一、800V高壓平臺發展趨勢推動第三代半導體滲透提速

“SiC”+“800V”組合逐步成為新能源汽車行業的布局熱點，加快推動第三代半導體滲透提速。第三代半導體電力電子器件在耐壓等級、耐高溫、開關頻率、開關損耗等方面的性能優勢，使其成為800V趨勢下受益元器件。目前業界已有至少10家車企（大眾PPE平臺、奔馳EVA、現代E-GMP、通用奧特能、小鵬、比亞迪e平臺3.0、東風嵐圖、吉利SEA浩瀚、廣汽埃安、理想）宣傳布局800V高壓平臺，從量產時間來看，各大車企基于800V系統的新車將于近兩年陸續上市，但真正800V的產品進入市場預計要到2024年左右。從車型看，電動車或電動跑車將采用800V架構，而400V架構仍將是大眾化市場的標準。

圖表1sic與igbt器件在電動汽車不同工況情況下的比較

數據來源：英飛凌， CASA Research

車企對半導體供應鏈重視程度加深， 不少車企開始通過自主研發、投資參股或者建立聯盟的方式，沿產業鏈向上布局 SiC、 GaN，綁定產能并加快研發進展。 廣汽、上汽、小鵬、長城、北汽、奇瑞等眾多車企參投功率半導體，而比亞迪、吉利、零跑均通過收購開始自主生產 SiC 功率產品。 未來幾年， SiC 產業將在電動汽車市場需求推動和產業鏈廠商積極入局下，不斷取得突破性進展。 此外，多家企業開始推動 GaN 在新能源汽車領域的應用， Nexperia、 Transphorm、 GaN Systems 等推出車規級 GaN HEMT 商業化產品。而 GaN 無線感應高頻充電方案具有發展潛力，未來將更多地配備在電動車上。

二、新能源汽車市場超過 40 億

新能源汽車進入高速成長期。 據中汽協數據， 2021 年中國新能源汽車產量達到 354.5 萬輛，同比增長約 159.52%，達 13.59% （ 2020 年為 5.42%）。 市場普遍預期 2025 年我國新能源汽車銷量將在 600 萬輛- 900 萬輛之間，我國新能源汽車產業進入高速成長期。

圖表 2 新能源汽車市場第三代半導體電力電子市場規模（億元）

數據來源： CASA Research

圖表 3 新能源汽車市場 SiC 晶圓需求預測（萬片）

數據來源： CASA Research

三、 PV 光伏高速增長，消費電子持續爆發，

1） PV 光伏市場近 5 億，未來五年增速將超過 30%

高效率、高功率密度，高可靠性和低成本是光伏逆變器的未來發展趨勢。 近年來光伏電站電壓等級從 1000V 提升至 1500V， 未來將進一步提升至 1700V 乃至 2000V， 隨著光伏行業邁入“后 1500V” 以及“20A 大電流”時代，要建成更大組串，進一步降低成本， 需要降低組件工作電壓和提高電站的電壓等級， SiC、 GaN 的性能優勢凸顯。 據Wolfspeed 數據，采用 SiC 后， 光伏逆變器系統轉化效率可從 96%提升到 99%以上，能量損耗降低 30%以上， 功率密度增加 50%， 能顯著提高循環設備的使用壽命，降低系統的體積， 節約系統成本 10%。

2021 年，整個光伏市場景氣發展，光伏逆變器市場也迎來了發展風口。 據中國光伏協會數據， 2021 前 11 個月， 中國大陸已新增光伏裝機 34.83GW，增幅為 34.6％， 預計全年將達 60GW，突破歷史新高。 在光伏領域， SiC、 GaN 功率半導體的滲透率超過 13%，市場規模約 4.78 億元，同比增長 56%。在“雙碳” 背景下，以光伏為代表的新能源未來幾年將呈現高速增長，預計光伏用第三代半導體電力電子市場規模將接近 20 億元，年均增速超過 30%。

圖表 4 PD 快充 GaN 電力電子器件市場規模（億元）

圖表 5 PD 快充 6 英寸 GaN-on-Si 晶圓需求量（萬片）

CASA Research 數據顯示， 2021 年國內 PD 快充用 GaN 電力電子器件市場規模約 6.5 億元，預計 2026 年可達 50 億元，年均增速約50%， 折算到上游晶圓需求量約為 68 萬片。

四、GaN 微波射頻市場規模達 73 億元

據 CASA Research 統計， 2021 年國內 GaN 微波射頻市場規模為73.3 億元，較上年同比增長近 11%。

圖表 6 2017-2026 年我國 GaN 射頻應用市場規模（億元）

圖表 7 2021 年我國 GaN 射頻應用市場結構

無線基礎設施建設是影響 GaN 微波射頻器件市場規模變化的主要因素。 全國各地 5G 宏基站建設在近幾年達到高峰，過去兩年均超過 60 萬站。 2021 年我國 5G 基站用 GaN 射頻規模 36.8 億元。 2023年以后， 毫米波基站部署將成為拉動市場的主要力量，帶動國內 GaN微波射頻器件市場規模成倍數增長。 折算成晶圓來看， 2021 年國內5G 宏基站生產對 4 英寸 GaN 晶圓需求量約 8.4 萬片，未來 5 年總需求將超過 60 萬片。若毫米波基站開始部署，其 4 英寸 GaN 晶圓總需求約為 200-400 萬片。