Page 99 - 机械自动化设计与制造研究

第二章 半导体生产自动化

（二）第三代半导体材料的市场化应用
作为第三代半导体材料的代表，碳化硅和氮化镓自发现时起，经历了一百
多年的研究和应用，得到了全面的市场化应用，被广泛用于轨道交通、LED 照明
等领域，拥有极其广阔的市场前景。长期以来，受到材料成本的影响，第一代半

导体材料（硅材料）牢牢占据着市场的主导地位，第二代半导体材料的高污染问
题和第三代半导体材料的高成本缺陷一直是这些材料未能快速占据市场的重要原
因。随着近些年半导体材料科技的不断发展，碳化硅和氮化镓的成本已经越来越
接近硅元件的成本，目前在工业领域和新能源领域已经完全取代了硅，已经占据

了功率半导体材料的主要市场；在汽车领域，碳化硅和氮化镓的成本尚未对传统
的硅半导体材料造成冲击，但取代后者的市场地位也是指日可待。目前，碳化硅
和氮化镓已经被普遍视为传统硅的替代半导体材料，并且以其高性能、低污染的
优势得到政府、组织、企业的普遍青睐。

四、第三代半导体材料发展前景预测与发展策略

（一）第三代半导体材料发展前景预测
1. 规模预测

近年来，全球半导体材料市场规模稳步增长，我国半导体材料市场规模迅
速增加。根据我国第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）的统计，2020
年，我国碳化硅、氮化镓电子电力和氮化镓微波射频器件规模合计高达 105.5 亿
元，同比增长 69.61%。目前来看，在我国半导体产业长速较缓的大环境下，第
三代半导体产业规模仍在增长。另外，法国市场调研机构 Yole 公司等发布的相

关报告显示，2016 年，全球碳化硅的电力电子器件市场正式形成，市场规模达 2.1
亿至 2.4 亿美元，2021 年碳化硅市场规模提升至 7.5 亿美元。可以预测 2024 年，
全球氮化镓射频市场规模将达 20 亿美元。

2. 市场销售额预测
无论是国际市场还是国内市场，第三代半导体材料市场销售额增势显著。
这从全球功率半导体领域巨头——德国著名半导体公司英飞凌 2021 年财务报表
即见一斑，该公司营业额高达 110.6 亿欧元，并呈现出逐年增长的趋势。其中，

在电力电子领域，据法国市场调研机构 Yole 公司预测，在 2022 年碳化硅市场规
模超过 10 亿美元，此后增速会进一步增长。在氮化镓射频器件领域，预计 2022

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