回顾2024年，碳化硅和氮化镓行业在多个领域取得了显著进步，并经历了重要的变化。展望2025年，行业也将面临新的机遇和挑战。为了更好地解读产业格局，探索未来的前进方向，行家说三代半与行家极光奖联合策划了《第三代半导体产业-行家瞭望2025》专题报道。
本期嘉宾是国家第三代半导体技术创新中心深圳综合平台主任万玉喜。接下来，我们将继续邀请更多领军企业参与《行家瞭望2025》，敬请期待。
SiC&GaN优势未充分发挥
“材料-器件-应用-平台”应协同并进
行家说三代半：2024年全球第三代半导体（SiC和GaN）市场增速较去年有所下降，您如何看待需求出现较大波动的背后原因？
万玉喜：我认为主要原因有三点：
一是存量应用增速下降，新兴应用渗透缓慢。
新能源汽车作为SiC功率器件的主要应用领域，走过了高速增长期，2024年市场增速放缓，2023年供应链库存较高，2024年进入去库存阶段，短期内需求减少；同时，800V高压平台推广进度未达预期，车企因成本因素对全SiC方案有所保留。光伏储能，因补贴政策调整、电网消纳限制等因素，全球光伏装机增速也在放缓，对需求的增长也受限。
当前GaN的主要应用市场——消费电子快充，已进入成熟期，增长速度变缓。在家电、工业控制、数据中心等新领域，SiC、GaN开始了应用渗透，但由于成本或技术突破性的限制，尚未形成高速增长，进而显示第三代半导体市场需求的疲软。
二是第三代半导体的技术优势没有充分发挥。
在技术方面，硅基功率器件在低压集成和高压可靠性方面，依然具有比SiC和GaN更高的成熟度以及成本优势，现在硅基IGBT性能持续提升，在1200V以下场景凭借成本优势，延缓了SiC的替代进程；在电网等高压领域还是硅基器相对成熟；在集成供电上，GaN方案依然在研发进程中，尚未落地。这些对SiC和GaN的扩大应用产生不利影响。
三是宏观环境冲击。
全球经济增长乏力，工业电源、消费电子等领域需求减少，影响SiC和GaN的非车规市场。在供应链区域化调整背景下，中美技术脱钩使中国相关企业面临设备进口限制，产能提升周期延长，阻碍了第三代半导体产业发展。不过，随着2025年8英寸SiC衬底量产（成本会大幅下降）和新能源汽车平台升级，SiC市场有望回暖，为第三代半导体产业发展带来新机遇。
行家说三代半：如果用3个关键词总结2024年第三代半导体行业的发展状况，您会用哪几个词？
万玉喜：（1）挑战——行业面临增速放缓、竞争加剧和技术瓶颈等多重挑战，企业需要应对市场需求波动和成本压力。
（2）突破——实现高速规模化增长与驱动，推动性价比与新技术持续性突破，深化传统应用领域并拓展新型领域。企业致力于在材料、器件设计和制造工艺上实现技术突破，以提升性能、降低成本并拓展新应用。
（3）夯实——行业从高速增长转向高质量发展，企业更加注重长期战略布局，包括供应链优化、应用场景拓展和生态构建，进一步夯实第三代半导体技术的应用。
行家说三代半：尽管2024年第三代半导体行业进入了阶段性调整期，但也不乏发展亮点。您认为行业今年取得了哪些新的进步？未来第三代半导体行业的发展方向是什么？
万玉喜：2024年，行业新进步主要体现在：
1.材料端突破：山东天岳研发出12英寸SiC晶锭，国内企业实现8英寸碳化硅材料及晶圆产业化供货。天域半导体扩产项目实现6/8英寸SiC外延片量产，优化工艺降低缺陷密度。同时，GaN产线加速从6英寸向8英寸过渡，提升生产效率与成本效益。
2.器件成果：安森美完成8英寸350µm的SiC芯片晶圆开发送样，中科院微电子所联合相关单位研制的SiC载荷完成太空应用验证。英飞凌、比亚迪半导体在SiC新型封装上取得进展。行业共同努力提升GaN器件的效率、功率密度、可靠性和使用寿命，推动其在数据中心、可再生能源等领域应用扩大，行业对功率GaN认可度增加。
3.应用拓展：SiC在新能源汽车、太空等领域应用有新进展，如英飞凌Cool SiC MOSFET用于汽车领域，比亚迪半导体SiC功率模块应用于新能源汽车电机驱动控制器。GaN在数据中心、可再生能源等领域应用进一步扩大。
4.平台建设：国家第三代半导体技术创新中心深圳综合平台建成我国首个集科研和中试于一体的8吋功率半导体开放共享平台，成功通线，进一步突破先进功率半导体核心技术卡点、支撑产业发展、集聚创新人才，助力中小企业开展科技创新和跨越中试“死亡谷”，为第三代半导体产业创新发展注入新的强劲动能。
我认为，未来发展方向主要为：
1.尺寸升级与成本优化：国内企业引领8英寸SiC材料与晶圆产业化，推动从6英寸向8英寸升级，降低成本，天岳先进等已研制出12英寸碳化硅衬底。GaN同样依托8英寸产线提升相对于传统Si器件的性能、可靠性和成本竞争力。
2.应用领域拓展：SiC在电动汽车逆变器、OBC等环节渗透率提升，拓展至风电光储、低空经济、机器人、AI与数据中心、空间电源等领域。GaN挖掘新应用市场增长点，如数据中心供电等，发挥高开关频率、高效率优势。
3.生态系统构建：SiC在电网设施应用加速，制备超高耐压SiC器件需高质量材料及对载流子寿命有效调控。GaN推动行业生态系统建立，涵盖上下游合作、技术标准制定和人才培养，促进技术与应用发展。
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国内企业崛起态势凸显
深圳综合平台推动SiC&GaN技术突破
行家说三代半：第三代半导体行业竞争越发激烈，如何看待竞争格局变化？面临主要挑战和机会有哪些？
万玉喜：第三代半导体行业竞争格局特征显著。英飞凌、TI等国际半导体巨头凭技术与制造优势主导市场，通过收购巩固地位。本土企业同步崛起，功率GaN领域新玩家增多，初创企业借差异化技术或细分市场发展，传统硅基半导体企业也纷纷布局。技术路线与市场细分竞争加剧，产业链上下游协同及生态构建加速，国际巨头主导和本土企业崛起态势凸显。
行业面临严峻挑战。技术与成本壁垒攀升，SiC在电网超高耐压器件制备、GaN在高功率高可靠应用中均存技术难题，且二者成本高于传统Si器件。国际竞争激烈，市场空间受挤压，需求波动与产能过剩风险增大。未来，行业需在技术攻关、成本控制、生态构建上持续发力，应对全球供应链波动与技术迭代双重挑战。
尽管挑战重重，行业仍机遇众多。政策驱动与国产替代带来契机，各国政策支持第三代半导体，如中国“十四五”规划强调GaN技术重要性。新能源汽车、AI数据中心、机器人、智能家电等新兴应用场景频现，数据中心供电、汽车电子对高效器件需求增长，为SiC和GaN拓展市场。二者性能经优化提升，可拓展应用、替代传统器件。产业链整合、标准化与生态建设推进，差异化市场策略注入活力，中国企业借本土化优势与新兴需求，具备弯道超车潜力。
行家说三代半：如何看待8英寸SiC的发展？贵平台在这方面有怎样布局？
万玉喜：8英寸SiC是产业升级的关键方向，具备降本增效和技术迭代优势。相比6英寸，8英寸衬底能大幅提升芯片产出量，有效利用率显著提高，促使单位成本降低35%以上。大尺寸衬底推动晶体生长、切割、抛光等工艺技术突破，带动了液相法等创新技术的应用。在新能源汽车（特别是800V高压平台）、光伏储能、充电桩等领域，对高功率密度、高效率器件的需求持续增长，SiC MOSFET在逆变器、车载充电机等场景的渗透率快速提升。
但8英寸SiC发展也面临难题。扩径至8英寸后，晶体生长与缺陷控制难度剧增，热场均匀性、位错密度难把控，影响器件可靠性与良率。产线需专用设备配套，初期加工良率低，成本是6英寸的3倍多，需依靠规模化生产与技术迭代改善。
第三代半国创中心深圳综合平台在建设之时就确定8吋SiC技术路线，并于2024年建成全国首条8英寸SiC和GaN科研中试线，为宽禁带半导体功率行业提供全产业连的提供研发、验证中试服务。在晶体生长上，与SiC衬底厂商合作研究提升单晶厚度与生长速率；切磨抛工艺方面，联合国产设备商开发高精度激光切片技术，降低损耗、控制平整度与表面状况；大尺寸外延上，通过与外延厂商合作及自主研发提升外延片指标；器件制造上，围绕平面栅结构迭代、新型沟槽栅结构开发、超高压高功率高温SiC器件研制三方面发力，覆盖多方向的研发，目标是助力行业获取高性价比高可靠产品，全面参与产业应用。
行家说三代半：如何看待1200V和＜200VGaN功率半导体的发展前景？贵平台在这方面有怎样布局？
万玉喜：1200V GaN器件是对高压650V GaN器件在电压等级和应用场景上的全面补充和拓宽，当前650V GaN器件的主要应用场景为消费类手机快充，而1200V器件则面向工业级甚至车规级应用（如电机驱动、车载OBC、主驱系统），毫无疑问，1200V器件具有广阔的市场空间。相较于SiC器件而言，GaN器件的优势在于高开关频率带来的电源系统体积和重量的减小，有利于提升新能源汽车的能效和续航。
＜200V GaN器件可以细分为100V~200V的中压GaN器件以及15V~40V的低压GaN器件，当前中压器件的主要商用场景为车规级激光雷达驱动、数据中心DC-DC、光伏微逆等，中压器件仍处于性能和可靠性的优化迭代阶段；低压器件当前主要商用场景为手机OVP、笔电/车充DC-DC等，低压器件面临着小线条光刻、低欧姆接触等关键工艺挑战，随着5G、数据中心和新能源汽车的发展，<200VGaN器件的市场需求将持续增长。
第三代半国创中心深圳综合平台基于p-GaN栅增强型技术路线全面布局15V~1200V全电压等级的GaN器件，致力于GaN器件性能、可靠性的全面突破，与合作方和业界广大同仁一起，推动GaN器件在数据中心、汽车电子等新兴领域大规模产业化。
行家说三代半：贵平台2025年将重点发力哪些市场或者哪些发展目标？
万玉喜：我们将从SiC三个领域和GaN两个方向，推进宽禁带半导体功率器件技术的发展：
SiC三个领域：
1.布局突破特高压高端领域应用技术：以特高压及集成化技术为核心竞争力，着眼当下与未来，力求在SiC技术的特高压及集成化芯片方面实现突破创新，助力中国企业打造自主标志性竞争优势。
2.助力现有SiC技术的效能：凭借低比导通电阻和高可靠性的SiC应用技术，作为中端规模化应用开发的突破口。积极支持SiC应用企业投身国内外竞争激烈的市场，提升本土自主研发的时效性与迭代频率，持续深化研发能力。
3.扩展消费类工业品领域应用：以高性价比的工业级低端应用为实现低成本产品开发能力的途径，确保研发与产线协同，为新领域应用的客户构建高能效制造的新型竞争力。
GaN两大方向：
1.助力拓展GaN新兴应用：借助构建科研中试平台，打造覆盖高压（650V）和中低压（100V-300V）的能力，聚焦比导通电阻、FOM（品质因数）等关键性能指标及可靠性的提升，重点助力开拓数据通讯等新兴应用，推出具有行业竞争力的器件技术。
2.突破GaN前沿领域应用和挖掘商业价值：重点突破超高压（1200V）、低压（15-40V）及集成技术等前沿领域。发挥8英寸平台技术优势，面向汽车电子等高潜力应用，构建全面提升GaN器件性能与成本优势的技术能力，深度探索GaN产品在更广泛应用中的技术前景与产业化价值。
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