第三代半导体其实是一个更靠材料学分类的术语,按照禁带宽度这个理化指标定义的。但在真实商战语境里,大家聊的还是那两员老将:碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。它们目前主导了几乎整个宽禁带半导体的江湖。
01
碳化硅,龙头陨落
全球碳化硅龙头的陨落来得猝不及防,却又早有征兆。
Wolfspeed在2024财年资本支出高达21亿美元,但全年营收仅为8.07亿美元,巨额投入与营收产出严重失衡。其新建的8英寸晶圆厂与材料基地产能迟迟无法释放,长期产能利用率不足20%,高额的设备折旧、厂房运维成本持续吞噬利润,最终彻底击穿企业现金流。2025年6月,深陷财务泥潭的Wolfspeed正式申请美国Chapter 11破产保护,开启债务重组自救进程。
为挽救经营颓势,Wolfspeed迅速启动大规模瘦身改革。在申请破产保护三个月后,公司完成关键性债务优化,整体债务规模削减约70%,同时关停达勒姆150毫米器件工厂、裁员三分之一,并无限期搁置德国萨尔州海外扩产项目,全面收缩战线、止血减负。
不过这家老牌碳化硅龙头仍保留着深厚的技术积淀,手握三大核心技术底牌。今年年1月,Wolfspeed成功量产300mm(12英寸)单晶碳化硅晶圆;3月,推出业界首款商用10kV SiC MOSFET器件,同时发布适配AI数据中心机架电源的新一代封装解决方案。目前,其AI数据中心相关业务已连续多季度保持约30%的环比增速,成为公司唯一实现高速增长的细分赛道。但受制于整体产能亏损、业务体量有限,单一板块的增长,依旧难以扭转公司整体的经营颓势。
与此同时,瑞萨电子也在2025年宣布暂停碳化硅投资。
据弗若斯特沙利文统计,碳化硅衬底价格从2020年的4400-6400元/片下滑到2025年的2400-4400元/件(预计)。2025年,碳化硅衬底产能过剩高达150万片。
但行业从未静默。Wolfspeed留下的市场空白迅速被填补。截止今年4月,天岳先进在2026年凭借27.6%的份额跃升为全球导电型碳化硅衬底的第一名,其中8英寸产品市占率高达51.3%。这其中的转折耐人寻味:此前,TrendForce的数据曾确认天科合达、天岳先进合计以34.4%的市占率首度超越Wolfspeed的33.7%。
中国企业在材料端的逆袭有迹可循。据《第三代半导体产业发展报告2025》,我国碳化硅材料整体供给规模已占据全球约 50%,正式跻身全球第一梯队。更具里程碑意义的是,国内企业已完成12 英寸碳化硅衬底的样品研发与技术突破。天岳先进自研 12 英寸碳化硅衬底已向台积电送样验证,依托碳化硅超高导热特性,相关样品进入高散热基板测试流程,有望破解高端 AI 算力芯片长期存在的散热瓶颈。三安光电、士兰微等厂商同步加速产线迭代,推动 6 英寸碳化硅产线向 8 英寸升级;同等规格芯片下,8 英寸晶圆可切割的晶粒数量较 6 英寸提升七成以上,能够显著摊薄单片生产成本。12 英寸大尺寸碳化硅产线是 Wolfspeed 多年布局的核心目标,但其深陷债务重组危机后资金链承压,相关产业化落地进度严重滞后,这条大尺寸产线的发展蓝图,反倒被国内厂商率先推进落地。
02
氮化镓,多点落地
如果说碳化硅拼的是谁先把产能做起来、靠规模成本抢占市场,那氮化镓走的就是另一条路:下游应用需求集中爆发,同时自身技术还在持续迭代升级。
氮化镓正完成重要的技术落地跃迁,从通信基站场景向下延伸至各类智能终端,消费电子市场实现规模化落地。此前氮化镓在基站领域渗透率已达31%,但基站功放采用 28V、48V 高压供电,和手机、穿戴设备的低压系统存在难以调和的适配矛盾,一直难以走进消费市场。
2026年6月初,中国电科55所自主研发的全球首款量产智能终端用硅基氮化镓射频芯片,累计交付量已突破500万颗,首次实现了硅基氮化镓射频芯片在智能终端领域的规模化商用。过去,氮化镓在通信基站中的渗透率已达到31%,但基站功放普遍依赖28V甚至48V的高压供电系统,而手机等终端设备的供电系统只有个位数电压,两者之间存在根本性的兼容矛盾。中国电科55所的科研团队通过独创的材料外延制备和芯片设计,成功破解了这个难题,让氮化镓真正走进了手机、可穿戴设备等消费电子产品。
同时,该团队采用成本更低的硅衬底替代昂贵的碳化硅衬底,利用全球成熟的CMOS硅晶圆产线实现大规模制造,使高性能射频芯片的成本从“天文数字”降至消费电子可接受的区间。从性能数据来看,这款芯片较传统砷化镓(GaAs)产品实现了速率提升30%以上、能耗降低25%的双重优势。
在功率器件赛道,氮化镓的市场空间同样迎来爆发,AI 数据中心的供电需求成为核心推动力。国产厂商英诺赛科 GaN 功率器件累计出货量已突破 20 亿颗,对比 2019 年不足 500 万颗、2024 年刚超 12 亿颗的数据,行业规模化速度十分突出。
谷歌的数据中心开始在2026年2月向英诺赛科批量采购GaN芯片。英伟达的800V HVDC高压直流电源联盟中,英诺赛科成为唯一入选的中国供应商,为Kyber机架系统提供全链路电源方案。事实上,英伟达推动的800V DC电源架构转型,已经成为GaN在AI数据中心领域最关键的催化剂。多家头部半导体厂商已围绕这一架构深度布局:英飞凌宣布加入NVIDIA MGX AI工厂生态系统,其GaN技术可在接近1 MHz的切换频率下实现高功率密度的800V电压转换线路与模块化设计;EPC则推出了800 VDC至12.5 VDC、6 kW隔离式转换器,实现了98.2%的峰值效率和97%的满载效率;Navitas也在COMPUTEX 2026上展示了800V至6V DC-DC电源传输板,目标峰值效率达到97.5%。一众头部企业扎堆押注,足以说明,氮化镓不再是优化功耗的加分项,而是 AI 数据中心电源升级的硬性刚需。AI 算力疯狂迭代带来暴涨的功耗压力,传统硅基器件的性能天花板已经彻底顶不住当下高端服务器的供电需求。
与英飞凌之间的专利拉锯战也在此刻落下判决。5月8日,美国国际贸易委员会(ITC)终裁确认:英诺赛科现有GaN功率器件产品未侵犯英飞凌相关专利,可在美国不受限制地进口和销售。这出持续近两年的337调查大戏,以中国企业的技术原研力戏剧性收场。
03
车与AR,双轮增长
传统认知里,碳化硅“主攻”高压大功率,氮化镓更适合高频中小场景,但今天的市场正在用订单打破一切边界。
据QYResearch调研统计,2025年全球碳化硅和氮化镓功率器件市场规模约为66.99亿美元,预计2032年将达到250.4亿美元,2026至2032年间年复合增长率(CAGR)为21.0%。而弗若斯特沙利文的预测则更为乐观,认为碳化硅行业规模将从2024年的32亿美元增长至2030年的197亿美元,年复合增长率高达35%。机构数据尽管统计口径不尽相同,但都指向同一个判断:第三代半导体的高速增长周期已经打开。
汽车碳化硅市场几乎占据整体碳化硅需求的大半壁江山。汽车市场是碳化硅最大下游应用,占据全球碳化硅过半需求。五矿证券测算数据显示,国内新能源汽车800V 高压平台 2025 年市场渗透率达到 11.17%。目前国内已有上百款新能源车型搭载碳化硅功率器件,特斯拉中国、比亚迪、小鹏、理想、蔚来等主流车企均已在中高端车型、高压平台上规模化导入 SiC 电控方案。
在消费电子领域,碳化硅的价值正被AR眼镜这个意想不到的赛道所激发。凭借高折射率(2.65-2.7)、轻质高强和优异散热三大特性,碳化硅能够制造比传统玻璃更薄、更轻的光学镜片,突破了AR眼镜在重量和热积累上的物理瓶颈。
从产业节奏上看,碳化硅光波导眼镜的市场化进程在2025年下半年明显提速。2025年7月13日,在大阪世博会中国馆“杭州日”主题活动上,杭州秋果计划科技率先发布了全球首款可量产的碳化硅光波导XR眼镜Wigain Omnision开发者版。该产品搭载全球首个可量产碳化硅全彩光波导模组,实现900尼特入眼亮度和50°超大视场角,搭配双高通XR2芯片的42TOPS总算力,可用于AI识图、实时翻译和工业远程运维等场景。紧接着7月16日,成都光屿高维旗下品牌Coray正式发布新一代旗舰产品Coray Air2彩色智能AR眼镜。作为全球首款采用刻蚀碳化硅波导+全彩Micro LED方案的消费级AR设备,其49克超轻机身、6000尼特峰值亮度与“全权限开放”生态体系,将消费级AR设备首发价拉至4999元。9月,乘木科技的SyncSmart One智能眼镜在德国柏林IFA展会斩获“最佳创新金奖”,采用碳化硅光波导结合Micro LED方案,重量仅48克,同样收获了多个意向订单。
进入2026年,技术迭代进一步提速。1月20日,在SPIE AR|VR|MR大会上,歌尔光学一口气发布了多款碳化硅光波导方案。其中F50Se模组采用折射率2.65的碳化硅基底,突破了传统玻璃基底30°视场角的物理上限,实现50°超大视场角,搭配全彩小型化LCoS光机入眼亮度超过1500尼特,通过离子束刻蚀工艺将光波导整体反射率降至5%以下,从根本上消除了残影和彩虹纹问题。同期,慕德微纳也在SPIE展会上推出了迭代版50°碳化硅波导,光效突破1000尼特每流明,在50°视场角下展示亮度超过3000尼特;该公司已于2025年底完成AR光波导量产线一期建设,具备每月5000片8英寸晶圆的压印与刻蚀波导产能。今年3月25日,广纳四维在上海SEMICON CHINA 2026同期论坛上发布了基于碳化硅光波导芯片的超轻薄近视镜片解决方案,采用树脂保护片替代传统玻璃,结合全贴合工艺将总厚度降至2.4毫米,接近常规近视镜片水平,解决了近视人群佩戴智能眼镜的适配痛点。
产业层面的合纵连横也在同步加速。2025年2月,慕德微纳与天科合达签署合作框架协议,共同出资成立合资公司慕科慧视,在AR衍射光波导镜片技术研发与市场推广方面展开深度合作。同年7月,晶盛机电、鲲游光电、龙旗科技和XREAL签署《AI/AR产业链战略合作协议》,晶盛机电子公司SuperSiC浙江晶瑞为合作方提供碳化硅衬底产能保障。6月16日,中电化合物与甬江实验室围绕AR眼镜用SiC光学晶片签署联合研发协议;7月14日,天岳先进与舜宇奥来签署战略合作,聚焦碳化硅光波导镜片领域展开深度合作。值得一提的是,2025年9月工信部电子信息司在北京专门举办了“AR眼镜-碳化硅材料产业链供需对接活动”,汇聚AR眼镜整机、光波导、微显示以及碳化硅材料等领域的十余家企业代表,共同围绕碳化硅在AR领域的应用前景展开深入交流。从材料端到光学设计端再到整机集成,一条围绕碳化硅光波导的完整产业链正在加速成形。
04
结语
从第三代半导体的中长期竞争格局来看,全球功率半导体产业正在经历一场不可逆的“大分流”。一方面,凭借政策和市场双重驱动,中国企业已在碳化硅衬底等上游环节建立起全球领先的产能和成本优势;另一方面,国际IDM巨头也在通过技术代际领先、垂直整合深度和知识产权壁垒守住车规级高端市场的高地。
同时,第四代半导体——氧化镓、金刚石等超宽禁带材料——正加速从实验室走向产业化。湖北九峰山实验室近期成功研制击穿电压超过9000V的氧化镓横向MOSFET,浙江省也已率先将氧化镓、金刚石写入省级“十五五”新型工业化规划,多地围绕宽禁带半导体的全链条能力建设全面铺开。
如今,更多中国企业已经站上了全球赛道的主舞台,属于本土产业链的产业宏图,仍有广阔空间待书写。