67%。根据CASA Research 测算，2023 年国内新能源汽车用 SiC、GaN 器件模组市场规模约104.1 亿元，预计到 2027 年市场规模将达到 347.3 亿元。

第三代半导体对国民经济、国防安全具有重要的战略意义。随着新的应用场景不断涌现，国家持续加大政策支持和技术迭代升级能够促进第三代半导体产业高质量发展，把握未来应用新机遇。

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