第3代半導體材料是以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氮化鋁（AlN）金剛石為代表的寬禁帶半導體材料。相比第1、2代半導體，第3代半導體材料禁帶寬度較寬（禁帶寬度>2.2eV），導熱率更高、擊穿電場更高、抗輻射能力更強、電子飽和速率更大，基于它們制作的電子器件適合應用于高溫、高頻、抗輻射及大功率場合。

目前SiC和GaN材料的生長與應用技術已經比較成熟，AlN和金剛石材料的研究還處于剛起步的階段。

一、SiC半導體材料企業(yè)概況

全球SiC半導體材料的生產商主要分布在美國、歐洲和中國。主要包括美國的科銳（Cree）公司、道康寧（Dow Corning）公司和II-VI Incorporated，德國SiCrystal公司，以及我國的北京天科合達藍光半導體有限公司（以下簡稱“北京天科合達”）、天岳晶體材料有限公司（以下簡稱“天岳晶體”）、東莞市天域半導體科技有限公司（以下簡稱“天域半導體”）、瀚天泰成電子科技（廈門）有限公司（以下簡稱“廈門瀚天泰成”）。其中，Cree公司是全球最大的SiC襯底供應商，占全球SiC襯底的85%以上，SiCrystal公司則是歐洲地區(qū)的主要供應商。

1.Cree公司

Cree公司是全球領先的照明革新者與半導體制造商。Cree的優(yōu)勢來源于其SiC和GaN獨一無二的材料和先進技術。Cree公司一直引領著全球LED照明革命。Cree公司在技術和市場上幾乎壟斷了全球LED的SiC優(yōu)質襯底供應，其SiC襯底的供應占全球市場85%以上。Cree的LED產品現主要應用在手電筒、射燈、筒燈、球泡燈、燈管、臺燈、路燈、天景燈、蠟燭燈、工礦燈、舞臺照明、珠寶燈等各種照明領域。2016年7月，Cree公司旗下的子公司Wolfspeed被德國Infineon收購，其中包括相關的功率和射頻功率器件碳化硅晶圓襯底業(yè)務。10月，Cree在美國中北部威斯康辛州拉辛市的LED工廠進行小幅度裁員，Cree的LED照明業(yè)務進入關鍵一年。根據Cree近期財報表現，Cree第2季度營收提高2%，達到3.88億美元，比底1季度的衰退10%要好。Cree針對該公司2017會計年度第1季度的財測，營收落在3.56億～3.78億美元之間，比上一個會計年度同期的4.255億美元要少很多。面對產業(yè)的變局，Cree已經在2015年有減產的動作，2016年Cree公司提升了營銷地位，目前已經收到亞洲公司的競爭。2013-2016財年（到每年6月）Cree公司的經營狀況如圖1所示。

產品方面，2016年10月6日，Cree公司推出全球首個1 000V SiC金屬-半導體-氧化物場效應管（MOSFET）。該產品主要用于快速充電和工業(yè)電源領域，能讓系統(tǒng)減少30%元器件數量，充電速度提升3倍，輸出功率提高33%。

2.Dow Corning公司

Dow Corning成立于1943年，公司總部位于美國密歇根州米德蘭德市，長期致力于開發(fā)有機硅的各種潛能，是康寧玻璃公司（現康寧公司）和陶氏化學公司合資而成。道康寧2015年銷售額56.5億美元，相比2014年下降了9%。2015年凈利潤達到5.63億美元，較2014年上升了10%。2014、2015年公司銷售情況如表1所示。公司產品主要包括Dow Corning 和XIAMETER 品牌。公司提供150mm，4°斜角的SiC襯底材料以及用于半導體器件制作的4Hn型SiC晶圓。

3.II-VI Incorporated

II-VI公司是全球領先的工程材料與光電器件企業(yè)，能為工業(yè)、光通信、軍事、生命科學、半導體儀器創(chuàng)新型產品，具備從設計，到生產、銷售的垂直能力。公司總部位于Pennsylvania的Saxonburg，在世界范圍內廣泛擁有加工工廠。公司2016財年（至2016年6月30日）的凈銷售額為8.27億美元，相比2014年實現12.5%的增長（見圖2）。凈利潤6 550萬美元，與2014年持平，略微下降。SiC產品方面，公司已經能提供成熟8英寸SiC晶圓產品。

4.SiCrystal

德國SiCrystal公司是為全球范圍內專業(yè)生產和銷售高質量單晶4H-SiC晶圓的廠家。公司在SiC的數學模擬、晶體生長、切片、表征與質量控制方面都達到世界領先水平。目前已經成為歐洲SiC襯底的主要提供商。公司已于2016年8月開始出貨直徑3英寸的碳化硅晶圓，這些晶圓將用于生產功率器件，射頻以及光電子器件等。公司目前已經開發(fā)出6英寸4H-SiC晶圓，即將量產。

5.國內SiC材料與器件公司

國內SiC半導體材料的主要公司包括北京天科合達、天岳晶體、天域半導體以及廈門瀚天泰成等企業(yè)，均將SiC晶圓供應作為主要銷售業(yè)務，SiC半導體國內市場份額領先。這幾家公司的概況如表2所示。

二、GaN半導體材料與器件企業(yè)概況

LED產業(yè)的快速擴張使得GaN材料也獲得了迅猛發(fā)展。自20世紀90年代以來，GaN材料市場規(guī)模增長率超過30%。GaN材料的生產與器件廠商主要分布于美國、歐洲和日本，包括美國的RF Micro Device公司、Freescale semiconductor公司，德國Infineon公司、Azzurro公司，英國的Plessey Semiconductors公司，日本的富士通公司和松下公司，加拿大的GaN Systems公司等。目前我國GaN襯底材料處于4英寸的研發(fā)階段，尚未形成產業(yè)化。

1.RF Micro Device

RF Micro Devices公司是全球領先的高性能射頻元件和化合物半導體技術的設計者和制造商。RFMD是一家基于設計、開發(fā)及生產射頻集成電路元件的美國公司。這些產品用于無線通訊的射頻集成電路放大裝置（RFICs）和信號處理傳輸設備。2015年6月，RF Micro Devices公司與TriQuint公司合并組成Qorvo公司。Qorvo公司2016年第2季度財報顯示，公司實現營收7.08億美元，相比第1季度增長了5.2%。凈利潤440萬美元。公司最新推出了650V GaN SSFET 功率開關等產品。

2.Freescale semiconductor

飛思卡爾半導體（Freescale Semiconductor）是全球領先的半導體公司，全球總部位于美國德州的奧斯汀市。專注于嵌入式處理解決方案。飛思卡爾面向汽車、網絡、工業(yè)和消費電子市場，提供的技術包括微處理器、微控制器、傳感器、模擬集成電路和連接。GaN材料射頻通信器件與系統(tǒng)是飛思卡爾半導體的一個主要發(fā)展方向。

2015年2月，飛思卡爾與NXP達成合并協議，合并后整體市值400億美元。并購將在2015年下半年徹底完成。交易完成后，飛思卡爾股東將獲得6.25美元+0.3521NXP股份/每股的回報，占合并后公司32%股權。同時，飛思卡爾市值將達到118億美金，合并后實體整體市值達到含債167億美金。

2015年飛思卡爾半導體實現營收61.01億美元，相比2014年增長了8.0%。2015年凈利潤15.26億美元，較2014年上升183.1%。2012-2015年飛思卡爾半導體銷售情況如圖3所示。

飛思卡爾半導體的GaN最新產品包括：3.4G～3.6GHz手機基站器件A2G35S200-01S；125W C W，1M～2.7G H z，50V S i C上GaN晶體管MMRF5015N；2.7G～3.5GHz，60W，50V寬帶射頻GaN晶體管MMRF5300N等。

3.英飛凌（Infineon）科技公司

英飛凌科技公司于1999年4月1日在德國慕尼黑正式成立，是全球領先的半導體公司之一。其前身是西門子集團的半導體部門。Infineon于2014年收購美國前國際整流器公司。主要分為汽車電子、工業(yè)功率控制、電源管理與多元化市場、智能卡與安全4個部門。其功率半導體產品在全球占據18.6%份額居世界首位。

2015年Infineon公司銷售額57.95億歐元，相比2014年提高15.5%。2012-2015年英飛凌公司銷售額及增長率情況如圖4所示。

4.Plessey Semiconductors

Plessey半導體公司是照明、傳感器、測量、控制領域全球領先的半導體制造企業(yè)。公司擁有獨一無二的MaGICTM（硅上GaN I/C）LED技術，當前正引領著固態(tài)照明領域的技術革命。普萊思的產品廣泛應用包括通信，制造，醫(yī)療，國防，航空航天和汽車等市場領域。是歐洲半導體產品的主要提供商。Plessey公司的技術主要依托Swindon大學和劍橋大學，在普利茅斯擁有一座世界最先進的GaN LED工廠。

5.GaN系統(tǒng)公司（GaN Systems）

GaN Systems是為個人消費者、企業(yè)、工業(yè)，太陽能/風能/智能電網、能源轉換等領域提供各種參數的GaN高功率晶體管的專業(yè)公司，技術達到全球領先。其GaN晶體管具有極低的電容和開態(tài)電阻。這些器件相比普通的硅基器件能提供更高的開關效率，被廣泛應用于電源開關系統(tǒng)、轉換器、電動汽車、電池管理以及電源適配系統(tǒng)中。這些器件都是在硅上GaN（GaN on Silicon）襯底上制備，其成本與硅基器件相當，但性能上卻更加優(yōu)越。GaN系統(tǒng)公司核心技術包括：Island Technology，一種獨創(chuàng)的島狀結構，能減小GaN器件尺寸與成本，并且能實現電流在片上金屬和其他載體間的傳輸；GaNPX pachaging技術，該封裝技術使GaN器件獲得高電流密度、優(yōu)秀的散熱、極低的電感，并且該封裝技術不需要進行引線鍵合。GaN Systems擁有業(yè)界最廣泛且最全面的GaN功率晶體管產品組合，并且100V和650V GaN FET都在批量出貨。

6.三重富士通半導體股份有限公司

三重富士通半導體股份有限公司是日本一家為數不多的300mm晶圓專業(yè)代工公司。公司未來發(fā)展方向在于汽車半導體以及物聯網設備領域。公司致力于依靠深耗盡溝道（deeply depleted channel，DDC）晶體管實現最高級“超低功耗制程”以及“嵌入式系統(tǒng)”平臺的構建，并不斷推進RF及毫米波技術的研發(fā)，以滿足物聯網市場的需求。公司最新GaN產品包括Discretes 600V系列和650V系列的GaN晶體管。

富士通公司擁有DDC、插入式閃存和射頻3大核心技術，如表3所示。

2015年富士通公司實現營收 4.74萬億日元，與2014年基本持平。日本地區(qū)網絡設備與個人電腦業(yè)務衰退，但系統(tǒng)集成服務有所增加。國際貿易方面，公司受惠于貨幣匯率的變動。2015年公司凈利潤1 200億日元，相比2014年下降了32%，主要由于商業(yè)模型的轉移成本增加，以及網絡設備的升級（見圖5）。

7.松下電器半導體有限公司

松下半導體是全球首屈一指的半導體供應商，也是日本GaN器件的主要提供廠商。松下半導體的技術研發(fā)主要圍繞消費電子、智能家居、智能汽車、以及商家對商家的（business to business，B2B）電子商務解決方案與器件供應展開。松下半導體的GaN晶體管產品基于其X-GaNTM技術。2016年將量產用于電源和馬達控制的GaN半導體產品。

2015年松下半導體實現營收7.7萬億日元，較2014年持平。其中日本國內營收3.6萬億日元，國際營收4萬億日元。2015年凈利潤4 157億日元，較2014年增加了5.5%。2011-2015年松下半導體的經營情況如圖6所示。

8.國內GaN材料與器件公司

國內GaN襯底及器件廠商主要有東莞市中鎵半導體科技有限公司（簡稱“中鎵半導體”）、蘇州晶湛半導體有限公司（簡稱“蘇州晶湛”）、晶能光電有限公司（簡稱“晶能光電”）等，其概況與主要GaN產品情況如表4所示。

三、結語

總之，目前是第3代半導體材料進入規(guī)?；瘧煤蜕a關鍵時期，通過對第3代半導體材料生產商分析可以發(fā)現，在SiC半導體材料方面，美國、歐洲和中國的公司占有較為主要的市場份額，中國的生產企業(yè)在技術研發(fā)與市場占有等領域處于與世界先進國家并行的地位，但主要是以國內市場為主。而我國的GaN襯底材料處于4英寸的研發(fā)階段，尚未形成產業(yè)化，需要在技術研發(fā)和產業(yè)化方面做更大的努力。

而對于器件制造廠商而言，根據市場應用需求及技術發(fā)展狀態(tài)，需要進一步適應目前第3代半導體材料的多種技術共同發(fā)展的狀況，加快對新材料的應用與市場開發(fā)，從而進一步推動第3代半導體材料的應用發(fā)展。