第三代半导体又称宽禁带半导体，与第一代和第二代相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更大的电子饱和度以及更高的抗辐射能力，更适合制造耐高温、高压的大功率及高频器件，目前公认最具代表性的是SiC和GaN材料。
第三代化合物半导体广泛应用于新能源汽车、轨道交通、智能电网、新一代移动通信、消费类电子等领域，已成为美国、欧洲、日本等发达国家或地区半导体行业重点研究的方向。
——风口来临
中国政府主管部门重视第三代半导体材料及相关技术的研究与开发。2013年科技部在＂863＂计划新材料技术领域项目征集指南中，将第三代半导体材料及其应用列为重要内容。2015年和2016年国家科技重大专项都对第三代半导体功率器件的研制和应用进行立项。2016年国务院发布的面向2030的6项重大科技项目和9大重大工程中，第三代半导体是“重点新材料研发及应用”重大项目的内容。2017年6月，第三代半导体产业技术创新战略联盟组织编辑2030国家重点新材料研发及应用第三代半导体版块实施方案。《中国制造2025-能源装备实施方案》中，以SiC和GaN等材料为代表的宽禁带电力电子半导体器件，被列为智能电网应用中需突破的关键设备。
特斯拉Model 3逆变器采用意法半导体的全SiC功率模块，之后，越来越多的车企都计划在主逆变器上应用SiC器件。2019年SiC器件市场约为5亿美元，预计市场年均增速将高达40%，目前主要由英飞凌、意法、罗姆等国外厂商占据。国内SiC产业投资热度高涨，已披露的投资项目约20个，覆盖从衬底到功率模块全产业链，投资金额达300亿元。
GaN在5G宏基站和毫米波小基站以及快充市场中获得应用。由于高频下具有较高的输出功率和效率，GaN在射频领域应用较多。2020年2月，小米推出65W GaN充电器，从0充电至100%仅需45分钟，引发市场热捧。2019年GaN器件市场约为0.8亿美元，预计年增速也高达40%。目前GaN射频市场主要由Cree、Macom、Intel等占据，功率市场有英飞凌、Transphorm等。近来年，国内企业如三安集成、海威华芯等也在积极布局GaN项目。
当前国内的半导体产业投资基本上进入了国家主导的投资阶段，大基金的成立开启了一轮国内投资半导体的热潮，政府资金、产业资本都重视半导体领域，多地已逐步发展成为第三代半导体产业特色集聚区。
后疫情时期，随着中国政府推动的新基建产业兴起，5G、新能源汽车、消费电子等行业的快速发展，SiC和GaN产业和相关企业将迎来空前的发展机遇。
——国内企业动向
据公开资料，碳化硅领域，天科合达、山东天岳、中电集团二所等初步实现4英寸碳化硅单晶衬底材料量产，并开发出6英寸样品。泰科天润、世纪金光、中电五十五所、十三所等多家企业和机构已实现600－3300V的碳化硅肖特二极管量产，处于用户验证阶段。中车株洲时代电气、国家电网联研院、厦门三安光电等企业建设了6英寸碳化硅电力电子器件工艺线。扬杰科技的碳化硅芯片技术已达到国内领先水平。
氮化镓方面，中电十三所已形成系列化氮化镓微波功率器件和MMIC产品，并被华为、中兴用于基站研发；苏州纳维、东莞中镓具备2－4英寸氮化镓单晶衬底材料的供货能力；苏州能讯、苏州晶湛、江苏能华、江苏华功半导体均已进入布局氮化镓电力电子材料和器件。海特高新通过其子公司海威华芯开始建设6英寸的第二代/第三代半导体集成电路芯片生产线。
——科创板支持
7月14日，上交所正式受理了北京天科合达半导体股份有限公司(简称“天科合达”)科创板上市申请。
天科合达是国内领先的第三代半导体材料——SiC晶片生产商。天科合达表示，随着SiC器件及其下游市场呈现爆发性增长，国内的SiC衬底材料供应已无法满足下游市场的需求，公司在现有产能的基础上，拟对主营业务SiC衬底材料进行扩产。本次闯关科创板，天科合达拟募集资金5亿元投建SiC衬底产业化基地建设项目。
募集资金投资项目情况
随着SiC器件及下游市场呈现爆发式增长，国内的SiC衬底材料供应已无法满足下游市场的需求，天科合达在现有产能的基础上，拟对主营业务SiC衬底材料进行扩产。本次募集资金投资项目，第三代半导体SiC衬底产业化基地项目主要建设一个包括晶体生长、晶片加工和清洗检测等全生产环节的生产基地。项目投产后年产12万片6吋SiC晶片，其中6吋导电型SiC晶片约为8.2万片，6吋半绝缘型碳化硅晶片约为3.8万片。
此次募集资金投资项目的建设周期为2年，具体建设进度的安排如下：
建设期第一年 | 建设期第二年 | |||||||
Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | |
前期规划 | ||||||||
土建工程 | ||||||||
设备购置 | ||||||||
设备安装及测试 | ||||||||
人员培训 | ||||||||
竣工验收并投产 | ||||||||
项目建设地点位于北京市大兴区新城东南片区。项目规划用地面积为33,678.91平方米。2019年9月30日，本募集资金投资项目在北京市大兴区经济和信息化局完成项目备案，2020年6月3日，本项目取得北京市生态环境局的环评批复。
天科合达情况
天科合达自2006年成立以来，一直专注于碳化硅晶体生长和晶片生产领域，先后研制出2英寸、3英寸、4英寸碳化硅衬底，于2014年在国内首次研制出6英寸碳化硅晶片，并已形成规模化生产能力，工艺技术水平处于国内领先地位。
产品类别 | 项目 | 2020年1-3月 | 2019年 | 2018年 | 2017年 |
SiC晶片 | 产能（片） | 11,484 | 37,525 | 16,640 | 5,374 |
产量（台） | 10,998 | 36,879 | 16,255 | 5,264 | |
产能利用率 | 95.77% | 98.28% | 97.69% | 97.95% | |
销量（片） | 7,422 | 32,638 | 16,703 | 4,607 | |
SiC单晶生长炉 | 产能（片） | 75 | 300 | 75 | - |
产量（台） | 16 | 280 | 40 | - | |
产能利用率 | 21.33% | 93.33% | 53.33% | - | |
销量（台） | - | 23 | 5 | 1 |
江苏天科合达半导体是北京天科合达半导体股份有限公司的全资子公司，2018年10月成立，项目总投资5亿元，建立250台单晶生长炉生产基地，2019年年底完成150台(套)碳化硅单晶生长炉及其配套设备达产，实现年产碳化硅衬底4万片。2020年完成二期100台(套)碳化硅单品生长炉及其配套设备达产，实现年产碳化硅衬底6万片。
此外，中科院物理所、国家大基金、哈勃投资等均为天科合达的股东之一。
