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“弯道超车”新机遇!第三代半导体投资涌现新方向

来源:证券之星资讯 2023-04-26 11:18:10
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21世纪以来,以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石为四大代表的第三代半导体材料开始崭露头角,其最大的优点在于能够适应高压、高频、高温的极端环境,性能大幅提升。

随着智能手机、平板电脑、汽车电子、智能家居、光伏等产业快速发展,第三代半导体的应用前景愈发广阔,市场投资也越发活跃。

多地布局第三代半导体产业

目前,第三代化合物半导体产业正在成为各大省市争夺的热门新赛道。

据第一财经消息,在首届中国光谷九峰山论坛暨化合物半导体产业大会上,武汉东湖高新区高调宣布将以九峰山科技园和九峰山实验室为载体,构建化合物半导体设备、材料、设计、芯片、器件、模块、制造、封装、检测的全产业链体系。

无独有偶,广东也在广州、深圳、珠海、东莞布局建设了多个化合物半导体产线项目,产业规模不断壮大。江苏无锡同样瞄准了化合物半导体领域,大力发展氮化镓、碳化硅等第三代半导体材料制造。后起之秀湖南长沙亦针对包括第三代半导体在内的半导体、集成电路产业出台扶持政策,资助金总额达5000万元。

据不完全统计,目前,包括北京、上海、广州、深圳、武汉、西安、厦门、青岛、东莞、长沙、成都、无锡、常州、福州在内的多个城市都相继下发支持政策,政策红利涉及集群培育、科研奖励、人才培育、项目招商、生产激励等多个方面,推动我国化合物半导体材料及器件研发,带动我国各地半导体产业集聚加速。

第三代半导体有何应用方向?

各地加码第三代半导体投资,根本原因在于其应用前景广阔。

以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)两大主流为例:

碳化硅(SiC)器件下游应用领域包括电动汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、5G通信等,其中新能源汽车为最大终端应用市场。高转换效率和高功率带来整车系统成本下降,特斯拉、比亚迪、小鹏等车企相继使用SiC MOSFET。Yole预计2027年全球导电型碳化硅功率器件市场规模有望达63亿美元,其中电动汽车下游领域占比达80%。

供给端,目前全球碳化硅市场呈美国、欧洲、日本三足鼎立的格局,海外龙头主导出货量,全球有效产能仍不足。据浙商证券测算,2025年全球碳化硅衬底市场需求达188.4亿元,碳化硅器件市场需求达627.8亿元。2025年之前行业仍呈现供给不足的局面。

氮化镓(GaN)器件也是支撑“新基建”建设的关键核心部件,在5G基站、新能源充电桩等新基建代表中均有所应用。随着国家政策的推动和市场的需求,GaN器件在5G基站、数据中心有望集中放量,稳定增长。同时,在太阳能逆变器、风力发电、新能源汽车等方面,GaN也将随着技术不断进步陆续“上车”。

2021年我国5G基站用GaN射频规模36.8亿元。2023年以后,毫米波基站部署将成为拉动市场的主要力量,带动国内GaN微波射频器件市场规模成倍数增长。在“快充”场景下,根据Yole预测,2020年全球GaN功率市场规模约为4600万美元,预计2026年可达11亿美元,2020-2026年CAGR有望达到70%。

除此以外,2023年,伴随ChatGPT风靡全球,AIGC有望加速推动其下游业务,对上游算力支撑提出巨大需求,数据中心放量确定性极强。GaN功率半导体主要用于数据中心的PSU电源供应单元,与传统Si相比更具优势。

第三代半导体投资侧重有何变化?

根据中国建投研究院发布的《中国投资发展报告(2023)》预测,周期复苏和结构性成长是贯穿2023年半导体行业的投资主旋律。从行业周期来看,根据过往半导体行业3年左右的周期推测,行业有望在2023年下半年进入被动去库存阶段、年底前见到周期底部,并于2024年开启新一个行业上行周期。

具体到我国半导体的投资,更多是取决于自身产业进程:

短期(2年左右)可能由供给主导,即全球库存周期。中期(3-5年)看创新,关注点在于能否通过技术的进步和创新带来的需求结构的提升,比如比如4G、5G、智能手机、智能电车等等。我国半导体长期(预计10年)最主要矛盾和未来增长的核心驱动力,还是在于自主可控和国产替代。

对于半导体行业本身而言,市场依旧看好国内投资机遇。根据产业链结构,半导体行业可以分为上游、中游和下游三个部分。

上游包括半导体设备和材料,中游包括芯片设计、制造和封测,下游包括各种应用领域。其中,上游和中游是核心环节,也是国内目前相对薄弱的环节。

在晶圆厂持续扩产和国产化进程加速的大趋势下,上游和中游的企业有望受益于政策支持、市场需求和价格提升。在人工智能浪潮下,企业对类ChatGPT技术的追求,在服务器产业链的发展上预计将起到积极的促进作用,半导体+AI生态逐渐清晰,具体有两方面:

(1)AI 算力芯片:AI 算力芯片是类ChatGPT模型的基石,支撑类 ChatGPT模型需要大量的算力芯片,其中对 GPU、FPGA、ASIC需求较大;

(2)HBM/Chiplet:AI芯片性能及成本的平衡也带动周边生态,HBM/Chiplet等产业链受益。在HBM领域,AI对话程序在执行计算期间需要大容量、高速的存储支持,预计AI芯片发展也将会进一步扩大高性能存储芯片需求;在Chiplet领域,Chiplet是布局先进制程、加速算力升级的关键技术。

配置上,天风证券建议关注五条主线:①服务器芯片:英伟达(天风海外组覆盖)、AMD、Intel、寒武纪、海光信息(天风计算机组覆盖)、龙芯中科等;②AI服务器制造:工业富联;③图像数据资源及应用:大华股份、海康威视等;④先进制造及封装:台积电、中芯国际、长电科技、通富微电等;⑤企业级存储:澜起科技、江波龙(天风计算机组联合覆盖)、兆易创新等。

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