第三代半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告（二）：產(chǎn)業(yè)鏈解析：碳化硅東風(fēng)在即產(chǎn)業(yè)鏈爆發(fā)拐點(diǎn)將至

證券研究報(bào)告碳化硅東風(fēng)在即，產(chǎn)業(yè)鏈爆發(fā)拐點(diǎn)將至——第三代半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告(二)：產(chǎn)業(yè)鏈解析2022年10月9日證券研究報(bào)告2華安研究?拓展投資價(jià)值核心觀點(diǎn)：SiCGaNG半低注各環(huán)節(jié)技術(shù)領(lǐng)先的龍頭企業(yè)，包括襯底環(huán)節(jié)：天岳先進(jìn)、露笑科技、天科合達(dá)(未上市)；外延環(huán)節(jié)：東莞天域(未上市)、瀚天天成(未上市)、器件環(huán)斯達(dá)半導(dǎo)、時(shí)代電氣、新潔能、華潤(rùn)微、士蘭微、揚(yáng)杰科技、聞泰科技、捷捷微電。風(fēng)險(xiǎn)提示(1)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量及SiC滲透率不及預(yù)期(2)SiC國(guó)產(chǎn)化進(jìn)度不及預(yù)期；(3)政策支持有所減弱華安證券研究所源市場(chǎng)，百億賽道加速崛起02/源市場(chǎng)，百億賽道加速崛起02/襯底：產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值占比最高，規(guī)?；P(guān)鍵一環(huán)03/外延：3華安研究?拓展投資價(jià)值01/碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈：CONTENTS產(chǎn)業(yè)鏈中間環(huán)節(jié)，直接關(guān)乎最終器件性能04/器件華安證券研究所44華安研究?拓展投資價(jià)值PART01碳化硅總覽：華安證券研究所SiGaAsSiCGaNSiGaAsSiCGaN際第一代第二代第三代禁帶寬度(eV)3.3和電子漂移速率(cm/s)1.0*10^71.0*10^72.0*10^72.5*10^7 1.50.5441.3強(qiáng)度 0.30.43.53.3作溫度 (℃)350600600華安研究?拓展投資價(jià)值1.1第三代半導(dǎo)體簡(jiǎn)介：襯底材料升級(jí)引領(lǐng)半導(dǎo)體新時(shí)代?第三代半導(dǎo)體材料碳化硅、氮化鎵引領(lǐng)行業(yè)升級(jí)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石是芯片，制作芯片的核心材料按照歷史進(jìn)程分為：第一代半導(dǎo)體材料(大部分為目前廣泛使用的高純度硅)，第二代化合物半導(dǎo)體材料(砷化鎵、磷化銦)，第三代化合物半導(dǎo)體材料以碳化硅和氮化鎵為代表。?第三代半導(dǎo)體物理性能相對(duì)更出色，有望實(shí)現(xiàn)各個(gè)領(lǐng)域全面替代。在禁帶寬度、介電常數(shù)、導(dǎo)熱率及最高工作溫度等方面碳化硅、氮化鎵性能更為出色，在5G通信、新能源汽車(chē)、光伏等領(lǐng)域，頭部企業(yè)逐步使用第三代半導(dǎo)體。在高壓、高頻、高溫領(lǐng)域以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體襯底材料市場(chǎng)規(guī)模有望迎來(lái)快速發(fā)展機(jī)遇，待成本下降有望實(shí)現(xiàn)全面替代。對(duì)比圖表：第三代半導(dǎo)體簡(jiǎn)介對(duì)比第一代第二代第三代表硅(Si)、鍺 碳化硅(SiC)、氮化鎵 移率較低有毒性特點(diǎn)低壓、頻、低功率的晶管和探測(cè)器中基器件具有高、高速的光電性能于高電壓、高頻率場(chǎng)應(yīng)用電路體發(fā)光二極管和器件器件、通信等資料來(lái)源：天岳先進(jìn)招股書(shū)，《全球化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局及未來(lái)發(fā)展機(jī)遇》，華安證券研究所華安證券研究所證券研究報(bào)告6華安研究?拓展投資價(jià)值1.2應(yīng)用領(lǐng)域：新能源行業(yè)為碳化硅主要應(yīng)用領(lǐng)域?SiC主要應(yīng)用于白色家電、電動(dòng)汽車(chē)及工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。在白色家電中主要應(yīng)用于家電/個(gè)人電腦、不間斷電源等；在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域主要應(yīng)用于DC/AC逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器等；在工業(yè)領(lǐng)域中主要應(yīng)用于電力配送、鐵路運(yùn)輸、光伏產(chǎn)業(yè)、電機(jī)控制、風(fēng)電渦輪機(jī)等。圖表：SiC應(yīng)用領(lǐng)域資料來(lái)源：天科合達(dá)招股書(shū)，英飛凌，Yole，華安證券研究所華安證券研究所證券研究報(bào)告7華安研究?拓展投資價(jià)值1.3市場(chǎng)規(guī)模：2027年全球SiC功率市場(chǎng)規(guī)模有望突破62億美元，三代半導(dǎo)體滲透率逐年提升?2027年全球SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模有望突破60億美元。根據(jù)Yole，2027年全球SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模由2021年的10.90億美元增至62.97億美元，2021-2027年每年以34%年均復(fù)合增長(zhǎng)率快速增長(zhǎng)。汽車(chē)應(yīng)用主導(dǎo)SiC市場(chǎng)，占整個(gè)功率SiC器件市場(chǎng)的75%以上。?第三代半導(dǎo)體材料滲透率逐年提升，2023年有望接近5%。根據(jù)Yole，Si仍是半導(dǎo)體材料主流，占比95%。第三代半導(dǎo)體滲透率逐年上升，SiC滲透率在2023年有望達(dá)到3.75%，GaN滲透率在2023年達(dá)到1.0%，第三代半導(dǎo)體滲透率總計(jì)4.75%。圖表：全球SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)(單位：百萬(wàn)美元)圖表：2017-2023年全球主要半導(dǎo)體材料滲透率及預(yù)測(cè)100%99%98%97%96%95%94%93%92%SiSiCGaN20172018201920202021E2022E2023E資料來(lái)源：Yole，中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，TrendForce，華安證券研究所華安證券研究所證券研究報(bào)告8華安研究?拓展投資價(jià)值?2020年我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)電子電力和射頻電子總產(chǎn)值超過(guò)100億元，較2019年同比增長(zhǎng)69.5%。隨著5G、新能源汽車(chē)等市場(chǎng)發(fā)展，第三代半導(dǎo)體的需求規(guī)模保持高速增長(zhǎng)。同時(shí)，中美貿(mào)易摩擦影響給國(guó)產(chǎn)第三代半導(dǎo)體材料帶來(lái)了發(fā)展良機(jī)。2020年在國(guó)內(nèi)大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)乏力的大背景下，我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)逆勢(shì)增長(zhǎng)。?2020年，SiC、GaN電力電子器件應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模為46.8億元，同比增長(zhǎng)90%。2017-2020年，中國(guó)SiC、GaN電力電子器件應(yīng)用市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。2020年，我國(guó)半導(dǎo)體分立器件的市場(chǎng)規(guī)模約3002.6億元，SiC、GaN電力電子器件的應(yīng)用滲透率約為1.56%。圖表：2016-2020中國(guó)SiC、GaN電子電力和GaN微波射頻總產(chǎn)值(億元)圖表：2017-2020中國(guó)SiC、GaN電子電力器件應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模(億元)06040200201620172018201920205040302002018201920202017201820192020資料來(lái)源：CASA，華安證券研究所華安證券研究所?陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策，第三代半導(dǎo)體蓬勃發(fā)展。國(guó)家持續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策支持第三代半導(dǎo)體發(fā)展?陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策，第三代半導(dǎo)體蓬勃發(fā)展。國(guó)家持續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策支持第三代半導(dǎo)體發(fā)展，2016年7月，國(guó)務(wù)院《關(guān)于印發(fā)“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》明確發(fā)展第三代半導(dǎo)體芯片；2019年11月工信部將第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品寫(xiě)入《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》，2019年12月，在《長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確要求加快培育布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；2020年7月為鼓勵(lì)企業(yè)積極發(fā)展十四五規(guī)劃中特別提出第三代半導(dǎo)體要取得發(fā)展；2021年8月，工信部將第三代半導(dǎo)體納入“十四五”產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新相關(guān)發(fā)展規(guī)劃。華安研究?拓展投資價(jià)值1.4政策：大力支持，深入布局圖表：國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體相關(guān)政策活動(dòng)及政策電路潛在顛覆性技術(shù)刊登了《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和禁帶半導(dǎo)體即第三代半導(dǎo)體要取得發(fā)展。電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》展規(guī)劃綱要》中明確要求加快培育布2019.11錄發(fā)改委在鼓勵(lì)外商投資名單中增加了支持引進(jìn)SiC超細(xì)粉體外商企業(yè)到要加快第三代半導(dǎo)體芯片技術(shù)與器件的研發(fā)資料來(lái)源：工信部，國(guó)務(wù)院，商務(wù)部，新華網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所資資料來(lái)源：華安證券研究所梳理華安證券研究所證券研究報(bào)告10華安研究?拓展投資價(jià)值1.5產(chǎn)業(yè)鏈：主要包括襯底、外延、器件、封測(cè)等環(huán)節(jié)?SiC產(chǎn)業(yè)鏈主要包括襯底、外延、器件制造、封測(cè)等環(huán)節(jié)。碳化硅器件不可直接制作于襯底上，需先使用化學(xué)氣相沉積法在襯底表面生成所需薄膜材料，即形成外延片，再進(jìn)一步制成器件。半絕緣型SiC襯底導(dǎo)電型GaN外延SiC外延射頻器件功半絕緣型SiC襯底導(dǎo)電型GaN外延SiC外延射頻器件功率器件華安研究?拓展投資價(jià)值加速追趕?SiC產(chǎn)業(yè)鏈美國(guó)、日本等國(guó)家地區(qū)占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)。通過(guò)在半絕緣型碳化硅襯底上生長(zhǎng)氮化鎵外延層適用于高頻、高溫工作環(huán)境，主要應(yīng)用于5G通信、衛(wèi)星領(lǐng)域；在導(dǎo)電型碳化硅襯底上生長(zhǎng)碳化硅外延層，適用于高溫、高壓工作環(huán)境，主要應(yīng)用于新能源汽車(chē)、光伏發(fā)電領(lǐng)域。從全球產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，美國(guó)、日本及歐洲等國(guó)家及地區(qū)SiC布局相對(duì)較早，技術(shù)較為領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)企業(yè)仍處于加速追趕的位置。無(wú)線工等車(chē)、光伏發(fā)電、軌道交通等資料來(lái)源：華安證券研究所梳理華安證券研究所襯底外延設(shè)計(jì)制造封測(cè)證券研究報(bào)告12襯底外延設(shè)計(jì)制造封測(cè)華安研究?拓展投資價(jià)值1.5國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈：行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)國(guó)內(nèi)均有企業(yè)涉足?碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)國(guó)內(nèi)企業(yè)均有涉足。從事襯底片的國(guó)內(nèi)廠商主要有露笑科技、三安光電、天科合達(dá)、天岳先進(jìn)等；從事外延片生產(chǎn)的廠商主要有瀚天天成、東莞天域、晶湛半導(dǎo)體、聚能晶源、英諾賽科等；從事第三代半導(dǎo)體器件的廠商主要有比亞迪半導(dǎo)體、聞泰科技、華潤(rùn)微、士蘭微等。應(yīng)應(yīng)用射頻資料來(lái)源：華安證券研究所梳理華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值PART022碳化硅襯底：華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值2.1.1碳、硅多晶顆粒合成晶體，經(jīng)過(guò)切割、打磨拋光、清洗形成SiC襯底程1.粉料合成：成SiC多晶顆粒，粉料是晶體生長(zhǎng)的原料來(lái)源，其粒度、純度都會(huì)直接影響晶體質(zhì)量，特別是半絕緣襯底的制備過(guò)程中，對(duì)于粉料的純度要求極高 (雜質(zhì)含量低于0.5ppm)2.籽晶晶格穩(wěn)定:作為晶體生長(zhǎng)的基底，為晶體生長(zhǎng)提供基礎(chǔ)晶晶體質(zhì)量的核心原料3.晶體生長(zhǎng):物理氣相升華法(簡(jiǎn)稱PVT)對(duì)原料進(jìn)行加熱，通過(guò)氣相升華和溫場(chǎng)控制使升華的組分在籽晶表面再結(jié)晶4.切割·襯底加工：將生長(zhǎng)出的晶體切成片僅次于金剛石，屬于高過(guò)程耗時(shí)久，易裂片5.研磨·拋光:研磨拋光是將襯底表面加工至原子級(jí)光滑平面，襯底的表面狀態(tài)，例如表面粗糙度，厚度均勻性都會(huì)直接影響外延工藝的質(zhì)量6.清洗·檢測(cè):用于去除加工過(guò)程中殘留的顆粒物以及金屬雜質(zhì)最終檢測(cè)，可以獲取質(zhì)量等全面的質(zhì)量信息，幫助下游工藝進(jìn)行追溯n資料來(lái)源：天岳先進(jìn)官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值2.1.2SiC生產(chǎn)機(jī)器及生產(chǎn)車(chē)間器和車(chē)間SiC單晶生長(zhǎng)爐自主研發(fā)設(shè)計(jì)的SiC單晶生長(zhǎng)設(shè)備，可用于4到6寸導(dǎo)電型及半絕緣型碳化硅單晶的生長(zhǎng)制備式雙層水冷不銹鋼結(jié)構(gòu)，由爐膛、真空獲得及測(cè)量系統(tǒng)、坩堝桿拉送系統(tǒng)、感根據(jù)客戶對(duì)單晶生長(zhǎng)設(shè)備特殊要求進(jìn)行產(chǎn)品定制，并提供基礎(chǔ)碳化硅單晶生長(zhǎng)技術(shù)支持。切磨拋代加工通過(guò)選取合適的磨料以及采用適當(dāng)?shù)募庸ぴO(shè)備和加工工藝，對(duì)碳化硅晶片以及晶片進(jìn)行切割、研磨、拋光和CMP加工，獲得高表面質(zhì)量和平整度的碳化硅晶片，適用于外延和器件客戶的使用。清洗、反拋完整的碳化硅加工生產(chǎn)線，可以提供從碳化硅以及外延片的清洗返拋等服務(wù)。n資料來(lái)源：天科合達(dá)官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值2.2制備工藝：主流物理氣相傳輸法(PVT)，生產(chǎn)成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟?PVT成本低，系商業(yè)化主流路線。SiC制備方法主要有三種：物理氣相傳輸法(PVT)、頂部籽晶溶液生長(zhǎng)法(TSSG)及高溫化學(xué)氣相沉積法 (HT-CVD)。頂部籽晶溶液生長(zhǎng)法主要用于實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)較小尺寸晶體，而物理氣相傳輸法與高溫化學(xué)氣相沉積法主要用于商業(yè)生產(chǎn)。其中PVT法制備SiC所需設(shè)備簡(jiǎn)單且價(jià)格低，操作控制相對(duì)容易故為商業(yè)生產(chǎn)主流方法。?PVT原理：將高純度碳粉與硅粉，按特定比例混合，形成高純度SiC微粉與籽晶分別放置生長(zhǎng)爐內(nèi)坩堝下部，頂部后，溫度升高至2000℃以上坩堝下部溫度略高于頂部，形成溫度差。SiC微粉升華成氣態(tài)Si2C、SiC2、Si等，后由于溫度差在溫度較低籽晶處形成SiC晶錠。圖表：物理氣相傳輸法示意圖(PVT)圖表：SiC三種制備方法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)T設(shè)備成本低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；技術(shù)成熟；耗材成本低生長(zhǎng)速率慢；長(zhǎng)晶過(guò)程中可監(jiān)控生長(zhǎng)參數(shù)少HT-CVD缺陷少；純度高；摻雜方便設(shè)備昂貴；反應(yīng)緩慢；耗材成本高；生長(zhǎng)過(guò)程中進(jìn)氣口、排氣口易堵塞；設(shè)備穩(wěn)定性低；可監(jiān)控生長(zhǎng)參數(shù)少TSSG生長(zhǎng)成本低；缺陷密體生長(zhǎng)生長(zhǎng)緩慢；對(duì)材料要求高；金屬雜質(zhì)難以控制；生長(zhǎng)晶體尺寸小n資料來(lái)源：天科合達(dá)招股說(shuō)明書(shū)，電子發(fā)燒友，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值2.3襯底類型：根據(jù)襯底的電阻率大小可以分為導(dǎo)電型和半絕緣型?根據(jù)襯底的不同性質(zhì)進(jìn)行分類可以分為：導(dǎo)電型襯底和半絕緣型襯底兩大類。不同于傳統(tǒng)硅基器件，碳化硅器件不可直接制作于襯底上，需先使用化學(xué)氣相沉積法在襯底表面生成所需薄膜材料，即形成外延片，再進(jìn)一步制成器件。其中，導(dǎo)電型襯底即在碳化硅襯底上生長(zhǎng)碳化硅外延層，適用于做功率器件，下游應(yīng)用包括新能源車(chē)、光伏發(fā)電等。半絕緣型襯底即在碳化硅襯底上生長(zhǎng)氮化硅外延層，適用于射頻器件，下游應(yīng)用包括5G通信、衛(wèi)星等。圖表：SiC分類及特點(diǎn)類征延生長(zhǎng)景底低電阻率：電m型碳化硅襯底延層于高壓、高溫硅二極管、碳化硅MOSFET發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航領(lǐng)域底高電阻率：電緣型碳化硅襯氮化鎵外延層于高頻、高溫頻、光電和中低壓功率半導(dǎo)體n資料來(lái)源：JWinsights，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值2.3國(guó)產(chǎn)SiC襯底產(chǎn)品圖表：天科合達(dá)4H導(dǎo)電型SiC襯底圖表：天科合達(dá)4H半絕緣型SiC襯底圖表：天岳先進(jìn)4H導(dǎo)電型SiC襯底圖表：天岳先進(jìn)4H半絕緣型SiC襯底n資料來(lái)源：天科合達(dá)官網(wǎng)，天岳先進(jìn)官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值2.4性能優(yōu)勢(shì)：對(duì)比其他半導(dǎo)體材料，SiC高性能優(yōu)勢(shì)突出2.4.1物理特征：寬禁帶、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、導(dǎo)熱效率高、飽和電子漂移速率快?碳化硅的禁帶寬度更寬，理論工作溫度可達(dá)400℃以上。更大的禁帶寬度，可以保證材料在高溫下，電子不易發(fā)生躍遷，本征激發(fā)弱。從而可以耐受更高的工作溫度。?碳化硅的臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)更大，能夠耐受更高的電壓，更適用于高電壓器件。臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)指材料發(fā)生電擊穿的電場(chǎng)強(qiáng)度，一旦超過(guò)該數(shù)值，材料將失去絕緣性能，進(jìn)而決定了材料的耐壓性能。?碳化硅的高熱導(dǎo)率可以有效傳導(dǎo)熱量，降低器件溫度，維持其正常工作。高溫是影響器件壽命的主要原因之一，熱導(dǎo)率代表了材料的導(dǎo)熱能力。?碳化硅的飽和電子漂移速率更高，有助于提高工作頻率，將器件小型化。飽和電子漂移速率指電子在半導(dǎo)體材料中的最大定向移動(dòng)速度，該數(shù)值的高低決定了器件的開(kāi)關(guān)頻率。圖表：SiC物理性質(zhì)4H-SiCSiGaAsGaN結(jié)構(gòu)禁帶寬度(eV)0.33熱導(dǎo)率(W/cmK)4.97127n資料來(lái)源：第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，華安證券研究所華安證券研究所00華安研究?拓展投資價(jià)值2.4.2物理特征：遷移率低、介電常數(shù)低、最高工作溫度高?碳化硅的遷移率較低，電流承受能力較小。?碳化硅介電常數(shù)更低，單位面積器件的寄生電容越小，可開(kāi)發(fā)更高的RF功率水平。?碳化硅的最高工作溫度更高，在高溫環(huán)境下的可靠性更高。高溫是影響器件壽命的主要原因之一，碳化硅可在更高溫度下工作。圖表：SiC物理性質(zhì)4H-SiCSiGaAsGaN率(cm^2/Vs)常數(shù)0.13.19溫度用領(lǐng)域件電路件器件光件器件n資料來(lái)源：第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，華安證券研究所華安證券研究所11華安研究?拓展投資價(jià)值2.4.3介電擊穿場(chǎng)強(qiáng)、電子飽和速度、能帶間隙和熱導(dǎo)率皆高于Si圖表：SiC介電擊穿場(chǎng)強(qiáng)高10倍圖表：SiC電子飽和速度高2倍圖表：SiC能帶間隙高3倍圖表：SiC熱導(dǎo)率高3倍n資料來(lái)源：EDN電子設(shè)計(jì)技術(shù)，華安證券研究所華安證券研究所28.397.31228.397.312華安研究?拓展投資價(jià)值?2020-2025年全球SiC襯底市場(chǎng)規(guī)模CAGR超30%。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020年半絕緣型SiC襯底市場(chǎng)規(guī)模為10.62億美元，預(yù)計(jì)2025年將增長(zhǎng)至28.39億美元，CAGR約21.7%。2020年導(dǎo)電型SiC襯底市場(chǎng)規(guī)模為7.31億美元，預(yù)計(jì)2025年將增長(zhǎng)至44.67億美元，CAGR約43.6%。?襯底在SiC晶圓中價(jià)值量最高，價(jià)值量占比為46％。據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)，在6寸SiC晶圓中，襯底價(jià)值量最高，占比達(dá)到46%；外延占比，封測(cè)9%。圖表：全球SiC襯底市場(chǎng)規(guī)模(單位：億美元)圖表：SiC晶圓價(jià)值拆分(6英寸)403020020202025E444.67半絕緣型SiC襯底導(dǎo)電型碳化硅襯底襯底外延芯片封測(cè)e華安證券研究所30%35%33%30%35%33%WolfspeedII-VISiCrystalDowShowaDenko天科合達(dá)Norstel山東天岳其它WolfspeedII-VI山東天岳其它3華安研究?拓展投資價(jià)值2.4市場(chǎng)格局：襯底市場(chǎng)集中度高，國(guó)外廠商在兩類襯底市場(chǎng)均占主要份額?不同類型襯底產(chǎn)品在生產(chǎn)技術(shù)存在差距。半絕緣型SiC目前主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為4-6英寸;在導(dǎo)電型SiC目前主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為6英寸。?市場(chǎng)集中度高，兩類襯底CR3均高達(dá)90%以上。半絕緣型SiC襯底市場(chǎng)集中度CR3為98%，Wolfspeed、II-VI、山東天岳三足鼎立；導(dǎo)電型SiC襯底市場(chǎng)集中度CR3為90%，其中Wolfspeed占比超50%。?國(guó)外廠商在兩類襯底市場(chǎng)中均占有主要份額，國(guó)內(nèi)廠商在半絕緣襯底全球市場(chǎng)具有一定優(yōu)勢(shì)，但在導(dǎo)電型襯底全球市場(chǎng)占比較小。半絕緣型襯底市場(chǎng)中山東天岳占比30%；導(dǎo)電型天科合達(dá)和山東天岳占比1.7%和0.5%。圖表：半絕緣型SiC襯底市場(chǎng)格局圖表：導(dǎo)電型SiC襯底市場(chǎng)格局%%44%%62%%n資料來(lái)源：Yole，長(zhǎng)橋海豚投研，華安證券研究所華安證券研究所44華安研究?拓展投資價(jià)值2.5供給端：襯底市場(chǎng)有望保持快速增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)有效產(chǎn)能仍有不足?根據(jù)Yole，全球半絕緣型碳化硅襯底市場(chǎng)出貨量(折算為4英寸)將由2020年的16.56萬(wàn)片增長(zhǎng)至2025年的43.84萬(wàn)片，年復(fù)合增長(zhǎng)率為21.50%。?國(guó)內(nèi)供需仍存缺口，有效產(chǎn)能不足。我國(guó)2020年碳化硅導(dǎo)電型襯底產(chǎn)能約40萬(wàn)片/年(約當(dāng)4英寸)；半絕緣型襯底折算4英寸產(chǎn)能近18萬(wàn)片/G國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)能供給尚且無(wú)法滿足需求。圖表：全球半絕緣型碳化硅襯底銷(xiāo)量預(yù)測(cè)(萬(wàn)片)圖表：2020年我國(guó)SiC襯底產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)504030200半絕緣型碳化硅襯底銷(xiāo)量(萬(wàn)片)43.8440.7940.7936.3828.4621.8216.5613.38201920202021E2022E2023E2024E2025ESiC襯底類型2019年產(chǎn)能(萬(wàn)片/年)2020年產(chǎn)能(萬(wàn)片/年)同比(%) (折合4英寸)SiC半絕緣型襯底 (折合4英寸)n資料來(lái)源：Yole，CASA，華安證券研究所華安證券研究所6英寸SiC晶圓需求量(國(guó)內(nèi))7.1全球yoy056英寸SiC晶圓需求量(國(guó)內(nèi))7.1全球yoy05華安研究?拓展投資價(jià)值2.6需求端：受新能源汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)影響，SiC晶圓需求大幅增長(zhǎng)?預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)SiC汽車(chē)市場(chǎng)將以30.6%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，2020年市場(chǎng)規(guī)模15.8億元，到2025年將超過(guò)45億元。預(yù)計(jì)國(guó)際SiC汽車(chē)市場(chǎng)將以38.0％的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2025將超過(guò)100億元(Yole預(yù)計(jì)SiC汽車(chē)市場(chǎng)將以38％的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2025年將超過(guò)15億美元)。折算成晶圓，國(guó)內(nèi)2020年新能源汽車(chē)市場(chǎng)6英寸SiC晶圓需求量超過(guò)4萬(wàn)片，預(yù)計(jì)到2025年需求量將增長(zhǎng)到近30萬(wàn)片。國(guó)際2020年新能源汽車(chē)市場(chǎng)6英寸SiC晶圓需求量超過(guò)5萬(wàn)片，到2025年需求量超過(guò)60萬(wàn)片。圖表：新能源汽車(chē)市場(chǎng)SiC、GaN功率市場(chǎng)規(guī)模(億元)圖表：新能源汽車(chē)市場(chǎng)SiC晶圓需求預(yù)測(cè)(萬(wàn)片)0%0%0%0%0%0%0%%%%%06英寸SiC晶圓需求量(全球)國(guó)內(nèi)yoy全球yoy28.623.5 3.8201920202021E2022E2023E2024E2025E%0%0%0%0%0%%%%%全球新能源汽車(chē)SiC、GaN功率市場(chǎng)規(guī)模(億元)中國(guó)yoy72.62.645.933.827.627.614.59201920202021E2022E2023E2024E2025En資料來(lái)源：CASA，華安證券研究所華安證券研究所66華安研究?拓展投資價(jià)值2.7發(fā)展趨勢(shì)：全球SiC襯底從6英寸向8英寸發(fā)展，國(guó)內(nèi)SiC襯底從4英寸向6英寸發(fā)展?目前全球的SiC襯底量產(chǎn)線主要尺寸為6英寸，而業(yè)內(nèi)頭部公司也在往8英寸產(chǎn)線發(fā)展。國(guó)外Wolfspeed等企業(yè)6英寸SiC晶片制造技術(shù)的成熟完善,下游器件制造廠商對(duì)碳化硅晶片的采購(gòu)需求逐漸由6英寸向8英寸轉(zhuǎn)化，Wolfspeed的第一條8英寸SiC產(chǎn)線于2022年Q2開(kāi)始生產(chǎn)，標(biāo)志著全球第一條8英寸SiC產(chǎn)線的投產(chǎn)。?目前國(guó)內(nèi)的SiC襯底產(chǎn)線以4英寸為主，部分廠商也開(kāi)始量產(chǎn)6英寸的襯底。以天岳先進(jìn)為例，國(guó)內(nèi)4英寸產(chǎn)線的量產(chǎn)時(shí)間較海外晚10年以上，但6英寸的量產(chǎn)時(shí)間差距縮小至7~10年，反映國(guó)產(chǎn)SiC襯底技術(shù)也在逐步提升。圖表：SiC襯底尺寸演進(jìn)n資料來(lái)源：CREE官網(wǎng)，II-VI官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所77華安研究?拓展投資價(jià)值2.7發(fā)展趨勢(shì)：襯底大尺寸化發(fā)展在即，制備成本有望迎來(lái)顯著下降?襯底直徑及大直徑襯底占比將不斷增加，助力全產(chǎn)業(yè)鏈降本。更大的晶圓尺寸可以帶來(lái)單片芯片數(shù)量的提升、提高產(chǎn)出率，以及降低邊緣芯片的比例，研發(fā)和良率損失部分成本也將保持在7%左右，從而提升晶圓利用率。預(yù)計(jì)未來(lái)30年，大尺寸襯底的比例將不斷增加，在大部分襯底提供商具備新型大尺寸量產(chǎn)能力，一輪尺寸更新周期迭代完成，襯底單位面積價(jià)格會(huì)迎來(lái)相對(duì)快速的降低。?SiC襯底價(jià)格會(huì)隨著尺寸增加有所下降，同時(shí)進(jìn)一步帶來(lái)銷(xiāo)量的穩(wěn)步上升。目前襯底發(fā)展最重要的方向趨勢(shì)是擴(kuò)大直徑，這會(huì)降低襯底生產(chǎn)成本，進(jìn)而降低售價(jià)，價(jià)格的下降也會(huì)加速SiC襯底在各領(lǐng)域內(nèi)的滲透。圖表：2018-2048年SiC襯底尺寸發(fā)展趨勢(shì)圖表：SiC襯底價(jià)格發(fā)展趨勢(shì)(RMB/cm2)65605550454035302520SiC襯底價(jià)格發(fā)展趨勢(shì)(RMB/cm2)57.940.235.220202030E2035E220202030E2035E2040E2045En資料來(lái)源：CASA，《第三代半導(dǎo)體電力電子技術(shù)路線圖(2018)》，華安證券研究所華安證券研究所88華安研究?拓展投資價(jià)值2.8國(guó)內(nèi)外差距：國(guó)內(nèi)在良率、產(chǎn)能、襯底尺寸上相比于國(guó)外仍存在一定差距距對(duì)比和天科合達(dá)良率約50%peed距50-60萬(wàn)片/年(Wolfspeed、在較大差距位錯(cuò)密度5000個(gè)/㎝2。位錯(cuò)密度1000個(gè)/cm2差一代和外延由4英寸向6差一代n資料來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)，集微咨詢，華安證券研究所華安證券研究所99華安研究?拓展投資價(jià)值2.9海外龍頭—Wolfspeed：全球最大SiC襯底供應(yīng)商，打造IDM全產(chǎn)業(yè)鏈模式?Wolfspeed是SiC功率器件和SiC基氮化鎵射頻功率解決方案的主要供應(yīng)商之一。產(chǎn)品圍繞第三代半導(dǎo)體SiC和GaN布局，包括SiC和GaN材料、功率器件、射頻器件等，整體形成了從材料到器件的IDM+全產(chǎn)業(yè)鏈模式。?產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同加強(qiáng)，形成一定的產(chǎn)業(yè)集群和壁壘。Wolfspeed與大眾汽車(chē)合作，成為FAST項(xiàng)目SiC獨(dú)家合作伙伴；與德?tīng)柛：献?，開(kāi)展汽車(chē)SiC器件研究；與ABB合作，推動(dòng)SiC器件進(jìn)入電力、機(jī)車(chē)牽引、新能源汽車(chē)領(lǐng)域；與宇通合作，推動(dòng)SiC在大巴車(chē)的應(yīng)用。?產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)方面，Wolfspeed是SiCMOSFET、肖特基二極管和功率模塊的全球領(lǐng)導(dǎo)者。分立SiCMOSFET可實(shí)現(xiàn)更高的開(kāi)關(guān)頻率并減小電感器、電容器、濾波器和變壓器等組件的尺寸；SiC肖特基二極管采用MPS(合并PiN肖特基)設(shè)計(jì)，比標(biāo)準(zhǔn)肖特基勢(shì)壘二極管更穩(wěn)健可靠；SiC功率模塊方面能提供從SiC材料到封裝的垂直整合優(yōu)勢(shì)。目前正在紐約馬西建造世界上最大的SiC制造廠，將顯著提高SiC和GaN業(yè)務(wù)的產(chǎn)能。圖表：Wolfspeed650V系列SiCMOSFET性能對(duì)比n資料來(lái)源：LED半導(dǎo)體照明網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所32%30%40.7936.3828%28.4632%30%40.7936.3828%28.4621.8216.567%24%43.84.383.892018201920202021E2022E2023E2024E2025E華安研究?拓展投資價(jià)值2.10國(guó)內(nèi)企業(yè)—天岳先進(jìn)：國(guó)內(nèi)第一，全球第三大半絕緣型SiC襯底企業(yè)?國(guó)內(nèi)半絕緣型SiC襯底絕對(duì)龍頭公司。公司成立于2010年，主營(yíng)業(yè)務(wù)是寬禁帶半導(dǎo)體(第三代半導(dǎo)體)碳化硅襯底材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，產(chǎn)品可應(yīng)用于微波電子、電力電子等領(lǐng)域。?公司主要產(chǎn)品包括半絕緣型和導(dǎo)電型碳化硅襯底。公司已掌握涵蓋了設(shè)備設(shè)計(jì)、熱場(chǎng)設(shè)計(jì)、粉料合成、晶體生長(zhǎng)、襯底加工等環(huán)節(jié)的核心技術(shù)，自主研發(fā)了不同尺寸半絕緣型及導(dǎo)電型碳化硅襯底制備技術(shù)。?2019年及2020年公司已躋身半絕緣型碳化硅襯底市場(chǎng)的世界前三。圖表：天岳先進(jìn)襯底研發(fā)歷程圖表：2018-2025E年全球及天岳先進(jìn)半絕緣型SiC襯底銷(xiāo)量預(yù)測(cè)(萬(wàn)片)04540353025205035%30%25%20%15%10%5%0%n資料來(lái)源：天岳先進(jìn)招股說(shuō)明書(shū)，Yole，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值2.10國(guó)內(nèi)企業(yè)—天岳先進(jìn)：半絕緣型襯底龍頭，發(fā)力導(dǎo)電型襯底市場(chǎng)?2021H1天岳先進(jìn)絕大部分營(yíng)收來(lái)自于半絕緣型襯底。在2021年上半年天岳先進(jìn)營(yíng)收構(gòu)成中，半絕緣型襯底占比高達(dá)77%，導(dǎo)電型襯底占比可以忽略不計(jì)。2022年7月，公司公告宣布與特定客戶簽訂合同，于2023-2025年向該客戶銷(xiāo)售6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底，銷(xiāo)售額達(dá)13.93億元。此次合同的簽訂證明公司在導(dǎo)電型襯底技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，未來(lái)導(dǎo)電型襯底收入占比有望迎來(lái)快速提升。?隨著技術(shù)發(fā)展，天岳先進(jìn)半絕緣型襯底生產(chǎn)成本和售價(jià)均有所下降，毛利率有所上升。圖表：2021上半年天岳先進(jìn)營(yíng)收構(gòu)成圖表：2018-2021天岳先進(jìn)半絕緣SiC襯底單價(jià)、成本及毛利率情況0%半絕緣型襯底導(dǎo)電型襯底晶棒其他2%2020%78%12,00010,0008,0006,0004,0002,0000單價(jià)(元/片)單位成本(元/片)毛利率973928%8633920527%870974925966454535%973928%8633920527%870974925966454510313201820192020202145%35%25%5%-5%-25%n資料來(lái)源：天岳先進(jìn)招股說(shuō)明書(shū)，華安證券研究所華安證券研究所yoy非凈利yoy200%150%100%5yoy非凈利yoy200%150%100%50%0%-50%400%300%200%100%0%-200%6.05.04.03.02.00.0(2.0)20182019202020212022H1華安研究?拓展投資價(jià)值2.10國(guó)內(nèi)企業(yè)—天岳先進(jìn)：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐步向?qū)щ娦彤a(chǎn)品調(diào)整，業(yè)績(jī)短期承壓?產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有所調(diào)整，業(yè)績(jī)短期承壓。天岳先進(jìn)營(yíng)收2022年上半年收入1.61億元，同比下降34.95%，營(yíng)收下降主要系上半年度疫情及國(guó)際形勢(shì)變化對(duì)公司新建產(chǎn)能進(jìn)度造成不利影響，同時(shí)公司調(diào)整現(xiàn)有產(chǎn)能導(dǎo)致臨時(shí)性產(chǎn)能下降。歸母凈利潤(rùn)-0.73億元，扣非歸母凈利潤(rùn)-1.05億元，主同時(shí)研發(fā)費(fèi)用提升帶來(lái)的影響。?期間費(fèi)用回歸正常，盈利水平不斷改善。天岳先進(jìn)2020年扣非歸母凈利潤(rùn)達(dá)0.23億元，消除員工激勵(lì)及IPO咨詢費(fèi)影響后，實(shí)現(xiàn)扭虧轉(zhuǎn)盈。2022年上半年產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)增導(dǎo)致各項(xiàng)期間費(fèi)用有所增長(zhǎng)。圖表：2018-2022H1天岳先進(jìn)收入、扣非歸母凈利潤(rùn)(億元)圖表：2018-2022H1天岳先進(jìn)期間費(fèi)用率期間費(fèi)用率費(fèi)用率費(fèi)用率 銷(xiāo)售費(fèi)用率費(fèi)用率2.692.6944.2544.940000.0520182018-0.532019 2022020 20212022H1n資料來(lái)源：天岳先進(jìn)招股說(shuō)明書(shū)，天岳先進(jìn)半年報(bào)，華安證券研究所華安證券研究所0.7800.2420170.7800.242017華安研究?拓展投資價(jià)值天科合達(dá)：隨著技術(shù)革新，襯底成本下降，企業(yè)收入和利潤(rùn)逐步上漲?隨著第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，天科合達(dá)毛利率由負(fù)轉(zhuǎn)正，資金逐漸從由母公司流出變?yōu)榱魅搿?015年前，由于技術(shù)不夠成熟，天科合達(dá)毛利率為負(fù)，歸母凈利率也處于下降通道，毛利率直到2016年開(kāi)始轉(zhuǎn)正，歸母凈利率在2018年才開(kāi)始轉(zhuǎn)正。?隨著成本下降，銷(xiāo)售量逐步增長(zhǎng)，企業(yè)收入也迎來(lái)大幅上漲。2014-2017年天科合達(dá)的收入處于較為穩(wěn)定的階段，2018年和2019年企業(yè)收入出現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率高達(dá)212%和97%。圖表：2014-2019年天科合達(dá)收入及凈利潤(rùn)(億元)圖表：2014-2019年天科合達(dá)毛利率及歸母凈利率1.601.401.201.000.800.600.400.200.00(0.20)(0.40)收入(億元)歸母凈利潤(rùn)(億元)0020201620182019-0.0960% 40% 20% 0% -20% -40% -60% -80%毛利率歸母凈利率25%35%25%35%20%9%5%-7%2015-7%20152016201420182017-2016201420182017-65%-47%-71%n資料來(lái)源：wind，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值2.10國(guó)內(nèi)企業(yè)—天科合達(dá)：導(dǎo)電型襯底國(guó)內(nèi)第一，80%以上營(yíng)收來(lái)自于SiC相關(guān)產(chǎn)品?據(jù)YoleDevelopment統(tǒng)計(jì)，2018年天科合達(dá)導(dǎo)電型襯底在全球市場(chǎng)的占有率為1.7%，排名全球第六、國(guó)內(nèi)第一。天科合達(dá)主要在導(dǎo)電型襯底有所?天科合達(dá)主要營(yíng)收來(lái)自于SiC晶片的生產(chǎn)和SiC單晶爐銷(xiāo)售。天科合達(dá)48%的營(yíng)業(yè)收入來(lái)自于SiC晶片，15%來(lái)自于SiC單晶生長(zhǎng)爐，有80%以上來(lái)自于SiC相關(guān)產(chǎn)品。?天科合達(dá)專業(yè)從事于第三代半導(dǎo)體碳化硅晶體的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，產(chǎn)業(yè)涵蓋碳化硅單晶爐制造、碳化硅單晶生長(zhǎng)原料制備和碳化硅單晶襯底制備。公司先后申請(qǐng)專利50余項(xiàng)，已獲授權(quán)專利43項(xiàng)；參與起草并正式發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng)。圖表：2018年導(dǎo)電型SiC襯底天科合達(dá)全球第六圖表：2019年天科合達(dá)主營(yíng)構(gòu)成Dow,4.0%12.0%其他其他0%其他主營(yíng)業(yè)碳化硅單晶n資料來(lái)源：Yole，天科合達(dá)招股說(shuō)明書(shū)，wind，華安證券研究所華安證券研究所序號(hào)稱序號(hào)稱資用1三代功率半導(dǎo)體(碳化硅)產(chǎn)項(xiàng)目2碳化硅襯中心項(xiàng)目3動(dòng)資金華安研究?拓展投資價(jià)值2.10國(guó)內(nèi)企業(yè)—露笑科技：跨界進(jìn)軍SiC，6英寸SiC襯底晶片已形成銷(xiāo)售?露笑科技是SiC襯底生產(chǎn)企業(yè)。公司憑借在原有藍(lán)寶石長(zhǎng)晶切磨拋技術(shù)和設(shè)備制造上的優(yōu)勢(shì)，已具備批量生長(zhǎng)6英寸導(dǎo)電型SiC晶體的設(shè)備及技術(shù)條件。公司已定增募資投資約6億元加碼6英寸SiC襯底，同時(shí)與東莞天域簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，后者將鎖定公司2022年-2024年不少于15萬(wàn)片產(chǎn)能。公司6英寸SiC襯底晶片已形成銷(xiāo)售，目前主要針對(duì)下游SBD應(yīng)用場(chǎng)景，2022Q2開(kāi)始，可實(shí)現(xiàn)每月數(shù)千片的供貨能力。?募資近30億，投資SiC項(xiàng)目。該項(xiàng)目擬生產(chǎn)6英寸SiC導(dǎo)電型襯底片等產(chǎn)品，項(xiàng)目產(chǎn)品具有尺寸較大、更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場(chǎng)、更高的熱導(dǎo)率、更大的電子飽和度以及更高的抗輻射能力，項(xiàng)目完成后將形成年產(chǎn)24萬(wàn)片6英寸導(dǎo)電型SiC襯底片生產(chǎn)能力。圖表：露笑科技2021年度非公開(kāi)發(fā)行股票募集資金使用(單位：萬(wàn)元)圖表：露笑科技突破碳化硅長(zhǎng)晶爐及長(zhǎng)晶環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)序號(hào)描述1完成6寸石英管式SiC晶體生長(zhǎng)爐開(kāi)發(fā)，以獨(dú)特密封結(jié)構(gòu)解決設(shè)備高真空度獲取與長(zhǎng)時(shí)間保持的難題，極限真空<2×10-5Pa，具備工程化使用條件。2完成大尺寸SiC單晶制備相關(guān)理論的研究，通過(guò)計(jì)算機(jī)模型輔助計(jì)算，形成了單晶制備過(guò)程物質(zhì)與熱量傳輸、缺陷演變的基本規(guī)律，解決了熱場(chǎng)均勻性差、大尺寸單晶應(yīng)力聚集、單晶擴(kuò)徑難等問(wèn)題，為6寸及以上半絕緣SiC晶體的制備打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)3解決晶型生長(zhǎng)控制難、微管密度大、晶體背向腐蝕嚴(yán)重等難題，提升了單晶質(zhì)量，通過(guò)長(zhǎng)晶過(guò)程中的除雜工藝實(shí)現(xiàn)了高電阻率晶體生長(zhǎng)。4高純度碳化硅原料合成，有效降低原料中對(duì)電阻率提升有害的特定雜質(zhì)含量濃度，達(dá)到小于1ppm量級(jí)。n資料來(lái)源：露笑科技公司公告，露笑科技年報(bào)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值PART033碳化硅外延：華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值3.1外延工藝：產(chǎn)業(yè)鏈條核心技術(shù)，關(guān)鍵參數(shù)是厚度和摻雜濃度?碳化硅外延片，是指在碳化硅襯底上生長(zhǎng)了一層有一定要求的、與襯底晶相同的單晶薄膜(外延層)的碳化硅片。?外延工藝是整個(gè)產(chǎn)業(yè)中的一種非常關(guān)鍵的工藝。由于現(xiàn)在所有的器件基本上都是在外延上實(shí)現(xiàn)，所以外延的質(zhì)量對(duì)器件的性能是影響是非常大的，但是外延的質(zhì)量它又受到晶體和襯底加工的影響，處在一個(gè)產(chǎn)業(yè)的中間環(huán)節(jié)，對(duì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到非常關(guān)鍵的作用。?碳化硅外延材料的最基本的參數(shù)，也是最關(guān)鍵的參數(shù)，就是厚度和摻雜濃度。外延的參數(shù)其實(shí)主要取決于器件的設(shè)計(jì)，根據(jù)器件的電壓等級(jí)的不同，外延的參數(shù)也不同。圖表：SiC外延關(guān)鍵參數(shù)600V1200V1700V3300V6500V10000V15000V5V度(cm^3)E4μm)6n資料來(lái)源：?jiǎn)⒌习雽?dǎo)體，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值SiC影響?控制碳化硅外延缺陷是制備高性能器件的關(guān)鍵，缺陷會(huì)對(duì)碳化硅功率器件的性能和可靠性有嚴(yán)重影響。?TSD和TED基本不影響最終的碳化硅器件的性能，而B(niǎo)PD會(huì)引發(fā)器件性能的退化。堆垛層錯(cuò)、胡蘿卜缺陷、三角形缺陷、掉落物等缺陷，一旦出現(xiàn)在器件上，器件就會(huì)測(cè)試失敗，導(dǎo)致良率降低。圖表：SiC外延缺陷對(duì)器件的影響缺陷/器件SBDMOSFET,JFETTSD(無(wú)蝕坑)無(wú)無(wú)TED(無(wú)蝕坑)無(wú)無(wú)BPD(包括界面位錯(cuò)、半環(huán)換陣列)雙極退化(導(dǎo)通電阻及漏電流增加)陷缺陷n資料來(lái)源：第三代半導(dǎo)體聯(lián)合創(chuàng)新孵化中心，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值3.3發(fā)展歷程及趨勢(shì)：外延技術(shù)突破將有效提升器件性能?早期碳化硅是在無(wú)偏角襯底上外延生長(zhǎng)的，但受多型體混合影響，實(shí)際外延效果并不理想，難以進(jìn)而制備器件。?之后發(fā)展了利用臺(tái)階流生長(zhǎng)方法在不同偏角下斜切碳化硅襯底。臺(tái)階控制外延法的優(yōu)點(diǎn)在于不僅能夠?qū)崿F(xiàn)低溫生長(zhǎng)，而且能夠穩(wěn)定晶型的控制，但缺陷在于無(wú)法阻斷基平面位錯(cuò)和對(duì)襯底材料造成浪費(fèi)。?TCS法突破臺(tái)階控制外延法的限制，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)速率大幅提升和質(zhì)量的有效控制，非常有利于SiC厚膜外延生長(zhǎng)。?通過(guò)外延實(shí)現(xiàn)部分器件結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步提升器件性能。主要是通過(guò)開(kāi)發(fā)SiC外延溝槽填充技術(shù)以實(shí)現(xiàn)器件的導(dǎo)通電阻降低。2021年3月3日，瀚天天成宣布突破碳化硅超結(jié)深槽外延關(guān)鍵制造工藝。SiC速率圖表：瀚天天成碳化硅超結(jié)深槽外延關(guān)鍵制造工藝4040華安研究?拓展投資價(jià)值3.4應(yīng)用領(lǐng)域：SiC外延電壓條件不同技術(shù)發(fā)展腳步不同，應(yīng)用環(huán)境不同?在中、低壓應(yīng)用領(lǐng)域，碳化硅外延的技術(shù)相對(duì)比較成熟。外延片核心參數(shù)厚度、摻雜濃度可以做到相對(duì)較優(yōu)的水平，基本上可以滿足低中壓的SBD、JBS、MOS等器件的需求。?在高壓領(lǐng)域外延的技術(shù)發(fā)展相對(duì)比較滯后。目前外延片需要攻克的難關(guān)還很多，主要參數(shù)指標(biāo)包括厚度、摻雜濃度的均勻性、三角缺陷等，缺陷多主要影響大電流的器件制備。大電流需要大的芯片面積，少子壽命目前也比較低。?從終端應(yīng)用層上來(lái)看在碳化硅材料在高鐵、汽車(chē)電子、智能電網(wǎng)、光伏逆變、工業(yè)機(jī)電、數(shù)據(jù)中心、白色家電、消費(fèi)電子、5G通信、次世代顯示等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)潛力巨大。境下的應(yīng)用景低壓領(lǐng)域中壓領(lǐng)域主要是汽車(chē)電子和3300V以上的軌道交通和電網(wǎng)系統(tǒng)。中低壓領(lǐng)域碳化硅和氮化鎵為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。在中低壓碳化硅已經(jīng)有非常成熟的二極管和MOSFET產(chǎn)品在市場(chǎng)當(dāng)中推廣應(yīng)用。高壓領(lǐng)域碳化硅有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品仍處于研發(fā)階段。n資料來(lái)源：北方華創(chuàng)微電子，華安證券研究所華安證券研究所4141華安研究?拓展投資價(jià)值3.5外延供應(yīng)：SiC外延生產(chǎn)主要設(shè)備來(lái)自于四大廠商，外延片國(guó)內(nèi)外企業(yè)均有涉足生產(chǎn)?目前市場(chǎng)上碳化硅外延材料的主要設(shè)備來(lái)自Aixtron、LPE、TEL和Nuflare。?外延片企業(yè)主要有DowCorning、II-VI、Norstel、Cree、羅姆、三菱電機(jī)、Infineon等，多數(shù)是IDM公司。日本曾經(jīng)也存在比較優(yōu)越的碳化硅外延的供應(yīng)商，比如說(shuō)昭和電工，但隨著前幾年收購(gòu)了日本的新日鐵，開(kāi)始進(jìn)行SiC單晶制備。?在大陸市場(chǎng)，瀚天天成(EpiWorld)和東莞天域半導(dǎo)體均可供應(yīng)4-6英寸外延片，中電科13所、55所亦均有內(nèi)部供應(yīng)的外延片生產(chǎn)部門(mén)，臺(tái)灣地區(qū)有嘉晶電子。SiC外延片制備設(shè)備較大n資料來(lái)源：北方華創(chuàng)微電子，華安證券研究所華安證券研究所90807060907120202025E2030E2035E2040E2045E42華安研究?拓展投資價(jià)值3.6價(jià)格趨勢(shì)：外延片原材料占比超50%，隨著襯底價(jià)格降低，外延價(jià)格呈下降走勢(shì)?外延片的成本結(jié)構(gòu)，原材料成本占比是52%，設(shè)備折舊成本是15%，剩下的勞動(dòng)力、潔凈室和研發(fā)成本的占比分別是14%、12%和7%。?伴隨襯底價(jià)格降低，未來(lái)外延價(jià)格有下降趨勢(shì)。基于SiC襯底，外延環(huán)節(jié)普遍采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)(CVD)獲得高質(zhì)量外延層，隨后在外延層上進(jìn)行功率器件的制造。伴隨SiC襯底價(jià)格的降低，預(yù)計(jì)未來(lái)外延價(jià)格也將呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，據(jù)CASA，2020年SiC外延片價(jià)格約為128元/平方厘米，預(yù)計(jì)到2025年，價(jià)格將會(huì)出現(xiàn)明顯下降，至2045年SiC外延片價(jià)格將降至71元/平方厘米。圖表：SiC外延片成本結(jié)構(gòu)圖表：SiC外延片價(jià)格發(fā)展趨勢(shì)(RMB/cm^2)n資料來(lái)源：CASA，《第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2020)》，華安證券研究所華安證券研究所4343華安研究?拓展投資價(jià)值3.7國(guó)內(nèi)企業(yè)—東莞天域：具有全球領(lǐng)先的SiC低缺陷、高均勻性外延生產(chǎn)技術(shù)?天域(TYSiC)成立于2009年，是中國(guó)第一家從事碳化硅(SiC)外延晶片市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、研發(fā)和制造的民營(yíng)企業(yè)。2010年，天域與中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所合作，共同創(chuàng)建了碳化硅研究所。?其生產(chǎn)出來(lái)的低缺陷、高均勻性6英寸外延片達(dá)到了全球領(lǐng)先的技術(shù)指標(biāo)。東莞天域在外延制造技術(shù)上位于領(lǐng)先位置，具有低缺陷、高度均勻性6英寸4HSiC外延生長(zhǎng)技術(shù)。密度小于0.2每平方厘米、可用面積大于98%、BPD小于0.1每平方厘米。外延層載流子濃度均勻性小于2%、外延層厚度均勻性小于1%。?天域是國(guó)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)6英寸外延晶片量產(chǎn)的公司，目前正在布局積極發(fā)展8英寸SiC外延片系列產(chǎn)品批量生產(chǎn)。圖表：6英寸SiC外延低缺陷密度圖表：6英寸SiC外延高度均勻n資料來(lái)源：東莞天域官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所4444華安研究?拓展投資價(jià)值3.7國(guó)內(nèi)企業(yè)—東莞天域：公司產(chǎn)品種類齊全，覆蓋市場(chǎng)主流單極型和雙極型功率器件材料?公司產(chǎn)品類型涵蓋單極型與雙極型、中低壓及超高壓全系列規(guī)格。為全球客戶提供n-型和p-型摻雜外延材料、制作肖特基二極管、JFET、?公司SiC外延的全套核心技術(shù)，均為自主研發(fā)，作為保護(hù)，申請(qǐng)發(fā)明專利24件(授權(quán)12項(xiàng))；申請(qǐng)實(shí)用新型專利24件(授權(quán)13項(xiàng))。累計(jì)發(fā)表高水論文27篇(SCI/EI收錄論文16篇)。?普遍應(yīng)用包括：電源/PFC、光伏、新能源汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)及充電樁、風(fēng)能、高鐵、智能電網(wǎng)及船舶等領(lǐng)域。HSiC圖表：4H-SiC雙極型功率器件材料n資料來(lái)源：東莞天域官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所4545華安研究?拓展投資價(jià)值3.8國(guó)內(nèi)企業(yè)—瀚天天成：國(guó)內(nèi)第一大SiC純外延晶片生產(chǎn)商，持續(xù)增大生產(chǎn)線擴(kuò)大產(chǎn)能?瀚天天成是我國(guó)第一大SiC半導(dǎo)體純外延晶片生產(chǎn)商，也是國(guó)內(nèi)首家提供商業(yè)化6英寸SiC外延晶片生產(chǎn)商。目前可提供標(biāo)準(zhǔn)的3英寸、4英寸和6英寸碳化硅外延晶片，用于肖特基二極管(SBD)、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)和雙極結(jié)型晶體管(BJT)的制作。這些電力電子器件可廣泛應(yīng)用于包括太陽(yáng)能逆變器、風(fēng)力發(fā)電、混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車(chē)等綠色能源和節(jié)能系統(tǒng)。?目前瀚天天成碳化硅產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目已安裝28條產(chǎn)線，預(yù)計(jì)年底增加至50條產(chǎn)線。2022年預(yù)計(jì)銷(xiāo)售11萬(wàn)片左右6英寸碳化硅外延晶片產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值約11億元。2023年全部達(dá)產(chǎn)后，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值約24億元。該項(xiàng)目將極大地促進(jìn)上游的碳化硅襯底生長(zhǎng)加工企業(yè)和下游的碳化硅器件制造企業(yè)的快速發(fā)展，形成完整的碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈，項(xiàng)目建設(shè)情況金額(億)0.30.36.3造項(xiàng)目n資料來(lái)源：瀚天天成官網(wǎng)，第三代半導(dǎo)體風(fēng)向，華安證券研究所華安證券研究所4646華安研究?拓展投資價(jià)值PART044碳化硅器件：華安證券研究所4747華安研究?拓展投資價(jià)值3.7國(guó)內(nèi)企業(yè)—東莞天域：擁有國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的SiC-CVD，產(chǎn)能?chē)?guó)內(nèi)第一?天域在中國(guó)擁有最多的碳化硅外延爐-CVD，生產(chǎn)設(shè)備國(guó)際一流，產(chǎn)能?chē)?guó)內(nèi)第一。憑著最先進(jìn)的外延爐設(shè)備、外延技術(shù)和最先進(jìn)的測(cè)試和表征能力，天域在國(guó)內(nèi)產(chǎn)能排名第一。?公司堅(jiān)持自主科技創(chuàng)新的發(fā)展理念，天域半導(dǎo)體在4H-SiC外延材料產(chǎn)業(yè)化、器件結(jié)構(gòu)材料生長(zhǎng)技術(shù)、外延材料檢測(cè)分析與標(biāo)準(zhǔn)化等方面開(kāi)展了深入系統(tǒng)的研發(fā)工作，突破了n、p型原位摻雜與控制技術(shù)、快速外延及厚膜生長(zhǎng)技術(shù)、實(shí)現(xiàn)了4、6英寸4H-SiC外延晶片全系列產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。圖表：SiC-CVD生產(chǎn)車(chē)間n資料來(lái)源：東莞天域官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所4848華安研究?拓展投資價(jià)值4.1適用范圍：SiC器件主要應(yīng)用于高壓、大功率領(lǐng)域?依據(jù)功率、頻率兩個(gè)維度，我們對(duì)主流功率器件的物理特性和適用場(chǎng)合進(jìn)行了梳理：?Si-IGBT在高壓領(lǐng)域有優(yōu)勢(shì)但無(wú)法勝任高頻領(lǐng)域的要求；Si-MOSFET能勝任高頻領(lǐng)域但對(duì)電壓有所限制，SiC-MOSFET完美得解決了高壓和高頻在硅基上難以兼得的問(wèn)題，在兼容高壓中頻的基礎(chǔ)上SiC-MOSFET并憑借其高效率、小體積的特性成為電動(dòng)汽車(chē)、充電樁、光伏逆變等領(lǐng)域的最佳解決方案。圖表：不同功率器件對(duì)應(yīng)工作環(huán)境圖表：不同頻率、功率條件下器件選擇以及與下游應(yīng)用的對(duì)應(yīng)關(guān)系Z低-中低-中n資料來(lái)源：宏微科技招股說(shuō)明書(shū)，Yole，華安證券研究所華安證券研究所4949華安研究?拓展投資價(jià)值4.2性能優(yōu)勢(shì)：SiC在效率、損耗、尺寸、頻率、體積上都更有優(yōu)勢(shì)?SiC相比Si更耐高壓且小型化使功率密度更高?，F(xiàn)有的功率器件大多基于硅半導(dǎo)體材料，由于硅材料物理性能的限制，器件的能效和性能已逐漸接近極限，難以滿足迅速增長(zhǎng)和變化的電能應(yīng)用新需求。?碳化硅功率器件有著耐高壓、耐高溫、低損耗等優(yōu)異的性能，能夠有效滿足電力電子系統(tǒng)的高效率、小型化和輕量化要求。相同規(guī)格的碳化硅基MOSFET與硅基MOSFET相比，導(dǎo)通電阻可至少降低至原來(lái)的1/100。開(kāi)關(guān)損耗減少7倍、尺寸減小5倍、開(kāi)關(guān)頻率提升5-10倍、總損耗減少一半、冷卻系統(tǒng)體積和重量都減少80%。圖表：SiC器件的性能優(yōu)勢(shì)n資料來(lái)源：行家說(shuō)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值4.2性能優(yōu)勢(shì)：相同規(guī)格條件下，SiC基底器件體積更小，能量損耗更低?根據(jù)全球SiC器件龍頭Wolfspeed和羅姆信息顯示，相同規(guī)格SiC-MOSFET和Si-MOSFET相比，體積甚至能夠縮小1/10，導(dǎo)通電阻縮至1/200，相同規(guī)格SiC-MOSFET和Si-IGBT相比，能量損失小于1/4。圖表：硅基與碳化硅基MOSFET對(duì)比n資料來(lái)源：Wolfspeed官網(wǎng)，羅姆官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所00華安研究?拓展投資價(jià)值4.3市場(chǎng)規(guī)模及格局：2030年全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模有望突破500億元?2020-2025年全球碳化硅市場(chǎng)CAGR達(dá)34%。根據(jù)中國(guó)寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2020年全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模僅為35億元，預(yù)計(jì)到2025年將增至150億元，2020-2025年CAGR達(dá)34%，預(yù)計(jì)到2030年將增至500億元，2020-2030年CAGR達(dá)30%。?SiC功率市場(chǎng)集中度高，CR3為69%。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)顯示，2020年全球SiC功率器件市場(chǎng)中，意法半導(dǎo)體以40%的份額占據(jù)第一，其Wolfspeed15%，14%，英飛凌市場(chǎng)份額為9%，安森美為9%。圖表：全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)(億元)圖表：SiC功率器件市場(chǎng)格局201720202025E2030E意法半導(dǎo)體Wolfspeed羅姆英飛凌安森美其它9%9%9%40%n資料來(lái)源：中國(guó)寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，頭豹研究院，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值4.4應(yīng)用領(lǐng)域：新能源車(chē)占據(jù)主要市場(chǎng)，800V充電帶動(dòng)行業(yè)快速增長(zhǎng)?新能源汽車(chē)占比迅速上升，將占半壁江山。根據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)顯示，SiC功率應(yīng)用市場(chǎng)中，新能源汽車(chē)領(lǐng)域由2020年的44%上升至2025年2025年光伏、儲(chǔ)能領(lǐng)域占比由2020年22%縮小至12%。充電樁、電源PFC、UPS、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及軌道交通等領(lǐng)域2025年占比分別為?特斯拉及800V高壓充電帶動(dòng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。根據(jù)Yole，隨著2018年特斯拉將SiC應(yīng)用于主驅(qū)逆變器以及2021年800V充電的應(yīng)用，市場(chǎng)對(duì)碳化硅行業(yè)的關(guān)注實(shí)現(xiàn)了快速提升，行業(yè)景氣度持續(xù)高漲。圖表：SiC功率器件下游應(yīng)用圖表：SiC功率器件市場(chǎng)關(guān)注度新能源汽車(chē)光伏、儲(chǔ)能充電樁電源PFCUPS電機(jī)驅(qū)動(dòng)軌道交通其他華安證券研究所7654321076543210華安研究?拓展投資價(jià)值4.5價(jià)格趨勢(shì)：伴隨襯底成本逐步優(yōu)化，器件價(jià)格將有所下降?性價(jià)比拐點(diǎn)即將到來(lái)，產(chǎn)業(yè)處于爆發(fā)前夜。650V的SiCSBD的實(shí)際成交價(jià)格約0.7元/A，1200V的SiCSBD價(jià)格約1.2元/A，基本約為公開(kāi)報(bào)價(jià)的60%-70%，實(shí)際成交價(jià)較上年下降了20%-30%，實(shí)際成交價(jià)與Si器件價(jià)差已經(jīng)縮小至2-2.5倍之間。650V的SiCMOSFET價(jià)格0.9元/A，1200V的SiCMOSFET價(jià)格1.4元/A，較2019年下降幅度達(dá)30%-40%，與Si器件價(jià)也縮至2.5-3倍之間。伴隨襯底價(jià)格下降，供給產(chǎn)能釋放良率提升以及大尺寸降本，SiC二極管和SiCMOSFET將加速滲透?jìng)鹘y(tǒng)硅基市場(chǎng)，SiC產(chǎn)業(yè)處于爆發(fā)前夜。圖表：2017-2020年650V的SiCSBD價(jià)格(元/A)圖表：2017-2020年1200V的SiCSBD價(jià)格(元/A)650VSiCSBD650VSiFRD4.1650VSiCSBD650VSiFRD4.12.840.750.4220172018201920204433221106.5520.943.830.862017201820192020n資料來(lái)源：Mouser，Digi-Key，CASA，華安證券研究所華安證券研究所極管，解決耐沖流的痛點(diǎn)1992年研發(fā)SiC器件2013年推出第五代薄晶圓技術(shù)英寸技術(shù)和SiC溝槽柵華安研究?拓展投資價(jià)值4.6海外龍頭—英飛凌：功率器件龍頭企業(yè)，持續(xù)發(fā)力SiC器件?英飛凌作為歐洲老牌半導(dǎo)體企業(yè)，自1992年開(kāi)始研發(fā)SiC功率器件，并不斷推出SiC領(lǐng)域相關(guān)新器件。2020年SiC功率器件市場(chǎng)中，英飛凌以13.3%的市場(chǎng)份額位列全球市場(chǎng)第四位。?英飛凌積極布局產(chǎn)業(yè)鏈，與上下游相關(guān)企業(yè)達(dá)成合作意向。與Wolfspeed(Cree)簽訂1億美元合同，鎖定6英寸SiC晶圓；與GTAT簽訂5年期SiC晶棒供應(yīng)協(xié)議；收購(gòu)賽普拉斯，成為全球第一大車(chē)用半導(dǎo)體供應(yīng)商；與大眾汽車(chē)集團(tuán)合作，成為FSAT項(xiàng)目合作伙伴。?在產(chǎn)品方面，英飛凌憑借更高功率密度，更加小巧、輕便的設(shè)計(jì)，在電源管理及射頻領(lǐng)域搶占市場(chǎng)先機(jī)。目前公司的硅產(chǎn)品包括低壓MOS、高壓MOS，以及IGBT等。2018年英飛凌收購(gòu)了初創(chuàng)公司Siltectra的冷切割創(chuàng)新技術(shù)，可使單片晶圓產(chǎn)出的芯片數(shù)量翻倍。在中低功率SiC器件方面，2020年英飛凌在1200V系列基礎(chǔ)上，發(fā)布了TO-247封裝的650VCoolSiC?MOSFET，進(jìn)一步完善了產(chǎn)品組合。圖表：英飛凌SiC產(chǎn)品發(fā)展路線圖表：1700VSiCMOSFET比1500V硅MOSFET提高效率2.5%11998年建立2產(chǎn)線22014-2017年發(fā)布SiCJFET，第五代1200V二極n資料來(lái)源：英飛凌公告，英飛凌工業(yè)半導(dǎo)體公眾號(hào)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值4.6海外龍頭—意法半導(dǎo)體：綁定特斯拉，保持SiC領(lǐng)先地位?第三代SiC產(chǎn)品將引領(lǐng)晶體管FoM進(jìn)步，提升產(chǎn)品性能和可靠性，保持慣有領(lǐng)先地位。2021年12月10日，意法半導(dǎo)體推出第三代STPOWERSiC(SiC)MOSFET晶體管，推進(jìn)在電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)功率設(shè)備的前沿應(yīng)用，及在其他以高功率密度、高能效、高可靠性為重要目標(biāo)的場(chǎng)景應(yīng)用。平面MOSFET利用全新的第三代SiC技術(shù)平臺(tái)，意法半導(dǎo)體為晶體管行業(yè)樹(shù)立了新的品質(zhì)因數(shù)(FoM)標(biāo)桿。?2018年，特斯拉全球率先在Model3電驅(qū)主逆變器上，采用了意法半導(dǎo)體供應(yīng)的650VSiCMOSFET器件，被視為SiC上車(chē)的風(fēng)向標(biāo)事件。?持續(xù)加大投資，擴(kuò)大SiC產(chǎn)能(包括意大利Catania和新加坡工廠)，不斷垂直整合供應(yīng)鏈。為了支持汽車(chē)和工業(yè)客戶的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)計(jì)劃，意法半導(dǎo)體計(jì)劃于2024年將SiC晶圓產(chǎn)能提高到2017年的10倍。圖表：特斯拉Model3采用意法半導(dǎo)體650VSiCMOSFET器件圖表：意法半導(dǎo)體推出第三代STPOWERSiCMOSFET晶體管n資料來(lái)源：特斯拉官網(wǎng)，ST官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值4.6海外龍頭—安森美：投資完善SiC供應(yīng)鏈，產(chǎn)能增長(zhǎng)迅速?2021年，安森美完成收購(gòu)SiC晶圓供應(yīng)商GTAdvancedTechnologies(GTAT)。此次收購(gòu)擴(kuò)大了安森美半導(dǎo)體的SiC能力并確?？蛻艄?yīng)，滿足可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的快速發(fā)展，包括電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)充電和能源基礎(chǔ)設(shè)施。安森美計(jì)劃投資擴(kuò)大GTAT的研發(fā)工作，推進(jìn)150mm和200mmSiC晶體生長(zhǎng)技術(shù)，同時(shí)還投資更廣泛的SiC供應(yīng)鏈，包括Fab(晶圓廠)產(chǎn)能和封裝。?針對(duì)SiC應(yīng)用，安森美可提供從襯底、外延到晶圓設(shè)計(jì)/制造等一條龍服務(wù)，能提供裸片、元器件、模塊等工業(yè)器件，為全球客戶提供技術(shù)和應(yīng)用支持。此外，安森美不但有純SiC產(chǎn)品，而且也有應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域的IGBT、SiC混合模塊。圖表：安森美半導(dǎo)體的650VSiC二極管圖表：安森美半導(dǎo)體的1200VSiC二極管n資料來(lái)源：安森美官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值4.6海外龍頭—羅姆：SiC器件市場(chǎng)份額前三，重點(diǎn)研發(fā)8英寸SiC產(chǎn)品?羅姆成立于1958年，是全球知名的半導(dǎo)體廠商，也是SiC器件市場(chǎng)市場(chǎng)份額占比前三的國(guó)外傳統(tǒng)功率龍頭公司。通過(guò)在日本國(guó)內(nèi)外工廠投建新廠房和更新制造設(shè)備等舉措，致力于不斷增強(qiáng)產(chǎn)能。?羅姆于2019年推出的經(jīng)典SiC器件產(chǎn)品SiCMOSFET，其中“SCT3xxxxxHR系列”共10個(gè)型號(hào)，該系列產(chǎn)品支持汽車(chē)電子產(chǎn)品可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC_x0002_Q101，而且產(chǎn)品陣容豐富，擁有13個(gè)機(jī)型。?目前羅姆公司針對(duì)SiC主驅(qū)逆變器應(yīng)用研發(fā)了最新一代的SiC器件，具有業(yè)界頂尖的RonA，現(xiàn)在已經(jīng)有了樣品，即將推向市場(chǎng)，目前已有多家客戶正進(jìn)行評(píng)估。在封裝方面，羅姆支持雙面散熱模塊，支持銀燒結(jié)技術(shù)，對(duì)可靠性和散熱方面都有非常好的改善。另外，羅姆作為少數(shù)幾家IDM模式廠商之一，具備襯底、外延、器件、模塊垂直一體化布局，正著力開(kāi)發(fā)8英寸SiC產(chǎn)品。羅姆垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制圖表：羅姆SiC產(chǎn)品在電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用n華安證券研究所稱稱額募集資金金額1工藝功率芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目23半導(dǎo)體模塊生產(chǎn)線自動(dòng)化改造項(xiàng)目4流動(dòng)資金華安研究?拓展投資價(jià)值4.7國(guó)內(nèi)企業(yè)—斯達(dá)半導(dǎo)：重點(diǎn)攻關(guān)第三代半導(dǎo)體技術(shù)，鞏固國(guó)內(nèi)龍頭地位?產(chǎn)品布局：斯達(dá)半導(dǎo)量產(chǎn)光伏SiC器件及車(chē)規(guī)SiC模塊；投建全SiC功率模組產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，年產(chǎn)8萬(wàn)顆車(chē)規(guī)級(jí)全SiC功率模組生產(chǎn)線和研發(fā)測(cè)試中心；2021年3月宣布使用募集資金向全資子公司斯達(dá)微電子增資19.78億元，用于高壓特色工藝功率芯片和SiC芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目；2021年8月宣布投資5億元在SiC芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目；此外積極布局蓬勃發(fā)展的新能源汽車(chē)市場(chǎng)，斯達(dá)半導(dǎo)體宣布其SiC模塊與小鵬汽車(chē)達(dá)成合作，進(jìn)入其800V高壓平臺(tái)，成長(zhǎng)空間廣闊；與Wolfspeed(CREE)合作開(kāi)發(fā)的1200VSiC模塊已被宇通客車(chē)應(yīng)用于新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)。?2021年公司發(fā)布增發(fā)預(yù)案，募集資金總額不超過(guò)35億元，主要用于高壓特色工藝功率芯片及SiC芯片的研發(fā)。未來(lái)，公司將持續(xù)加大在下一圖表：斯達(dá)半導(dǎo)SiC布局斯達(dá)半導(dǎo)體SiC布局已成功研發(fā)出SiC模塊相關(guān)技術(shù)銀漿燒結(jié)技術(shù)、銅線鍵合技術(shù)已開(kāi)發(fā)出SiC器件模塊光伏SiC模塊已可供客戶批量使用、車(chē)用SiC模塊已經(jīng)完成樣品認(rèn)證SiC、GaN產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)及規(guī)?；a(chǎn)是未來(lái)重點(diǎn)攻關(guān)技術(shù)研發(fā)與開(kāi)發(fā)計(jì)劃之一n資料來(lái)源：斯達(dá)半導(dǎo)公告，斯達(dá)半導(dǎo)招股書(shū)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值?中車(chē)時(shí)代電氣是中國(guó)中車(chē)旗下股份制企業(yè)。公司于2006年在香港聯(lián)交所主板上市，2021年科創(chuàng)板上市，實(shí)現(xiàn)A+H股兩地上市。?功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，公司建有6英寸雙極器件、8英寸IGBT和6英寸碳化硅的產(chǎn)業(yè)化基地，擁有芯片、模塊、組件及應(yīng)用的全套自主技術(shù)。公司全系列高可靠性IGBT產(chǎn)品打破了軌道交通核心器件和特高壓輸電工程關(guān)鍵器件由國(guó)外企業(yè)壟斷的局面。?SiC領(lǐng)域，公司建設(shè)了國(guó)內(nèi)首條6英寸SiC芯片生產(chǎn)線，同時(shí)，公司SiCSBD、SiCMOSFET及SiC模塊均已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。?2022年4月，公司公告擬投資4.62億元進(jìn)行碳化硅芯片生產(chǎn)線技術(shù)能力提升建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)周期24個(gè)月。達(dá)產(chǎn)后，將現(xiàn)有平面柵SiCMOSFET芯片技術(shù)能力提升到滿足溝槽柵SiCMOSFET芯片研發(fā)能力，將現(xiàn)有4寸SiC芯片線提升到6寸，將現(xiàn)有4寸SiC芯片線1萬(wàn)片年產(chǎn)能提升到6寸SiC芯片線2.5萬(wàn)片年產(chǎn)能。圖表：時(shí)代電氣SiC布局名稱一代二代源汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、UPS、風(fēng)電、光伏、船舶運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、智能電網(wǎng)船舶運(yùn)輸、智能電網(wǎng)源汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、UPS、風(fēng)電、光伏交通、新能源n資料來(lái)源：時(shí)代電氣招股書(shū)，華安證券研究所華安證券研究所華安研究?拓展投資價(jià)值4.7國(guó)內(nèi)企業(yè)—新潔能：國(guó)內(nèi)MOSFET領(lǐng)軍企業(yè)，定增加碼SiC布局?新潔能成立于2013年，目前已成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)8英寸及12英寸芯片投片數(shù)量最大的功率半導(dǎo)體公司之一，公司連續(xù)四年名列“中國(guó)半導(dǎo)體功率器件十強(qiáng)企業(yè)”。目前公司已經(jīng)掌握MOSFET、IGBT等多款產(chǎn)品的研發(fā)核心技術(shù)。?2021年11月11日，公司公告定增項(xiàng)目擬募集資金總額不超過(guò)145,000.00萬(wàn)元。其中，擬投入募集資金20,000萬(wàn)元投入第三代半導(dǎo)體SiC/GaN功率器件及封測(cè)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，50,000萬(wàn)元投入SiC/IGBT/MOSFET等功率集成模塊(含車(chē)規(guī)級(jí))的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。圖表：新潔能定增加碼SiC布局項(xiàng)目名稱總投資金額擬投入募集資金金額第三代半導(dǎo)體SiC/GaN功率器件及封測(cè)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化22,380.5220,000.00功率驅(qū)動(dòng)IC及智能功率模塊(IPM)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化61,726.5460,000.00SiC/IGBT/MOSFET等功率集成模塊 (含車(chē)規(guī)級(jí))的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化50,852.3050,000.00n資料來(lái)源：新潔能公告，華安證券研究所華安證券研究所著手在廈門(mén)士蘭明鎵公司建設(shè)一條GaN部評(píng)價(jià)。華安研究?拓展投資價(jià)值4.7國(guó)內(nèi)企業(yè)—士蘭微：SiC產(chǎn)能持續(xù)落地，產(chǎn)品發(fā)展未來(lái)可期?公司擁有5、6、8英寸芯片生產(chǎn)線和正在建設(shè)的12英寸芯片生產(chǎn)線和先進(jìn)化合物芯片生產(chǎn)線。產(chǎn)品方面，公司完成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的高壓BCD、超薄片槽柵IGBT、超結(jié)高壓MOS