半导体行业

半导体材料（超配， 首次） 第三代半导体材料发展情况及东莞布局分析

产 业 报 告

业 报 告

半导体材料专题报告

2026 年 8 月 26 日

投资要点：

 什么是第三代半导体材料。第三代半导体材料其核心特征是禁带宽 度显著大于第一代硅和第二代砷化镓，使器件具备高频、高压、高 温、低损耗的天然优势。SiC及GaN可突破传统硅基器件的物理性能 极限，适合功率电子、射频及部分光电应用。SiC在高压、大功率场 景更具优势；GaN在高频、高功率密度和小型化场景具有突出价值。

推荐

分析师：何敏仪 SAC 执业证书编号： S0340513040001 电话：0769-22177163 邮箱：hmy@dgzq.com.cn

 AI数据中心对宽禁带功率器件形成新需求。AI数据中心是SiC和GaN 从“高端电源器件”升级为“算力基础设施关键器件”的重要场景。 SiC在高功率PSU前端PFC和高压基础设施侧提升渗透；GaN在PSU 隔离DC-DC与48V→12V IBC实现高频高密度转换。800V HVDC侧， SiC更靠近中压/SST及高压集中整流，GaN更靠近高压直流的机架侧 降压与低压负载转换。

行 业 研 究

业 研 究

 东莞在第三代半导体产业中的布局。东莞第三代半导体产业链呈现 典型的“两头强、中间弱”哑铃型结构。上游（衬底外延）拥有天 域半导体（SiC外延全国第一）、中镓半导体（GaN衬底）、中图科 技（PSS全球32.82%）、中晶半导体（GaN衬底）等全国领先企业； 下游（封测）拥有安世半导体（全球功率半导体前五，东莞30亿扩 建）、利扬芯片（独立第三方测试龙头，2025年营收6.18亿）、气派 科技（GaN封测技术领先，重点实验室4900万元）、译码半导体（晶 圆磨切超100万片/年，良率99.95%）。但中游大规模SiC/GaN功率器 件制造FAB厂明确缺失。

半导体材料（申万）指数走 势

 整体观点：第三代半导体已由“技术导入”走向“规模产业化与供 给出清并行”的阶段。SiC主要受新能源汽车高压平台、光储充及高 功率数据中心驱动，行业的关键变量是8英寸化、良率与成本；GaN 则以快充和消费电子为基本盘，正向汽车、数据中心及射频基础设 施扩展。

资料来源：Wind，东莞证券研究所

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证 券 研 究 报 告

 东莞已形成以松山湖为核心、材料与应用特色较为突出的半导体生 态：SiC外延环节有天域半导体，GaN衬底与外延方向有中镓/中图等 企业，且配置了北京大学东莞光电研究院、东莞市集成电路创新中 心等科研与公共服务平台。整体看，东莞依托松山湖与电子制造基 础，已形成SiC外延、GaN衬底/器件、先进封测、车规应用布局。

研 究 报 告

 风险提示：8英寸SiC技术迭代风险；衬底良率与成本瓶颈；产能过 剩与价格战风险；下游需求波动风险。

本报告的风险等级为中高风险。 本报告的信息均来自已公开信息，关于信息的准确性与完整性，建议投资者谨慎判断，据此入市，风险自担。 请务必阅读末页声明。

目 录

• 1. 什么是第三代半导体材料........................................................................................................................................................ 3
• 2. SiC 需求迎来拐点........................................................................................................................................................................4

• 2.1 SiC 产业链各环节情况.................................................................................................................................................4
• 2.2 SiC 规模化应用加速......................................................................................................................................................5

• 3. GaN 功率端以快充及数据中心为主.......................................................................................................................................5
• 4. AI 数据中心对宽禁带功率器件形成新需求.......................................................................................................................7
• 5. 东莞在第三代半导体产业中的布局......................................................................................................................................8
• 6. 整体观点.......................................................................................................................................................................................10
• 7. 风险提示.......................................................................................................................................................................................10

插图目录

图 1 ：全球 GaN 功率器件市场规模变化（单位：亿美元）.................................................................................6

表格目录

• 表 1 ：SiC 及 GaN 对比........................................................................................................................................................3
• 表 2 ：第三代半导体（宽禁带半导体）材料产业链...............................................................................................3
• 表 3 ：SiC 产业链................................................................................................................................................................. 4
• 表 4 ：SiC 及 GaN 在 AI 数据中心中的应用................................................................................................................ 7
• 表 5 ：800V HVDC 重塑 SiC/GaN 需求结构...................................................................................................................7
• 表 6 ：东莞四大产业园区布局.........................................................................................................................................8
• 表 7 ：东莞第三代半导体重点企业与项目..................................................................................................................9

1. 什么是第三代半导体材料

第三代半导体是继第一代硅（Si）、锗（Ge）和第二代砷化镓（GaAs）、磷化铟 （InP）之后的新一代半导体材料体系，核心代表为碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）， 有时也包含氧化锌（ZnO）、氧化镓（Ga₂ O₃ ）、金刚石等。

第三代半导体材料其核心特征是禁带宽度显著大于第一代硅（Si，1.12 eV）和 第二代砷化镓（GaAs，1.43 eV），使器件具备高频、高压、高温、低损耗的天然优 势。

碳化硅（SiC）禁带宽度 3.26eV、击穿场强 3MV/cm、热导率 4.9W/cm·K；氮化镓 （GaN）禁带宽度 3.37eV、击穿场强 5MV/cm、热导率 2W/cm·K。二者均远超第一代硅 基材料（禁带 1.12eV），可突破传统硅基器件的物理性能极限，适合功率电子、射频 及部分光电应用。SiC 在高压、大功率场景更具优势；GaN 在高频、高功率密度和小 型化场景具有突出价值。

表 1：SiC 及 GaN 对比

资料来源：东莞证券研究所整理

Ga₂ O₃ 、金刚石和 AlN 属于超宽禁带路线。其中 Ga₂ O₃ 正从实验室验证走向衬 底和外延产业化探索；金刚石的热管理与衬底应用推进较快，但掺杂器件仍偏早期； AlN 衬底已处于早期商业化阶段，器件端仍以研发验证为主。

第三代半导体（宽禁带半导体）材料产业链可概括为：上游材料与装备、衬底与 外延、器件制造、封装测试与可靠性验证、终端应用等。

表 2：第三代半导体（宽禁带半导体）材料产业链

资料来源：东莞证券研究所整理

2. SiC 需求迎来拐点

SiC 行业正在经历价格阵痛后的结构性复苏。2025 年行业经历了惨烈的价格战，

6 英寸衬底价格持续下跌，全行业利润承压，天岳先进 2025 年归母净利润亏损约 2.08 亿元，Wolfspeed 于 2025 年 6 月申请第 11 章破产重组。然而，价格下跌也在加速 SiC 对硅基 IGBT 的替代经济性，叠加 800V 高压平台车型渗透率提升、AI 数据中心电源需 求爆发、光伏储能向 1500V 高压体系演进三重需求驱动，2026 年行业正迎来供需格局 的拐点。

2.1 SiC 产业链各环节情况

产业链方面，包括材料层、外延层、器件/模块层、系统应用层等。

表 3：SiC 产业链

资料来源：东莞证券研究所整理

衬底环节：衬底是 SiC 产业链技术壁垒最高的环节，主要体现在：晶体生长速度 慢（SiC 长晶速率约 0.3-0.5mm/h，仅为硅的 1/100-1/200）、晶体缺陷控制难度大（微 管密度、位错密度等关键指标）、后续加工（切割、研磨、抛光）工序复杂。全球能 够规模化供应高品质车规级 SiC 衬底的企业少。

碳化硅衬底分为导电型和半绝缘型两大类。导电型衬底（电阻率 15-30mOhm·cm） 以 6 英寸和 8 英寸为主，用于生长 SiC 外延层，制造功率器件，应用于新能源汽车、 光伏、轨道交通等领域；半绝缘型衬底（电阻率≥10⁵ Ohm·cm）以 4 英寸向 6 英寸 过渡，主要用于生长 GaN 外延层，制造射频器件，应用于 5G/6G 通信、雷达探测等领 域。

外延环节：碳化硅外延是在抛光完成的衬底表面沉积生长高纯碳化硅薄膜，功率 器件的 PN 结和 MOS 沟道全部制备于外延层内部，外延质量直接决定器件的耐压、损 耗和可靠性。

器件与模组环节：SiC 器件主要包括肖特基二极管（SBD）和 MOSFET 两大类。相 较传统硅基功率器件，SiC 的价值主要体现为更高耐压、更高温度工作能力、更高开 关频率以及更低的系统损耗；这些材料与器件特性可转化为更高效率、更高功率密度、

更小的散热与磁性元件需求。

另一方面，衬底质量、外延缺陷密度与器件良率高度耦合。公开行业资料指出，

衬底成本可占 SiC 器件总成本约 50%；从 6 英寸升级至 8 英寸被视为进一步压降单位 成本的重要路径。不同企业在晶体生长、缺陷控制和器件结构上形成差异化，当前行 业竞争并非单一工艺路线之争，而是“工艺—可靠性—成本—应用适配”的综合优化。

2.2 SiC 规模化应用加速

应用方向，碳化硅（SiC）凭借其优异的物理特性，在新能源汽车、光伏储能、 5G 通信、AI 数据中心等领域展现出广阔的应用前景。国际咨询机构 YoleGroup 预测， 2030 年全球碳化硅功率器件市场规模将达到 103 亿美元，2024—2030 年复合增长率 超 20%。

新能源汽车：新能源汽车的主驱逆变器是当前 SiC 最主要的应用场景。Yole 相 关公开转述认为，汽车在未来五年仍将贡献约 70%的 SiC 需求。800V 平台可以降低同 等功率下的电流，从而为更快充电、更高功率密度和整车效率优化创造条件；SiC 器 件则在高压、高频与高效率要求下更具适配性。

汽车应用的核心不是单纯增加一颗 SiC 芯片，而是围绕整车电压平台重新设计主 驱逆变器、OBC、DC/DC、线束和热管理。对车企而言，SiC 带来的收益可能表现为相 同电池容量下的续航改善、更短的补能时间、更小的散热系统，或者在高性能车型中 释放更高的峰值功率。

充电、光储和工业电驱：高功率直流快充、光伏逆变器、储能 PCS 和工业变频器 是 SiC 的重要扩展市场。它们的共同点是追求高功率密度、低损耗与更小的磁性元件 /散热系统。其中，光伏逆变器向 1500V 高压体系演进，传统硅基 IGBT 难以长期稳定 承载高压工况，SiC 成为当前唯一可落地的低成本替代方案。SiC 方案在光伏逆变器 中的转换效率高，渗透率预计将持续提升。

3. GaN 功率端以快充及数据中心为主

GaN（氮化镓，Gallium Nitride）具备高频、高效、耐高压、耐高温的物理特性。 用 GaN 材料制造功率与射频器件，替代传统硅基器件，实现电能转换系统的高效率、 小型化与轻量化。

按应用领域，GaN 器件可分为功率半导体（快充、数据中心、车载、工业电源）、 射频器件（5G/6G 基站、军用雷达、卫星通信）与光电子（LED、激光器）三大方向， 其中功率半导体是当前产业化的主战场。Yole 相关研究显示，全球 GaN 功率器件市场 2024 年约 3.55 亿美元，预计 2030 年约 30 亿美元，2024—2030 年复合增长率约 42%。

图 1：全球 GaN 功率器件市场规模变化（单位：亿美元）

资料来源：YOLE，搜狐网，东莞证券研究所

GaN 功率器件，产品覆盖 15V-1200V 全电压谱系，应用于消费电子快充、AI 数据 中心电源、新能源汽车 OBC/DC-DC、工业电源与储能。

消费电子与快充目前仍是功率 GaN 最大应用。GaN 凭借高频、高功率密度优势， 可显著缩小充电器体积并提升效率。Yole 口径预计到 2030 年，消费电子仍将占功率 GaN 市场仍将过半。

数据中心与通信电源方向，AI 服务器推动更高机柜功率密度，GaN 适用于 AC-DC、 48V DC-DC 与高压直流供电环节。该市场的关键不只是器件性能，还包括驱动、封装、 散热和电源拓扑协同设计。

新能源汽车方面，功率 GaN 主要落点是 OBC、DC-DC 及低中压辅助电源。其优势 在于缩小体积、提高效率；但导入取决于车规可靠性、系统验证和长期供货能力，节 奏通常慢于消费电子。

光伏、储能与工业电源方向，微型逆变器、储能变流器、工业电源和自动化设备 是重要增量场景。应用端关注高频化带来的磁性元件小型化、热管理改善和系统功率 密度提升。

当前 GaN 产业的技术焦点是大尺寸硅基 GaN 制造、器件可靠性和应用范围扩展，

即从单颗器件参数，转向大尺寸晶圆、外延良率、封装集成、车规认证和系统级应用 支持。200mm 量产正在扩大，300mm 路线被视为进一步降低成本的关键。于此同时， 行业整合也在加速，功率 GaN 更多采用 IDM 或深度协同模式，以缩短从晶圆到应用验 证的周期。

4. AI 数据中心对宽禁带功率器件形成新需求

AI 数据中心供电架构正经历从传统 54V 低压交流配电向 800V HVDC 高压直流的范 式跃迁，这一变革的核心驱动力是 GPU 单芯片热设计功耗（TDP）从 Hopper 的 700W 飙升至 Rubin Ultra 的 4000W+，单机柜功率从 120-160kW 迈向 1MW 级别 。

SiC 更适合“靠电网侧、高电压、大功率”的环节：中压/高压整流、固态变压器 （SST）、高压 PFC（功率因数校正）和部分高功率 UPS。其价值在于高耐压、较强高 温能力和较好的短路承受能力。

GaN 更适合“靠负载侧、高频、高功率密度”的环节：服务器 PSU 的隔离 DC-DC 级、48V→12V 中间母线（IBC）及未来 800V 直流向 50V/12V/6V 的紧凑降压模块。其 价值在于零反向恢复、可实现更高开关频率、缩小磁性器件和降低体积。

根据外资报告，预计到 2030 年，数据中心功率半导体市场规模将达 106 亿美元，

其中 GaN 和 SiC 的 2024-2030 年复合增长率分别高达 46.3%和 29.5%，800V HVDC 在 AI 服务器中的渗透率业绩快速攀升。 TrendForce 对 AIDC 的表述是 SiC 锚定基础设 施端，GaN 面向末端电源转换。

• 表 4：SiC 及 GaN 在 AI 数据中心中的应用

资料来源：东莞证券研究所整理

其中电力链路成为 AI 算力扩张的瓶颈。传统服务器供电通常经历“中压交流→ 低压交流→机架 AC/DC PSU→48V/54V 直流→12V→GPU 核心低压”的多级变换。每一 级都会带来损耗、占地、铜耗和散热负担。

AI 服务器单机功率和机柜功率持续上行，传统 54V 供电架构面临铜耗、空间、热 管理与转换级数过多的限制，因此高压直流配电成为下一代路线。NVIDIA 已明确提出， 800VDC 架构将自 2027 年起支撑 1MW 级 IT 机柜和未来更高密度 AI 工厂，预计可带来 最高 5%的端到端效率提升、最高 70%的维护成本下降，以及最高 30%的总拥有成本下 降。

800V HVDC 则重塑 SiC/GaN 的需求结构。800V HVDC 不是简单把电压翻倍，而是 重构电力转换位置：从机架内多级、低压大电流，转向设施侧集中高压配电与负载侧 紧凑降压。

• 表 5：800V HVDC 重塑 SiC/GaN 需求结构

资料来源：东莞证券研究所整理

整体看，AI 数据中心是 SiC 和 GaN 从“高端电源器件”升级为“算力基础设施关 键器件”的重要场景。当前相对成熟的路径是：SiC 在高功率 PSU 前端 PFC 和高压基 础设施侧提升渗透；GaN 在 PSU 隔离 DC-DC 与 48V→12V IBC 实现高频高密度转换。800V HVDC 侧，SiC 更靠近中压/SST 及高压集中整流，GaN 更靠近高压直流的机架侧降压与 低压负载转换。AI 数据中心供电架构，使 SiC 与 GaN 分别在高压侧和高频侧形成新的 增量场景。

5. 东莞在第三代半导体产业中的布局

在碳化硅 8 英寸产业化、氮化镓功率器件渗透率提升的技术迭代窗口期，东莞凭 借松山湖材料实验室、中国第三代半导体产业南方基地等平台，在上游衬底外延环节 形成了全国领先的产业基础。第一财经城市产业链指数显示，东莞集成电路材料环节 排名全国前十，第三代半导体材料产业实力已进入全国一线城市行列。

《东莞市发展半导体及集成电路战略性支柱产业集群行动计划（2022—2025 年）》 提出，到 2025 年产业营收超 800 亿元、力争 1000 亿元，并提出建设华南地区第三代 半导体材料及应用创新重要基地；做强 SiC、GaN 等第三代半导体产业链。

东莞市投资促进部门披露，2024 年全市半导体及集成电路产业营收接近 590 亿元； 2026 年东莞市政府工作报告回顾称，2025 年该产业营收达到 600 亿元，集成电路产 量同比增长 69.7%。

东莞 2026 年工作目标提出半导体及集成电路产业规模超 650 亿元，并支持松山 湖、塘厦、凤岗等专业半导体产业园建设。产业政策已从单纯规模扩张，转向以专业 园区、项目承载和产业链完善为抓手。

表 6：东莞四大产业园区布局

资料来源：东莞证券研究所整理

与此同时，东莞第三代半导体产业链呈现典型的“两头强、中间弱”哑铃型结构。 上游（衬底外延）拥有天域半导体（SiC 外延全国第一）、中镓半导体（GaN 衬底）、 中图科技（PSS 全球 32.82%）、中晶半导体（GaN 衬底）等全国领先企业；下游（封 测）拥有安世半导体（全球功率半导体前五，东莞 30 亿扩建）、利扬芯片（独立第 三方测试龙头，2025 年营收 6.18 亿）、气派科技（GaN 封测技术领先，重点实验室 4900 万元）、译码半导体（晶圆磨切超 100 万片/年，良率 99.95%）。但中游大规模 SiC/GaN 功率器件制造 FAB 厂明确缺失。

表 7：东莞第三代半导体重点企业与项目

资料来源：东莞证券研究所整理

整体来看，松山湖作为绝对核心持续吸纳研发与高端项目资源，7 个在建项目超 190 亿投资将集中释放产能；滨海湾凭借政策力度与临海空间优势，未来有望承接晶 圆制造项目落地；临深片区依托华天项目与深圳外溢效应，封测制造环节的成长性突 出。

6. 整体观点

第三代半导体已由“技术导入”走向“规模产业化与供给出清并行”的阶段。SiC 主要受新能源汽车高压平台、光储充及高功率数据中心驱动，行业的关键变量是 8 英 寸化、良率与成本；GaN 则以快充和消费电子为基本盘，正向汽车、数据中心及射频 基础设施扩展。二者共同的产业核心不在单一材料本身，而在“高质量衬底—外延器件设计/制造—封装测试—应用验证”的协同效率。

东莞已形成以松山湖为核心、材料与应用特色较为突出的半导体生态：SiC 外延 环节有天域半导体，GaN 衬底与外延方向有中镓/中图等企业，且配置了北京大学东莞 光电研究院、东莞市集成电路创新中心等科研与公共服务平台。整体看，东莞优势不 在重资产长晶，而在“材料特色+封测支撑+应用配套”。依托松山湖与电子制造基础， 已形成 SiC 外延、GaN 衬底/器件、先进封测、车规应用布局。

7. 风险提示

• （1）8 英寸 SiC 技术迭代风险： 8 英寸良率、缺陷密度、热应力控制尚未成熟，

先发布局者承担技术试错成本，落后者面临产能淘汰。

• （2）衬底良率与成本瓶颈： SiC 长晶速度慢、缺陷率高，衬底占器件成本近五

成；GaN 体单晶衬底良率极低，HVPE 法缺陷控制仍是世界级难题，成本下降依赖良率 突破。

• （3）产能过剩与价格战风险： 全球 SiC 衬底/外延产能大规模扩张，2026-2028

年集中释放，若新能源车需求增速放缓，6 英寸产品可能陷入价格战。

• （4）下游需求波动风险： 第三代半导体主要增量来自新能源汽车（800V 高压平

台）、光伏储能、快充，若新能源车增速放缓或技术路线切换，需求结构将剧烈变化。

东莞证券研究报告评级体系：

公司投资评级

行业投资评级

说明：本评级体系的“市场指数”，A 股参照标的为沪深 300 指数；新三板参照标的为三板成指。

证券研究报告风险等级及适当性匹配关系

投资者与证券研究报告的适当性匹配关系：“保守型”投资者仅适合使用“低风险”级别的研报，“谨慎型” 投资者仅适合使用风险级别不高于“中低风险”的研报，“稳健型”投资者仅适合使用风险级别不高于“中风险” 的研报，“积极型”投资者仅适合使用风险级别不高于“中高风险”的研报，“激进型”投资者适合使用我司各类 风险级别的研报。

证券分析师承诺：

本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，以勤勉的职业态度，独立、客观地在所知 情的范围内出具本报告。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点，不受本公司相关业务部门、证券发行人、上市公司、基金 管理公司、资产管理公司等利益相关者的干涉和影响。本人保证与本报告所指的证券或投资标的无任何利害关系，没有利用发 布本报告为自身及其利益相关者谋取不当利益，或者在发布证券研究报告前泄露证券研究报告的内容和观点。

声明：

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