半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，半导体行业作为现代信息产业的基础和核心，是支撑国民经济社会发展、保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，也是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量，具有技术难度高、投资规模大、产业链环节长、产品种类多、更新迭代快、下游应用广泛等特点。
近年来，在宏观经济与电子信息产业不断发展的背景下，全球半导体产业规模呈持续上升趋势。根据 WSTS 统计，2020 至 2025 年全球半导体市场规模自 4,360 亿美元增长至 7,956 亿美元，复合增长率为 12.78%，2026 年预计将达到 15,110 亿美元。亚太地区拥有全球最大的半导体市场，2025 年市场规模约为 4,397 亿美元，占全球市场规模的比例达 55.3%。
数据来源：WSTS。
（1）半导体材料行业基本情况
半导体材料具有特定的电性能和物理性能，是制造集成电路、分立器件等半导体产品的核心要素之一，在半导体制造产业链中发挥关键作用。根据 SEMI 统计，全球半导体材料行业 2025 年市场规模约为 732 亿美元，2020 年至 2025 年复合增长率为5.77%，其中中国大陆半导体材料行业 2025 年市场规模约为 156 亿美元，占全球市场的 12.5%。
数据来源：SEMI。
半导体材料根据应用领域可分为制造材料和封装材料，其中制造材料包括衬底材料和其他材料。根据大规模产业化应用顺序，半导体衬底材料大致划分为三代，包括以硅为代表的第一代半导体材料，以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）为代表的第二代半导体材料，以及以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体材料。各代半导体材料的指标参数对比如下：
表：各代半导体材料指标参数对比
数据来源：《宽禁带半导体高频及微波功率器件与电路》。
注：以上 SiC 指标参数为 4H 晶型 SiC 数据。
第一代半导体材料因自然储量丰富、技术成熟度较高、成本相对较低，应用于目前 90%以上的半导体产品，是当前应用场景最广的半导体材料；但第一代半导体材料因禁带宽度较窄、击穿电子强度较低、饱和电子漂移速率较低，难以满足高功率、高频等场景的应用需求。第二代半导体材料电子迁移率较快、光电转化效率较高，是制造高性能微波、毫米波器件及光电器件的优良材料，主要应用于卫星通讯、移动通讯、
光通信和 GPS 导航等领域。第三代半导体材料具备禁带宽度大、击穿电场强度高、热导率高、饱和电子漂移速率高、抗辐射能力强等出色性能，主要用于制造功率器件及射频器件，在电力电子、微波射频等高压、高频、大功率领域逐步实现对硅等第一代半导体材料市场的替代。
数据来源：Omdia
（2）第三代半导体材料行业基本情况
第三代半导体材料主要包括碳化硅和氮化镓，因禁带宽度大，也称为宽禁带半导体材料。此外，第三代半导体材料还具有饱和电子漂移速率高、热导率高（碳化硅特有）、击穿电场强度大等特点，符合电力电子和微波射频等领域的性能需求。其中，碳化硅材料主要应用于功率器件制造，氮化镓材料主要应用于射频器件制造。
相比于硅基器件，以碳化硅材料制成的器件具有优越的电气性能，具体如下：
1）耐高压。碳化硅的击穿电场强度是硅的 10 余倍，使得碳化硅器件耐高压特性显著高于同等硅器件。
2）耐高温。碳化硅相较硅拥有更高的热导率，使得器件散热更容易，极限工作温度更高。耐高温特性可以带来功率密度的显著提升，同时降低对散热系统的要求，有助于实现设备轻量化和小型化。
3）低能量损耗、耐高频。碳化硅具有 2 倍于硅的饱和电子漂移速率，使得碳化硅
器件具有极低的导通电阻，导通损耗低；碳化硅具有 3 倍于硅的禁带宽度，使得碳化硅器件泄漏电流比硅器件大幅减少，从而降低功率损耗；碳化硅器件在关断过程中不存在电流拖尾现象，开关损耗低，能够大幅提高可实现的开关频率。
数据来源：ROHM。
注：相同规格碳化硅基 MOSFET 和硅基 MOSFET 相比，导通电阻降低为 1/200，尺寸减小为 1/10；
碳化硅基 MOSFET 逆变器总能量损失低于相同规格硅基 IGBT 逆变器总能量损失的 1/4。碳化硅的上述特性使其在下游应用中呈现显著性能优势。以碳化硅为衬底制成的功率器件、射频器件以其优异的耐高压、大功率、低损耗、高散热等性能，能够有效满足电力电子系统高性能、高效率、轻量化等要求，在新能源汽车、光伏发电与储能、轨道交通、智能电网、AI 算力基础设施、移动通信等领域具有显著优势。
资料来源：英飞凌官网。
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