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芯片行業的砍單潮已經將寒氣傳遞給了眾多企業，三星半導體部門負責人Kyung Kye-hyun就預計芯片銷售大幅下滑態勢將延續至明年；野村證券最近也將今年全球芯片出貨成長率由原先預估的9.9%大砍至5.7%、2023年由衰退0.5%擴大至衰退6%；費城半導體指數 (SOX)近6個月（截至9月21日）更是跌了26.53%。
但此時，以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體材料卻在迎來市場倍增與產能擴張。
安森美二季度財報發布后，就將其2022年碳化硅營收預期上調為“同比增長3倍”，而此前目標只是增長1倍；預計到2023年，碳化硅業務收入將超過10億美元。3倍只是開始，甚至10倍都不止：安森美還計劃在2025年前將把公司的碳化硅前道工藝產能擴大到目前的10倍以上。
意法半導體二季度財報也預計，2022年意法半導體碳化硅業務將獲得7億美元收入，到2023年將達到10億美元。意法半導體還是特斯拉碳化硅功率模塊的主要供應商——受益于汽車、工業等領域對碳化硅的需求，意法半導體同樣在籌劃擴產。
Wolfspeed今年上半年也宣布將在北卡羅來納州查塔姆縣建造新的碳化硅工廠，2030年完工后將成為世界上最大的碳化硅材料工廠，其碳化硅晶圓制造能力增加約13倍，而目前Wolfspeed生產的碳化硅已經占全球碳化硅的60%以上。新工廠總投資將達到50億美元，為此Wolfspeed還將申請與《芯片和科學法案》相關的聯邦政府撥款。
有趣的是，Wolfspeed本是全球LED照明巨頭科銳（Cree）旗下專注碳化硅、氮化鎵等第三代半導體材料的部門。Cree原計劃將Wolfspeed賣給德國企業英飛凌，但由于美國國防部以國家安全為理由反對，最終Cree剝離掉原本占比三分之二的照明業務，在2021年10月正式宣布更名Wolfspeed，成為一家專注于第三代半導體的企業。
三倍、十倍、十三倍……不管是短期還是中長期，這些海外第三代半導體企業都有著非常高的預期增長倍數。這還僅僅是第三代半導體中碳化硅這一種材料，氮化鎵等其他材料，同樣有著高增長預期，與芯片行業砍單的“冷清”形成鮮明對比。
為什么出現這種冰火兩重天？第三代半導體在當下中美高科技競爭的形勢下，又有著怎樣的意義？
材料革命
硅基芯片的下行，有著國際博弈、非理性囤貨等帶來的周期性波動影響。碳化硅等第三代半導體在這一紛繁局面下的興起，卻更多是技術成熟之后其材料優勢所致。
Wolfspeed公司首席技術官John Palmour就指出，一輛電動汽車采用碳化硅元器件的價值約在 250 美元至 500 美元之間（取決于其功率要求），但碳化硅元器件卻能夠為汽車制造商在電池成本、電池和逆變器的體積與重量以及冷卻要求等多個方面節省成本，每輛車節省總成本可高達 2000 美元。
500美元付出換取2000美元收益，這是一個非常劃算的投入產出比。據EV-Volumes統計，2021年全球銷售電動車達650萬輛，其中，純電汽車銷量約為460萬輛，混合動力車型銷量約為190萬輛。不管是純電還是混合動力，都對碳化硅等元器件有需求，僅以650萬輛電動汽車計算，碳化硅在電動車市場的規模也有3.25億美元。
看起來，似乎還是不夠大？但碳化硅在電動汽車領域的大發展，僅僅只是一部分應用，在更多領域，第三代半導體還有著廣泛的市場空間。
8月份，氮化鎵龍頭就以總價接近3億美元，收購2021年營收位居全球前八的碳化硅企業GeneSiC。納微半導體還預測：到2026年，氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）功率技術的綜合市場機會將超過200億美元。
正因此，納微半導體才決定：氮化鎵和碳化硅兩種材料的市場全都要抓。并且，納微半導體也在汽車及更多領域開拓，為這一場材料革命儲備盡可能多的客戶。
在電動汽車領域，納微客戶包括比亞迪、路虎、梅賽德斯 AMG、吉利等數十家巨頭。除了電動汽車，納微還在太陽能和儲能以及鐵路、電網、工業電機等更廣泛的工業市場擁有頭部客戶。
而在常見的汽車、消費電子快充裝置之外，無論是軍艦上的相控雷達，還是高鐵上的絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor ，IGBT）器件，氮化鎵等材料都有著廣泛且必不可少的應用，民用市場、軍用市場規模上限都很高。
對于未來幾年市場，有人樂觀，同樣也有并不那么激進的預測。TrendForce集邦咨詢卻預測：2025年第三代半導體碳化硅/氮化鎵功率市場規模合計可達47.1億美元，相比2020年7.3億美元CAGR為45%。增長率雖高，但對比納微2026年超過200億美元市場的預測，相隔一年預測值卻有著高達5倍以上的差別。
基于不同的計算方法以及各家智庫掌握數據的不同，預測值不同也屬正常。但大家沒有異議的，是對產業未來高增長趨勢的判斷。
高增長帶來產業風云變幻
眾多行業人士對第三代半導體產業的樂觀判斷，與電動汽車產業等以電為核心驅動的產業拉動起的需求有很大關系。
要想讓電動車續航更長，一靠開源，那就得增加電池容量；二靠節流，比如采用低損耗、耐高溫及耐高壓的碳化硅功率元件。
由于碳化硅禁帶寬度是硅的3倍，導熱率為硅的4-5倍，擊穿電壓為硅的8倍，電子飽和漂移速率為硅的2倍，在高電壓、大功率工作環境下其性能更加優異，且電流傳導效率更高。電動汽車如果采用第三代半導體碳化硅功率模塊，可節約電動車整體能耗5%至10%。
天風證券測算，電動車使用碳化硅材料可讓電機逆變器效率提升4%，并至少提高7%續航。而2018年特斯拉在 Model 3中首次將IGBT模塊換成了SiC模塊的案例數據也顯示，在相同功率等級下，碳化硅模塊封裝尺寸明顯小于硅模塊，且開關損耗降低了75%，系統效率可以提高5%左右。這種替換成本每輛車盡管增加近1500元，但整車效率的提升可以在同樣續航下使用更小的動力電池，從而在電池端將成本省回來。
但單汽車本身提高的百十公里或者更多續航里程，并不足以緩解人們的續航焦慮。甚至建立堪比加油站密度的充電站網絡，也并非緩解續航焦慮的關鍵。
真正能緩解續航焦慮的，還是快充速度，而這，同樣離不開第三代半導體。
據華為的一項研究，采用了800V高壓模式的快充支持30%-80% SOC（荷電狀態，反映電池的剩余容量）最大功率充電，而低壓大電流模式僅能在10%-20% SOC進行最大功率充電，在其他區間充電功率下降得非常迅速。
但800V高壓快充會涉及到車內電源到車外充電整個強電鏈路，硅基IGBT芯片難堪重任，而具備耐高壓、耐高溫、高頻等優勢的碳化硅器件是目前最佳的替代方案。
在電動車領域之外，碳化硅期間還可以使特高壓電網損耗最高降低60%，軌道交通功率器件系統損耗降低20%以上。國家第三代半導體技術創新中心主任張魯川近日就表示，第三代半導體未來產業規模將高達數千億元人民幣。
這個預測其實沒有包括第三代半導體照明，而是對碳化硅、氮化鎵快速發展的樂觀預測。
如果將半導體照明計算在內，據CASA數據，2020年我國第三代半導體整體產值超過7100億。其中，半導體照明整體產值約7013億元，同比下降7.1%；碳化硅、氮化鎵電力電子產值規模達44.7億元，同比增長54%；氮化鎵微波射頻產值達到60.8億元，同比增長80.3%。
在以電為核心的諸多產業中，中國已經在電池領域成為全球產能第一。中國在國際產業競爭中，往往是先取得產能、規模上的第一，再借助產能優勢逐漸攀升技術制高點。光伏產業就非常典型，而第三代半導體產業，能否復制這條成功之路呢？
中企何為
美國當然不會坐視中國的產業逆襲：哪怕是對中國已經逆襲成功但還未形成類似光伏產業全球獨家大產能的動力電池產業，美國已經開啟了圍堵之路。
在全球動力電池企業前十名中，中國廠商已經占據六席，寧德時代上半年全球市場份額更是從 28.6% 上升到 34.8%。而美國總統拜登在8月簽署的《2022年通脹削減法案》（Inflation Reduction Act）就針對動力電池產業規定，2024年起，電池成分中包含任何產自“特別關注國”名單中的國家（中國在列），將不再適用補貼。
對此商務部新聞發言人束玨婷9月22日稱，該法案相關措施以整車北美當地組裝等條件作為提供補貼的前提，對其他進口同類產品構成歧視，涉嫌違反世貿組織最惠國待遇、國民待遇等原則。
但只要自身技術夠硬，其實就無懼相關法案的圍堵。
如前不久美國防部宣布將暫停接收F-35隱身戰機，就是因為在其配套的渦輪發動機中，發現了中國制造的特殊磁鐵。但由于全球并沒有其他國家可以供應這種特殊磁鐵，9月21日美國白宮只能表示，已決定不限制從中國進口這種燒結釹磁體。
而在第三代半導體領域，國內的碳化硅項目吸引汽車巨頭參與投入，上汽、北汽、廣汽、吉利等大型汽車集團正在加大本土碳化硅產業鏈的投資力度。同時，中國已經有一大批上市或待上市企業積極布局，且上半年增長飛速。
北方華創半年報顯示，上半年獲得營業收入54.44億元，同比增長50.87%；凈利7.55億元，同比增長143.16%。斯達半導上半年實現營業收入11.54億元，同比增長60.53%；凈利3.47億元，同比增長125.05%。
據央視財經報道，中國電科的碳化硅器件裝車量已經達到100萬臺，旗下企業已經實現了6英寸碳化硅晶片的規模化生產，年產能達到15萬片，處于國內前列。今年3月，還率先發布了新一代8英寸碳化硅晶片產品。
中國電科第55研究所研發的以氮化鎵功率放大器為主的多款產品，甚至還用于問天實驗艙發射任務，并標志著氮化鎵功放芯片首次在星載領域實現批量工程化應用。
天岳先進也在近日宣布，已成功研發8英寸碳化硅襯底，具有良好的結晶質量，且在粉料合成、熱場設計、工藝固化、過程控制、加工檢測等全流程實現技術自主可控。
而在氮化鎵領域，國內企業在襯底、外延、設計、制造等領域均已實現布局，例如襯底制造商蘇州納維、東莞中鎵；外延制造商晶湛半導體、江蘇能華；設計企業安譜隆、海思半導體；制造企業三安集成、海威華芯等。據飛鯨投研，第三代半導體難點不在設備、不在邏輯電路設計，而在于工藝，相比較邏輯芯片難度降低；且對設備要求相對較低，投資額相對較小。
這些，都是對中國有利的因素。第三代半導體產業技術創新戰略聯盟理事長吳玲就曾在采訪中指出，相較硅集成電路，第三代半導體材料對芯片性能起決定性作用，芯片制造工藝門檻相對低、投資小，對尺寸線寬、設計復雜度的要求遠低于硅集成電路，在材料、裝備、設計和芯片代工方面都有發展勢頭好的企業，是適合中國目前發力的半導體具體領域。
在國家政策和資金支持下，各地方政府掀起了第三代半導體投資熱潮，目前已初步形成了京津冀魯、長三角、珠三角、閩三角、中西部等五大重點發展區域，北京、深圳、濟南、保定等多個城市都有深入布局，政府也“置身事內”，打造覆蓋襯底、外延、芯片及器件、模組、封裝檢測以及設備和材料研發的第三代半導體全產業鏈生態。
Yole數據顯示，硅仍是半導體材料主流，占比95%。隨著第三代半導體滲透率逐年上升，2023年，碳化硅的滲透率有望達到3.75%，氮化鎵滲透率達到1.0%，兩者合計第三代半導體滲透率則可以達到4.75%。
盡管第三代半導體和第一代、第二代并非替代關系，而是互補關系。硅的時代不會結束，但第三代半導體逐漸提高滲透率之后，肯定會擠占硅的滲透率。而這也將是中國企業反超國際巨頭的一次機會。
