材料|财说| 疯狂的第三代半导体：露笑科技百亿大项目疑点重重共同投资|市场|芯片|项目|露笑科技|碳

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图片来源：视觉中国

采访人员 | 曹立CL
编辑 | 程菲遐
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第三代半导体写入“十四五规划”的消息不断刺激市场神经，多只“第三代半导体”概念股受到疯狂炒作。其中，露笑科技（002617.SZ）无疑是最吸引眼球的那只。近期露笑科技创下了连续四个涨停板的记录， 9月以来涨幅超过27% 。
市场备受追捧的原因来自8月露笑科技与合肥市长丰县政府签署的一份框架协议。协议约定，双方将共同投资建设第三代功率半导体（碳化硅）产业园，总投资高达100亿元。
【材料|财说| 疯狂的第三代半导体：露笑科技百亿大项目疑点重重】露笑科技此前的主要业务是漆包线和光伏电站，与半导体行业相去甚远。这笔百亿元大项目到底值不值得市场给与四个涨停板？如果细扒露笑科技含金量，答案肯定是否定的。
第三代半导体的直道超车
半导体材料发展至今经历了三个阶段：第一代半导体材料以硅（Si）为代表，第二代半导体材料砷化镓（GaAs）也已经广泛应用；第三代半导体材料则以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表。

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数据来源：方正证券，界面新闻研究部
上世纪五十年代以来，以硅材料为代表的第一代半导体材料引发了集成电路为核心的微电子领域迅速发展。然而，由于硅材料带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低，硅在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制。
随着硅材料瓶颈渐显，以砷化镓为代表的第二代半导体材料开始崭露头角，这种材料在高速功率放大器和LED中有很好的应用。
第三代半导体又称宽禁带半导体，禁带宽度在2.2eV以上，具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等特点，使得其在高电压、大功率方面有特别的优势，逐步受到重视。碳化硅可用于智能电网、光伏逆变、高铁、汽车电子等场景，氮化硅则可用于消费电子的快充等领域。

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数据来源：Yole ，界面新闻研究部
中芯国际创始人张汝京曾在一次活动中表示，在第三代半导体方面中国有“直道超车”的机会。摩尔定律表明，集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18个月就翻一番。但张汝京认为，第三代半导体上并不适用摩尔定律，它线宽相对较大，设备价格适中，投资不需要很大，难点在于材料和设计。他举例解释称，一条碳化硅6英寸的生产线，最小只要投入20亿元，就有盈利的可能。相比之下，基于硅材料的晶圆厂每年资本开支极高，台积电一年的资本开支就要100亿美元。

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根据天风证券的数据，碳化硅芯片全球市场规模在5.5亿美元左右，未来行业有望保持40%的复合增长速度。
新能源汽车是碳化硅芯片最主要的应用场景，有三个零部件会用到碳化硅芯片，分别是车载充电器OBC、DC-DC的变换器，以及DC-AC主逆变器。
特斯拉在Model3上率先全行业使用了SiC MOSFET作为逆变器元件，相比Model S和Model X上用的IGBT ， SiC MOSFET能带来5-8%逆变器效率提升，也就是从Model S的82%逆变器效率提升到Model3的90% ，大约能提升5~10%的续航里程。同时，使用碳化硅还能使逆变器体积和重量分别下降60%和30%以上。