新材料行業第三代半導體系列一：同質外延SiC需求廣闊掘金百億高成長賽道-230306（33頁）.pdf

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1、 證券研究報告證券研究報告 請務必閱讀正文之后第請務必閱讀正文之后第 34 頁起的免責條款和聲明頁起的免責條款和聲明 同質外延同質外延 SiC 需求廣闊，掘金百億高成長賽道需求廣闊，掘金百億高成長賽道 新材料行業第三代半導體系列一2023.3.6 中信證券研究部中信證券研究部 核心觀點核心觀點 李超李超 新材料行業首席 分析師 S1010520010001 陳旺陳旺 新材料分析師 S1010520090003 SiC 器件性能優勢顯著，下游應用環節器件性能優勢顯著，下游應用環節廣闊，在高功率應用上替代硅基產品具廣闊，在高功率應用上替代硅基產品具有強確定性，有強確定性，預計預計未來幾年行業將保持

2、高增速。未來幾年行業將保持高增速。當前時間點，國內龍頭企業不當前時間點，國內龍頭企業不斷擴張產能，搶占市場份額，有望打破海外壟斷，投資價值凸現。建議關注襯斷擴張產能，搶占市場份額，有望打破海外壟斷，投資價值凸現。建議關注襯底底、外延、外延環節具有技術優勢且持續獲得下游訂單的環節具有技術優勢且持續獲得下游訂單的龍頭企業龍頭企業。第三代半導體適用于高壓、高頻、高溫、高功率領域第三代半導體適用于高壓、高頻、高溫、高功率領域。第三代半導體材料具有更寬的禁帶、更高的擊穿電場、更高的熱導率、更高的電子飽和速率，在高壓、高頻、高溫、高功率等領域具有更強的適用性。2021 年 GaN 全球滲透率約 0.2%，

3、SiC 滲透率近 2%。SiC 商用更加成熟，在高功率應用中優勢地位凸顯，在光伏新能源、軌道交通、智能電網、新能源汽車及充電樁等領域均具有廣泛應用。SiC 產業鏈材料環節至關重要，襯底技術密集，外延承上啟下產業鏈材料環節至關重要，襯底技術密集，外延承上啟下。SiC 產業鏈包含單晶生長、襯底制備、外延生長、芯片制造、器件制造、模塊封裝和終端應用等環節。在材料端，襯底制備難度大，需解決生產速率慢、缺陷控制不易、產品良率低等問題，是產業鏈中技術密集型和資金密集型的環節；外延生長是承上啟下的關鍵一環，外延可以大幅優化襯底形貌，有效減弱晶體生長與加工中引入的缺陷所造成的不利影響，進而顯著提升 SiC 器

4、件的性能與可靠性。海外占據海外占據 SiC 市場主流，國內龍頭快速追趕市場主流，國內龍頭快速追趕。當前美歐日占據全球 SiC 產業主要市場，其中美國一家便占有全球 70%-80%的 SiC 產量，但行業尚處于發展早期，國內企業有望在快速成長中做大做強，挑戰海外巨頭壟斷地位。襯底方面，2021 年半絕緣型 SiC 廠商天岳先進市占率 30%，2018 年導電型 SiC 廠商天科合達市占率 1.7%，兩家擴產規劃持續推進。外延方面，國內龍頭公司東莞天域、瀚天天成近年亦在快速擴張產能，有望大幅提升市占率。多領域驅動多領域驅動 SiC 需求需求，同質外延片，同質外延片 2025 年年國內國內市場市場規

5、模有望規模有望超超百億百億。我們測算我們測算：（1）新能源車方面，電機驅動系統、車載充電系統、電源轉換系統構成 SiC 最大市場，我們預計 2025 年 SiC 需求 118 萬片（對應 6 英寸，下同）；（2）充電樁方面，高壓充電樁解決充電速度+里程焦慮問題，我們預計 2025 年 SiC 需求 33 萬片；（3）光伏方面，SiC 大幅改善光伏逆變器性能，我們預計 2025 年SiC 需求 16 萬片。綜上，預計 2025 年中國導電型碳化硅需求量將達 202 萬片，對應未來三年 CAGR 為 65.53%，對應導電型 SiC 襯底市場需求約 100 億元，對應 SiC 同質外延片市場需求約

6、 191 億元。風險因素：風險因素：下游需求放量不及預期；技術滲透率提升速度不及預期；產能擴張速度不及預期；其他技術創新對 SiC 的影響。投資策略投資策略：SiC 器件性能優勢顯著，下游應用環節廣闊，在高功率應用上替代硅基產品具有強確定性，預計未來幾年行業將保持高增速。在當前時間點，國內龍頭企業不斷擴張產能，搶占市場份額，有望打破海外壟斷，投資價值凸現。建議關注襯底環節具有技術優勢且持續獲得下游訂單的天科合達、天岳先進、東尼電子、南砂晶圓，以及在外延環節持續擴張產能的龍頭公司東莞天域、瀚天天成。新材料新材料行業行業 評級評級 強于大市（維持）強于大市（維持）新材料新材料行業行業第三代半導體系

7、列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 2 目錄目錄 第三代半導體適用于高壓、高頻、高溫、高功率領域第三代半導體適用于高壓、高頻、高溫、高功率領域.5 SiC 產業鏈全景：襯底技術密集，外延承上啟下產業鏈全景：襯底技術密集，外延承上啟下.8 SiC 格局：海外占據市場主流，國內龍頭快速追趕格局：海外占據市場主流，國內龍頭快速追趕.12 美歐日占據全球產業鏈主要市場，各環節國內快速成長.12 襯底環節美國全球領先，行業大踏步邁進擴產步伐.12 外延環節美日兩強局面，國內龍頭企業發展提速.14 SiC 需求：多領域驅動，同質外延片國內市場望達百億需求：多領域驅動

8、，同質外延片國內市場望達百億.15 新能源車電驅系統主逆變器增長強勁，預計 2025 年 SiC 需求約 118 萬片.15 高壓充電樁解決充電速度+里程焦慮問題，預計 2025 年 SiC 需求約 33 萬片.18 SiC 大幅改善光伏逆變器性能，預計 2025 年 SiC 需求約 16 萬片.22 SiC 在其他眾多領域均有巨大市場前景，預計 2025 年需求量約 36 萬片.24 總結：2025 年中國導電型 SiC 襯底 100 億元，SiC 同質外延片 191 億元.25 重點公司重點公司.25 天岳先進：半絕緣 SiC 襯底領先企業，募投項目持續擴張產能.25 天科合達：導電型 S

9、iC 襯底領先企業，8 英寸產品有望 23 年量產.26 東尼電子：導電型 SiC 襯底已量產交貨，研發團隊功底深厚.26 同光晶體：布局導電型 SiC 襯底，承擔多項重大項目.27 山西爍科：4 英寸半絕緣 SiC 已產業化，持續向大尺寸邁進.27 南砂晶圓：與山東大學開展產學研合作，SiC 襯底產品系列豐富.27 天域半導體：SiC 外延片領軍企業，規模體量國內領先.28 瀚天天成：中美合資高新技術企業，產能規模擴張迅速.28 風險因素風險因素.29 投資策略投資策略.29 qQnM3Z8ZbZfVuYfWNAaQ8Q6MoMmMpNnOjMnNtQiNmMoRbRmNnNvPmNrNuO

10、mNqM 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 3 插圖目錄插圖目錄 圖 1：三代半導體材料.5 圖 2：不同電壓下 SiC、GaN、Si 各自的優勢領域.7 圖 3：不同頻率下 SiC，GaN，Si 各自的優勢領域.7 圖 4：碳化硅半導體器件生產工序.8 圖 5：PVT 法生長碳化硅晶體示意圖.10 圖 6：SiC JBS 成本構成.10 圖 7：SiC-CVD 外延 5 種典型反應室結構示意圖.11 圖 8：碳化硅產業鏈全景.12 圖 9：2018 年全球導電型 SiC 襯底市場占有率.13 圖 10：2020 年全

11、球半絕緣型 SiC 襯底市場占有率.13 圖 11：2021 年全球 SiC 襯底市場格局.13 圖 12：我國 SiC 襯底已公布規劃產能分布.14 圖 13：SiC 在新能源車中的應用.15 圖 14：Si IGBT 與 SiC MOSFET 器件功耗對比.16 圖 15：Si IGBT 與 SiC MOSFET 器件效率對比.16 圖 16：2017-2020 年 650V SiC 和 Si 器件價格比較.16 圖 17：SiC MOSFET 2019-2020 年平均價格.16 圖 18：直流快速充電樁由一級 AC-DC 和一級 DC-DC 組成.18 圖 19：400KM 里程續航所

12、需充電時間.19 圖 20：中國充電樁行業 SiC 滲透率預測.20 圖 21：中國新能源充電樁行業市場規模.20 圖 22：光伏逆變器原理圖.22 圖 23：SiC 器件改善光伏逆變器性能.23 圖 24：光伏逆變器中 SiC 功率器件占比.23 圖 25：軌道交通領域碳化硅功率器件占比.24 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 4 表格目錄表格目錄 表 1：三代半導體材料的指標參數對比.6 表 2：不同 SiC 單晶制備方法比較.9 表 3：碳化硅企業不同尺寸產品量產時間線.14 表 4：國內 SiC 相關產品產能統

13、計.15 表 5：采用 SiC 基 OBC 系統的節約成本比較.17 表 6：中國新能源車領域 SiC 晶片市場需求測算.17 表 7：不同 AC/DC 拓撲結構所需 SiC 器件數量.18 表 8：20-30 kW 范圍內不同 DC/DC 拓撲結構所需 SiC 器件數量.19 表 9：50kW+不同 DC/DC 拓撲結構所需 SiC 器件數量.19 表 10：中國直流充電樁數量預測.21 表 11：中國充電樁領域 SiC 晶片市場需求測算.21 表 12：中國光伏領域 SiC 晶片市場需求測算.24 表 13：中國其他領域 SiC 晶片市場需求測算.25 表 14：中國導電型 SiC 市場規

14、模測算.25 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 5 第三代半導體適用于第三代半導體適用于高壓、高頻、高溫、高功率高壓、高頻、高溫、高功率領域領域 材料是半導體產業發展基石，不斷涌現新的材料體系。材料是半導體產業發展基石，不斷涌現新的材料體系。第一代半導體興起于 20 世紀50 年代，是以 Si、Ge 為代表的單質半導體。其中，硅基半導體材料發展時間長、制備工藝復雜度低、技術成熟度高，在電子信息、新能源、光伏等領域運用廣泛。但是，這類材料帶隙較窄、電子遷移率和擊穿電場較低，在光電子領域、高頻高功率器件方面應用受到明顯限制

15、。第二代半導體興起于 20 世紀 90 年代，移動通信的飛速發展推動了以砷化鎵（GaAs）、銻化銦（InSb）為代表的化合物半導體材料的發展。這類材料相較第一代半導體材料，更適合制作高速、高頻、大功率以及發光電子器件，在微波通訊、光通訊等領域有廣泛應用。但是，第二代半導體材料存在資源稀缺、價格高昂、材料本身具有毒性，以及可能造成環境污染等問題，使其在應用上同樣具有局限性。第三代半導體興起于 21 世紀，與前兩代半導體材料相比，以 SiC 與 GaN 為代表的第三代半導體材料具有更寬的禁帶(2.3eV)、更高的擊穿電場、更高的熱導率、更高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力。同時，SiC 材料更有效

16、克服了資源稀缺、毒性、環境污染等問題，在高壓、高頻、高溫、高功率等領域具有更強的適用性。圖 1：三代半導體材料 資料來源：天岳先進官網，中信證券研究部 三代半導體材料在特定的應用場景中存在各自比較優勢。三代半導體材料在特定的應用場景中存在各自比較優勢。硅基半導體材料由于儲量豐富、價格低的特點，目前是產量最大、應用最廣的半導體材料，90%以上的半導體產品為硅基，主要應用于低壓、低頻、低功率的晶體管和探測器中；砷化鎵半導體材料廣泛應用于光電子和微電子領域，是制作半導體發光二極管的關鍵襯底材料；對于工作頻段更高、輸出功率要求更高的器件，第三代半導體是更好的選擇，主要應用于 5G 通信、國防和新能源汽

17、車領域。第三代半導體主要包括 SiC、氮化物、氧化物和金剛石等。其中，SiC 和GaN 是第三代半導體中應用最廣的兩類材料，兩者工藝最為成熟，且在產業化上推進最快。第第一代（一代（2020世紀世紀5050年代）年代）：單質半導體單質半導體 Si,Ge GaAs,InSb等等 SiC,GaN等等第二代（第二代（2020世紀世紀9090年代）年代）：化合物半導體化合物半導體第三代（第三代（2121世紀）世紀）：寬禁帶半導體寬禁帶半導體 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 6 表 1：三代半導體材料的指標參數對比 指標參數指標

18、參數 硅硅（第一代）（第一代）砷化鎵砷化鎵（第二代）（第二代）碳化硅碳化硅（第三代）（第三代）氮化鎵氮化鎵（第三代）（第三代）備注備注 禁帶寬度（eV）1.12 1.43 3.2 3.4 數值越大，耐高壓性能最好 飽和漂移速率（107 cm/s）1.0 1.0 2.0 2.5 數值越大，高頻性能越好 熱導率（W cm-1 K-1）1.5 0.54 4.0 1.3 數值越大，耐高溫性能越好 擊穿電場強度（MV/cm）0.3 0.4 3.5 3.3 數值越大，耐高壓性能越好 資料來源：天岳先進招股說明書，寬禁帶半導體高頻及微波功率器件與電路（趙正平），中信證券研究部 GaN 與與 SiC 這兩種寬

19、禁帶半導體材料間也存在這兩種寬禁帶半導體材料間也存在明顯明顯差異。差異。（1）二者的適用電壓不同因而目標應用也不同：SiC 適用的電壓范圍為 650 V-3.3 kV，是 1200 V 以上的高頻器件,同時兼有功率密度高的特點。因此，SiC 在太陽能逆變器、新能源汽車充電、軌道交通、燃料電池中的高速空氣壓縮機、DCDC、電動汽車電機驅動、數字化趨勢下的數據中心等領域都有著廣泛應用。相比 SiC，GaN 的適用電壓范圍更低，一般從中壓 80 V 到 650 V。（2）二者在熱導率上的較大差異，使得 SiC 在高功率應用中幾乎占據統治地位：由于 SiC的熱導率是 GaN 的近 4 倍，高熱導率有助

20、于功率器件的散熱，在同樣的輸出功率下可以保持更低的溫度，從而有效避免半導體器件在高溫下因出現載流子的本征激發，而導致器件失效。而且，材料更高的熱導率會使得器件對散熱設計的要求更低，從而助力設備的小型化。（3）高電子遷移率和電子飽和速度讓 GaN 在高頻率應用中更占優：GaN 相比 Si和 SiC 更高的電子遷移率和電子飽和速度另其具有更高的開關速度（可達 MHz 級），因而在開關頻率最高的中等功率應用（如快充等）中更具優勢。此外，在光電子領域，GaN 在Micro-LED、深紫外 LED 等熱門賽道同樣表現優異。當然，SiC 和 GaN 在應用端各具優勢的同時，亦能有效合作：在微波射頻領域，通

21、過在半絕緣 SiC 襯底上外延生長氮化鎵，可以制備 SiC 基 GaN-HEMT。這是現今制造 5G 基站功率放大器最重要的材料。整體上整體上 SiC 的商用更加成熟，而的商用更加成熟，而 GaN 市場則處于起步階段。市場則處于起步階段。從 2010 年 IR 發布業界第一款硅基 GaN 開關器件到現在，業界對 GaN 的研究已經深入了很多，但真正大規模的應用仍局限于最近數年。相比 GaN 市場，從 1970 年代便開始功率器件的研發，1980 年代晶體質量和制造工藝獲得大幅改進，90 年代末開始加速發展的 SiC 市場，運行的時間要長得多，現存器件數量要大得多，也因而更為成熟。根據 Yole

22、 的測算（轉引自新材料在線），截至 2021 年，全球半導體材料市場，GaN 的滲透率僅 0.17%，而 SiC 的滲透率為1.98%。本文的后續研究將聚焦于 SiC 行業。新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 7 圖 2：不同電壓下 SiC、GaN、Si 各自的優勢領域 資料來源：寬禁帶半導體行業深度 SiC 與 GaN 的興起與未來（劉翔，劉尚），中信證券研究部 圖 3：不同頻率下 SiC，GaN，Si 各自的優勢領域 資料來源：英飛凌官網，第三代半導體與硅器件將長期共存（英飛凌科技著），中信證券研究部 GaN性能標準

23、性能標準頻率、效率、功率密度頻率、效率、功率密度低低中中高高GaNSiCSiCSiC低電壓低電壓5050-300300 V V中中電壓電壓400400-900 900 V V高電壓高電壓1000 V1000 V半導體擊穿電壓半導體擊穿電壓SiCSi IGBTSi IGBTSi SJSiCGaNSi SJSi IGBTGaNSi Trench（CB&SG）Si Trench（with charge balance&shielded gate）輸出功率（輸出功率（W W）頻率（頻率（HzHz）1k10k100k1M10M1k10k100k1M10MSiCSiGaNOBCPileCentral PV

24、String PVOBC:車載充電裝置車載充電裝置Pile：充電樁：充電樁Central PV：中央光伏：中央光伏String PV：分布式光伏：分布式光伏 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 8 SiC 產業鏈全景：襯底技術密集，外延承上啟下產業鏈全景：襯底技術密集，外延承上啟下 碳化硅半導體器件生產工序主要包括碳化硅高純粉料、單晶襯底、外延片、功率器件、碳化硅半導體器件生產工序主要包括碳化硅高純粉料、單晶襯底、外延片、功率器件、模塊封裝和終端應用等環節。模塊封裝和終端應用等環節。碳化硅高純粉料是采用 PVT 法生長碳

25、化硅單晶的原料，其產品純度直接影響碳化硅單晶的生長質量以及電學性能。單晶襯底是半導體的支撐材料、導電材料和外延生長基片。外延是指在碳化硅襯底上生長了一層有一定要求的、與襯底晶向相同的單晶薄膜的碳化硅片或者氮化鎵外延層。圖 4：碳化硅半導體器件生產工序 資料來源：簡析碳化硅在半導體行業中的發展潛力（楊璽，蘇丹，茹毅等），新能源汽車網，羅姆官網，瀚天天成公司官網，中信證券研究部（1）襯底環節：）襯底環節：PVT 法是法是 SiC 晶體生長主流方法，且對應的晶體生長主流方法，且對應的 SiC 襯底可分為半絕緣襯底可分為半絕緣型和導電型兩類。型和導電型兩類。高純 SiC 粉體生產主要是在高溫下（200

26、0以上）反應合成能滿足晶體生長要求的高純 SiC 微粉原料。粉體的純度將直接影響 SiC 單晶的生長質量及電學性能。SiC 晶體生長方法主要有物理氣相傳輸法（PVT 法）、高溫化學氣相沉積法（CVD 法）、頂部籽晶溶液生長法（TSSG 法）等。其中，目前大規模產業化中主要采用 PVT 法。單晶襯底是半導體的支撐材料、導電材料和外延生長基片。單晶襯底加工是通過對 SiC 晶體整形加工、切片加工、晶片研磨、拋光、檢測、清洗等一系列機加工工序，制得透明或半透明、無損傷層、低粗糙度的 SiC 襯底的過程。SiC 襯底可分為半絕緣型和導電型兩類。半絕緣型襯底主要通過去除晶體中的各種雜質（尤其是淺能級雜質

27、），來實現晶體本征高電阻率，而導電型襯底則是通過在晶體生長過程中引入氮元素，來實現低晶體電阻率。新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 9 表 2：不同 SiC 單晶制備方法比較 制備方法制備方法 物理氣相傳輸法（物理氣相傳輸法（PVT）高溫化學氣相沉積法（高溫化學氣相沉積法（CVD）頂部籽晶溶液生長法（頂部籽晶溶液生長法（TSSG）重要參數重要參數 典型生長速率：200-400m/h；生長溫度：2200-2500；晶型：4H&6H；典型生長速率：300+m/h；生長溫度：2200；晶型：4H&6H；典型生長速率：500m/

28、h；生長溫度：1460-1800；晶型：4H&6H；工藝方法工藝方法示意圖示意圖 優點優點 1.技術發展最成熟，應用最廣泛的 SiC晶體生長方法，占據主流；2.設備成本低，結構簡單；3.耗材成本低 1.制備出的 SiC 純度高于 PVT 法；2.Si/C 原子比例能夠控制；3.生長原料供應的連續性好；4.一體化設備，且參數可調控；5.晶體缺陷少，且生長過程摻雜方便 1.位錯密度低于 PVT 法；2.可以獲得 p 型晶體；3.生長成本低 缺點缺點 1.半絕緣型制造困難，生長厚度受限，沒有一體化設備；2.晶體缺陷密度高、成品率低，擴徑困難，成本高；3.生長速率慢；4.長晶過程可監控生長參數少 1.

29、反應緩慢；2.設備昂貴、耗材/原料成本高，且維護困難；3.可監控生長參數較少；4.生長過程中，進氣口和排氣口易堵塞，因而設備穩定性較低 1.金屬雜質難以控制；2.Si 在溶液中溶解度有限，制得晶體尺寸小，目前主要用于實驗研究；3.晶體生長緩慢；4.對材料要求高 應用廠商應用廠商 Wolfspeed/II-IV/Dow Corning/Sicrystal等 Norstel/日本電裝等 住友金屬等 資料來源：粉體網，高溫溶液法生長 SiC 單晶的研究進展（王國賓，李輝，盛達等），第三代半導體 SiC 芯片關鍵裝備現狀及發展趨勢（楊金，鞏小亮，何永平），中信證券研究部 難點上看：難點上看：生產碳化硅

30、單晶襯底的關鍵步驟是單晶的生長，也是碳化硅半導體材料應用的主要技術難點，是產業鏈中技術密集型和資金密集型的環節。影響碳化硅襯底成本的制約性因素在于生產速率慢、缺陷控制難度大、產品良率低。硅單晶的生長速度約為300mm/h，碳化硅單晶的生長速度約為 400m/h，兩者相差近 800 倍。舉例來說，五六厘米的晶錠形成，需連續穩定生長 200-300 小時，碳化硅晶錠制備速率十分緩慢，這使得晶錠造價高昂。碳化硅單晶在 2300以上的密閉腔室內完成“固-氣-固”的轉化重結晶過程，生產周期長、控制難度大。此外，碳化硅單晶包括 200 多種不同晶型，生產過程中單一特定晶型難以穩定控制。新材料新材料行業行業

31、第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 10 圖 5：PVT 法生長碳化硅晶體示意圖 圖 6：SiC JBS 成本構成 資料來源：天科合達招股說明書，中信證券研究部 資料來源：CASA 測算，基本半導體公司官網，中信證券研究部（2）外延環節：）外延環節：外延外延層厚度影響層厚度影響 SiC 器件器件耐壓耐壓等級等級，不同外延方式可用于制備不同，不同外延方式可用于制備不同器件。器件。SiC 外延環節是在 SiC 襯底上，通過化學氣相沉積、液相外延、分子束外延、或升華外延等方法，生長一層具有特定要求且晶體取向與襯底相同的單晶薄膜的過程。目前大規模生

32、產中主要采用化學氣相沉積法。外延過程可以使表面晶格排列整齊，大幅優化襯底形貌，從而有效減弱晶體生長與加工中引入的缺陷所造成的不利影響，進而顯著提升 SiC器件的性能與可靠性。不同外延層厚度對應不同耐壓等級的器件規格，因而對應不同系列的產品。通常，1m 對應 100V 左右的耐壓。因此，耐壓在 600V 左右時，需要 6m 左右的外延層。若耐壓高于 10000V，則相應的外延層厚度也需要在 100m 以上。通過在半絕緣型 SiC 襯底上生長 GaN 外延層，可以制得用于制備 GaN 射頻器件的 SiC 基 GaN 外延片。若在導電型 SiC 襯底上生長 SiC 外延層，則可制得用于制備各類功率器

33、件的 SiC 外延片。難點上來看：難點上來看：一方面，SiC 外延生長的參數要求很高，包括設備密閉性、反應室氣壓、氣體通入時間、氣體配比情況、沉積溫度控制等。一方面，厚度、摻雜濃度均勻性作為外延片的核心參數，在器件耐壓等級不斷提升下，難度隨之大幅提升。隨著外延層厚度的增加，控制厚度和電阻率均勻性以及缺陷密度的難度越來越大。SiC襯底50%外延25%前段20%封測5%新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 11 圖 7：SiC-CVD 外延 5 種典型反應室結構示意圖 資料來源：化學氣相沉積法碳化硅外延設備技術進展（韓躍斌，蒲

34、勇，施建新）（3）器件環節：）器件環節：器件制造環節器件制造環節以以 IDM 模式最為常見模式最為常見。SiC 器件環節主要負責芯片的制造，整體涉及的流程較長，以集合芯片設計、芯片制造、芯片封裝和測試等多個產業鏈環節于一體的 IDM（Integrated Device Manufacture）模式最為常見。SiC 器件封裝環節主要包括芯片固定、引線封裝等步驟，用以解決散熱和可靠性等問題。SiC 功率器件主要包括 SiC 二極管、SiC 開關管、SiC 功率模塊等，以直插式（TO）封裝為主。相比上游，SiC 下游工藝制程具有更高的包容性和寬容度。下游制造環節對設備的要求也相對較低，投資額相對較小

35、。（4）應用環節：）應用環節：能源轉換和射頻通訊是能源轉換和射頻通訊是下游應用下游應用的主要方向的主要方向。終端應用環節，功能為電力設備電能變換和控制電路的 SiC 功率器件，包括 MOSFET、IGBT、晶閘管、功率二極管、功率三極管等，主要應用于光伏新能源、軌道交通、智能電網、新能源汽車及充電樁等。功能為無線通信中的信號轉換的 SiC 射頻器件，包括濾波器、低噪聲放大器、功率放大器、射頻開關等，則主要被運用于 5G 通信基站、雷達等。新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 12 圖 8：碳化硅產業鏈全景 資料來源：天岳先

36、進招股說明書，Yole（轉引自天岳先進招股說明書），中信證券研究部 SiC 格局：海外占據市場主流，國內龍頭快速追趕格局：海外占據市場主流，國內龍頭快速追趕 美歐日占據全球產業鏈主要市場，各環節國內快速成長美歐日占據全球產業鏈主要市場，各環節國內快速成長 美、歐、日美、歐、日占據占據全球全球 SiC 產業產業主要市場，國內廠商各環節快速成長主要市場，國內廠商各環節快速成長。全球 SiC 市場中，美國一家獨大，占有全球 70%-80%的 SiC 產量，典型公司包括 Wolfspeed（CREE）、IIVI、Microsemi 等。歐洲擁有從襯底、外延、器件到應用的完整 SiC 產業鏈，典型公司包

37、括英飛凌（Infineon）、意法半導體（ST）等。日本在設備與模塊開發方面領先，典型公司有羅姆半導體（ROHM）、三菱電機（Mitsubishi）、富士電機（Fuji）、瑞薩（Renesas）等。根據 Yole 數據（轉引自天岳先進招股說明書），2021 年 SiC 基功率器件市占率約為5%，行業處于發展早期，格局尚未定型，國內企業在快速發展中有望做大做強，挑戰海外巨頭壟斷地位。在襯底環節，國內涌現出天科合達、天岳先進、同光晶體、山西爍科、東尼電子、南砂晶圓等優秀企業；外延環節，國內廠商包括東莞天域、瀚天天成等；設計廠商包括飛锃半導體、上海瀚薪等；IDM 廠商包括泰科天潤、瞻芯電子、中科漢韻

38、、三安集成、華潤微等。國內供應鏈在各個環節均有布局，有望在巨大需求拉動下實現快速成長。襯底環節美國全球領先，行業大踏步邁進擴產步伐襯底環節美國全球領先，行業大踏步邁進擴產步伐 襯底方面，襯底方面，Wolfspeed 是全球最大是全球最大 SiC 襯底生產商，美國占據全球襯底生產商，美國占據全球 SiC 襯底市場最襯底市場最大份額。大份額。美國 Wolfspeed 因布局較早，襯底良率及產能均全球領先。又由于下游芯片制造商在襯底選擇上的謹慎性，Wolfspeed 襯底的市場份額在半絕緣型和導電型兩塊都領先全球。根據 Yole 數據（轉引自天岳先進招股書），半絕緣型 SiC 襯底市場方面，2020

39、 年，Wolfspeed 以 33%的市占率，與 II-VI、天岳先進形成三足鼎立的格局，天岳先進市占率為30%。導電型 SiC 襯底市場方面，2018 年，Wolfspeed 以 62%的市占率領先于其他生產 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 13 商，國內廠商天科合達市占率為 1.7%。從地域上看，美國占據了全球約 76%的 SiC 襯底的市場份額，遠超其他地區市場份額的總和。圖 9：2018 年全球導電型 SiC 襯底市場占有率 圖 10：2020 年全球半絕緣型 SiC 襯底市場占有率 資料來源：Yole（轉引

40、自天岳先進招股書），中信證券研究部 資料來源：Yole（轉引自天科合達招股書），中信證券研究部 圖 11：2021 年全球 SiC 襯底市場格局 資料來源：Wolfspeed 官網，ROHM 公司年報，半導體行業觀察，新材料在線，中信證券研究部 從技術方面考慮，由于全球行業龍頭企業在碳化硅領域起步較早，因此在碳化硅襯底從技術方面考慮，由于全球行業龍頭企業在碳化硅領域起步較早，因此在碳化硅襯底各尺寸量產推出時間方面，天科合達、天岳先進仍扮演追趕者角色。各尺寸量產推出時間方面，天科合達、天岳先進仍扮演追趕者角色。在 4 英寸襯底量產時間上，天科合達晚于龍頭企業科銳公司 12 年，天岳先進晚于科銳公

41、司 16 年；在 6 英寸襯底的量產時間上，天科合達、天岳先進分別晚于科銳公司 5 年和 10 年之久；在 8 英寸襯底方面，兩家國內企業尚不具備量產能力。62%16%12%4%2%1.70%0.50%0.50%1.30%WolfspeedII-IVROHM陶氏昭和電工天科合達ST天岳先進其他33%35%30%2%WolfspeedII-IV天岳先進其他62%14%13%5%4%2%Wolfspeed(美國)II-IV(美國)SiCrystal(ROHM,日本)SK Siltron(韓國)天科合達(中國)其他 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀

42、正文之后的免責條款和聲明 14 表 3：碳化硅企業不同尺寸產品量產時間線 公司名稱 4 英寸 6 英寸 8 英寸 具備量產能力時間 早于天科合達/天岳先進年數 具備量產能力時間 早于天科合達/天岳先進年數 具備量產能力時間 科銳公司 1999 年 12 年/16 年 2009 年 5 年/10 年 2015 年 貳陸公司 2005 年 6 年/10 年 2012 年 2 年/7 年 2019 年 天科合達 2011 年/2014 年/2020 年啟動研發 天岳先進 2015 年/2019 年/尚不具備量產能力 資料來源：天岳先進招股書，天科合達招股書，中信證券研究部 從產能方面看，全球碳化硅半

43、導體市場快速發展并已經迎來爆發期，國際巨頭紛紛加從產能方面看，全球碳化硅半導體市場快速發展并已經迎來爆發期，國際巨頭紛紛加大投入實施擴產計劃。大投入實施擴產計劃。其中，碳化硅國際標桿企業科銳公司于 2019 年宣布投資 10 億美元計劃擴產 30 倍，以滿足未來市場需求；此外，美國貳陸、日本羅姆也陸續公布相應擴產計劃。國內企業天岳先進、天科合達、山西爍科、三安光電、露笑科技等企業也紛紛公布擴產計劃，進一步實現國產化替代，大大縮短與國外企業在第三代半導體行業的差距。根據各公司公告，我們計算國內 SiC 襯底年產能遠期規劃超 420 萬片，考慮受襯底良率及質量等因素影響，并預計實際產出會打折扣。圖

44、 12：我國 SiC 襯底已公布規劃產能分布 資料來源：各公司公告，新材料在線，中信證券研究部 外延環節美日兩強局面，國內龍頭企業發展提速外延環節美日兩強局面，國內龍頭企業發展提速 SiC 外延設備由于價格昂貴且交期長，行業由外延設備由于價格昂貴且交期長，行業由 Wolfspeed 和昭和電工雙寡頭壟斷。和昭和電工雙寡頭壟斷。此外 SiC 外延企業還有 II-VI、ROHM、Dow Corning、三菱電機、ST、Infineon 等。國內主要廠商為東莞天域、瀚天天成，此外普興電子、55 所、三安光電、中電化合物、啟迪半導體等亦有布局。從產能上來看，2020 年國內 SiC 同質外延片產能折合

45、 6 英寸為 22 萬片，SiC 異質外延片產能折合 6 英寸為 48 萬片。而國內 SiC 外延領域龍頭公司近年正快速擴張其產能，有望大幅提升市占率。（1）瀚天天成：碳化硅產業園項目一期于 2019 年年底投產；二期項目于 2020 年開工，2022 年竣工，6 英寸 SiC 外延片年產能達 20 萬片；三期項目規劃產能 140 萬片。新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 15（2）東莞天域：已實現 4、6 英寸 SiC 外延片全系列產品的批量生產，2022 年新增100 萬片/年的 6 英寸/8 英寸碳化硅外延晶片產能

46、，公司預計 2025 年竣工并投產。表 4：國內 SiC 相關產品產能統計 應用方向應用方向 產業環節產業環節 2020 年產能（萬片年產能（萬片/年）年）SiC 電力電子 SiC 導電型襯底（折合 4 英寸）40 SiC-on-SiC 外延（折合 6 英寸）22 SiC-on-SiC 器件/模塊（折合 6 英寸）26 GaN 電力電子 GaN-on-SiC 外延（折合 6 英寸）28 GaN-on-SiC 器件/模塊（折合 6 英寸）22 GaN 射頻微波 SiC 半絕緣型襯底（折合 4 英寸）18 GaN-on-SiC 外延（折合 6 英寸）20 GaN-on-SiC 器件/模塊（折合 6

47、 英寸）16 資料來源：CASA，新材料在線，中信證券研究部 SiC 需求：多領域驅動，同質外延片國內市場需求：多領域驅動，同質外延片國內市場望達百億望達百億 新能源車電驅系統主逆變器增長強勁，新能源車電驅系統主逆變器增長強勁，預計預計 2025 年年 SiC 需求約需求約 118 萬片萬片 新能源汽車系統架構中涉及到功率半導體應用的組件包括：電機驅動系統、車載充電新能源汽車系統架構中涉及到功率半導體應用的組件包括：電機驅動系統、車載充電系統（系統（OBC）、電源轉換系統（車載）、電源轉換系統（車載 DC/DC）和非車載充電樁。）和非車載充電樁。碳化硅器件應用于電機驅動系統中的主逆變器、車載充

48、電系統和電源轉換系統，能夠有效降低開關損耗、提高極限工作溫度、提升系統效率。2020 年，特斯拉 Model3 以及比亞迪漢已經采用碳化硅功率模塊，特斯拉 Model 3 是第一個集成全 SiC 功率模塊的車企，主要采購意法半導體的 650V 碳化硅功率器件，特斯拉逆變器由 24 個 1-in-1 功率模塊組成。預計隨著成本下降，未來越來越多的電動汽車將采用碳化硅模塊。圖 13：SiC 在新能源車中的應用 資料來源：新材料在線 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 16 對比對比 Si IGBT 和和 SiC MOSFET

49、 在電動車領域的應用，相同規格的碳化硅基在電動車領域的應用，相同規格的碳化硅基 MOSFET較硅基較硅基 IGBT 的功率損耗降低了的功率損耗降低了 70%以上，效率提升了以上，效率提升了 1-3%。此外，SiC 器件的工作結溫在 200以上，工作頻率在 100kHz 以上，耐壓可達 20kV，這些性能都優于傳統硅器件；碳化硅器件體積可減小到 IGBT 整機的 1/3-1/5，重量可減小到 40-60%。隨著新能源汽車的發展，對功率器件需求量日益增加，成為功率半導體器件新的增長點。圖 14：Si IGBT 與 SiC MOSFET 器件功耗對比（單位：瓦）圖 15：Si IGBT 與 SiC

50、MOSFET 器件效率對比 資料來源：Benefits of new CoolSiCTM MOSFET（Waldemar.Jakobi，Andre Uhlemann，Christian Schweikert），中信證券研究部 資料來源：Benefits of new CoolSiCTM MOSFET（Waldemar.Jakobi，Andre Uhlemann，Christian Schweikert），中信證券研究部 制約碳化硅器件替代速度的主要原因是成本，然而碳化硅器件與傳統硅基器件差價正制約碳化硅器件替代速度的主要原因是成本，然而碳化硅器件與傳統硅基器件差價正在持續縮小。在持續縮小。Si

51、C SBD 產品價格由 2017 年的 4.1 元/A 下降到了 2020 年的 1.58 元/A，與硅基器件的差價在 3.8 倍左右。從 2019 年到 2020 年，1200V 和 1700V 的 SiC MOSFET的平均價格跌幅達到 30%-40%，有助于加速碳化硅 MOS 器件的市場滲透。圖 16：2017-2020 年 650V SiC 和 Si 器件價格比較（單位：元/A）圖 17：SiC MOSFET 2019-2020 年平均價格（單位：元/A）資料來源：Mouser，Digi-Key，CSA，中信證券研究部 資料來源：Mouser，Digi-Key，CSA，中信證券研究部

52、碳化硅器件的優良性能加速碳化硅在電動車功率模塊領域的滲透。碳化硅器件的優良性能加速碳化硅在電動車功率模塊領域的滲透。碳化硅功率器件應用于電機驅動系統中的主逆變器，能夠顯著降低電力電子系統的體積、重量和成本，提高功率密度。相比 Si 基 IGBT 器件，主逆變器搭載 SiC 基 MOSFET 之后，提升系統的效率，節電 5%-10%，至少 5000 元的節省空間。特斯拉的 Model3 的主逆變器采用了共 48 顆 0100200300400500600AUDCNEDCWLTPARDCAHDCSiSiC95%96%97%98%99%100%AUDCNEDCWLTPARDCAHDCSiSiC4.1

53、2.841.821.581.51.020.750.420123452017201820192020650V SiC SBD650V Si FRD2.242.424.208.931.922.373.045.950246810650 V900 V1200 V1700 V20192020 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 17 SiC MOSFET，總成本約為 5000 元，相較于 Si IGBT 單車功率半導體價值為 3000 元對比，僅節電角度考慮，碳化硅功率器件帶來至少 2000 元的節省空間。此外此外，Wolfspe

54、ed 測算，在在 11kW OBC 系統中，相較于硅基功率半導體方案，碳化系統中，相較于硅基功率半導體方案，碳化硅基硅基 OBC 的成本更低，可帶來約的成本更低，可帶來約 435 美元的節約。美元的節約。2018 年全球已有超過 20 家的汽車廠商在 OBC 中使用了 SiC 肖特基二極管或 SiC MOSFET。表 5：采用 SiC 基 OBC 系統的節約成本比較 系統優勢 11 kW OBC 系統 Si SiC 半導體器件成本 40$18$系統成本節約（外殼、熱學、磁性元件、電容器）100%90%16$功率密度 2kW/L 3kW/L 系統效率（運行節約）95%97%$26/year 由

55、SiC 推動的 CO2 減排節約$31 使用碳化硅基 OBC 系統的總節約$435 資料來源：Wolfspeed 公司官網（含測算），中信證券研究部 SiC 在新能源車領域滲透率及用量持續提升，預計在新能源車領域滲透率及用量持續提升，預計 2025 年國內新能源車需要的年國內新能源車需要的 SiC晶圓片數量將達晶圓片數量將達 118 萬片左右。萬片左右。新能源汽車領域，2021 年使用碳化硅 MOSFET 的車型主要為特斯拉 Model 3 和比亞迪漢，根據電動汽車銷量跟蹤機構 CleanTechnica 數據，2021年 Model 3 和比亞迪漢市場份額占比約 9%，即 2021 年電動車

56、的碳化硅 MOSFET 滲透率約 9%，我們預計滲透率未來以每年 3%的速度增長，到 2025 年約為 21%。Model 3 主逆變器電力模塊使用共 48 顆 SiC MOSFET，加上車載充電系統（OBC）、電源轉換系統（車載 DC/DC），我們估算一輛車所用 SiC 芯片數量在 60 顆以上，一片 6 寸 SiC 對應 4-5 臺電動汽車所需的 MOSFET，即 2021 年每輛電動車所需要的 SiC 晶片數量約 0.24 片。未來，一方面隨著雙電機電動車占比增加，對 SiC 需求量仍有提升空間；一方面，特斯拉提出在新一代產品上減少 SiC 器件用量，可能在遠期對新車型上 SiC 用量有

57、影響，現有車型影響不大。以三年維度看，我們假設該數字將以每年 0.03 的數額緩慢增加。我們預測，到2025 年國內新能源車需要的 SiC 晶圓片數量將達 117.94 萬片。表 6：中國新能源車領域 SiC 晶片市場需求測算 2021 2022 2023E 2024E 2025E 中國新能源汽車銷量 351 689 900 1140 1560 碳化硅 MOSFET 滲透率 9%12%15%18%21%每臺車需要的 SiC 晶片數量（折合成 6 寸片）0.24 0.27 0.30 0.33 0.36 需要 SiC 片數（萬片）7.58 22.31 40.50 67.72 117.94 資料來源

58、：中汽協，CleanTechnica，中信證券研究部預測 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 18 高壓充電樁解決充電速度高壓充電樁解決充電速度+里程焦慮問題，里程焦慮問題，預計預計 2025 年年 SiC 需求約需求約 33 萬片萬片 充電樁的充電方式主要分為交流充電樁的充電方式主要分為交流充電和充電和直流直流充電充電。（1）交流充電樁的本質是一個帶控制的插座，主要包含交流電表、控制主板、顯示屏、急停旋鈕、交流接觸器、充電槍線等結構，結構較為簡單，需要車載充電機自己進行變壓整流，幾乎不涉及功率器件。（2）直流充電樁的結

59、構更為復雜，包括充電模塊、主控制器、絕緣檢測模塊、通信模塊、主繼電器等部分，其中充電模塊又稱功率模塊，是充電樁行業具有技術門檻的核心部件，約占據充電樁總成本的 50%。當下消費者最感興趣的是直流快充模式，但是直流快充模式的充電樁需要非常大的充電功率以及非常高的充電效率，這些都需要通過高電壓來實現。充電模塊是直流充電樁的核心部件。充電模塊是直流充電樁的核心部件。一個充電樁通常采用多個充電模塊并聯而成，比如 120kW 充電樁可由 8 個 15kW 充電模塊組成，也可由 4 個 30kW 充電模塊組成。單個充電模塊輸出功率越大，功率密度越高，能有效優化樁內空間。充電模塊的組成部分包括半導體功率器件

60、、集成電路、磁性元件、PCB、電容、機箱風扇等，其中半導體功率器件成本約占充電模塊總成本的 30%，是充電模塊的關鍵組成部分，也是電子裝置中電能轉換與電路控制的核心。圖 18：直流快速充電樁由一級 AC-DC 和一級 DC-DC 組成 資料來源：Wolfspeed 官網 當前當前 SiC 應用于充電樁的主要部位就是充電模塊中的功率器件，尤其是應用于充電樁的主要部位就是充電模塊中的功率器件，尤其是 AC/DC 變換變換器和器和 DC-DC 變換器。變換器。根據Wolfspeed數據，25kW 功率的充電樁模塊，大約需要用到16-20個 1200V 碳化硅 MOSFET 單管。市面上主流的 15k

61、W 充電樁模塊一般會用到 4 個或 8 個碳化硅 MOSFET，具體使用數量取決于所選器件的導通電阻值和輸出電流。表 7：不同 AC/DC 拓撲結構所需 SiC 器件數量 AC/DC 拓撲結構拓撲結構 兩電平兩電平 AFE T-Type NPC/ANPC SiC MOSFET 6 12 12 SiC 二極管 0 0 6 資料來源：Wolfspeed 官網，中信證券研究部 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 19 表 8：20-30 kW 范圍內不同 DC/DC 拓撲結構所需 SiC 器件數量 DC/DC 拓撲結構拓撲結構

62、 兩電平兩電平 LLC 兩電平兩電平 LLC 級聯級聯 雙有源橋雙有源橋 SiC MOSFET 10 12 8 SiC 二極管 0 0 0 資料來源：Wolfspeed 官網，中信證券研究部 表 9：50kW+不同 DC/DC 拓撲結構所需 SiC 器件數量 DC/DC 拓撲結構拓撲結構 3 相相 LLC LLC 諧振變換器諧振變換器 SiC MOSFET 6 4 SiC 二極管 24 8 資料來源：Wolfspeed 官網，中信證券研究部 新能源汽車行業一個亟待解決的問題就是新能源汽車行業一個亟待解決的問題就是“里程焦慮里程焦慮”，提升充電速度就需要提升充，提升充電速度就需要提升充電樁的輸出

63、功率，則需要提升充電電壓或電流。電樁的輸出功率，則需要提升充電電壓或電流。根據 Wolfspeed 數據，當前我國商用的主流快充充電樁的功率為 100150KW，電動汽車充電 400KM 里程所需的時間為 4027 分鐘。若充電樁采用 350KW 大功率快充系統，400KM 里程所需充電時間可大大縮短至 1215分鐘。提升充電功率可以通過提高電流或者電壓兩種方式來實現。然而，如果通過提升電流來增大充電功率，會帶來許多問題。因此提升電壓以實現大功率快充成為行業的多數選擇。圖 19：400KM 里程續航所需充電時間（min）資料來源：Wolfspeed 官網，中信證券研究部 為了提升電動汽車充電速

64、度、緩解里程焦慮，越來越多的整車廠布局為了提升電動汽車充電速度、緩解里程焦慮，越來越多的整車廠布局 800V 高壓平臺。高壓平臺。800V高壓系統通常指整車高壓電氣系統電壓范圍達到 550-930V的系統，統稱 800V系統。保時捷 Taycan 是全球首款量產的 800V 高壓平臺車型，并將最大充電功率提升至 350KW。此外，奧迪 e-tronGT、現代 Ioniq5 和起亞 EV6 都采用了 800V 高壓平臺。與此同時，國內的車企亦紛紛向 800V 高壓平臺邁進。2021 年，比亞迪、吉利、極狐、廣汽、小鵬等都陸續發布了搭載 800V 平臺的車型。對于直流快速充電樁來說，充電電壓升級至

65、對于直流快速充電樁來說，充電電壓升級至 800V 會帶來充電樁中的會帶來充電樁中的 SiC 功率器件需功率器件需求大增。求大增。原因在于，采用 SiC 模塊可將充電模塊功率提高至 60KW 以上，而采用MOSFET/IGBT 單管的設計還是在 15-30kW 水平。同時，和硅基功率器件相比，SiC 功率器件可以大幅降低模塊數量。因此，SiC 的小體積優勢在城市大功率充電站、充電樁的應80 40 27 20 12 0102030405060708050KW100KW150KW200KW350KW 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條

66、款和聲明 20 用場景中具有獨特優勢。隨著超充、快充需求的增加，全 SiC 模塊開始在充電樁上大量采用，根據各公司官網參數，800V 架構的高性能充電樁大部分采用全 SiC 模塊。目前，SiC在充電樁中滲透率并不高。以直流充電樁為例，據 CASA 測算，電動汽車充電樁中的 SiC功率器件的平均滲透率在 2018 年僅達到 10%。但隨著 800V 電壓時代的到來，SiC 滲透率會不斷上升，中國充電聯盟預計到 2025 年，中國充電樁行業的 SiC 滲透率可達到 35%。圖 20：中國充電樁行業 SiC 滲透率預測 資料來源：北理工能源與環境政策研究中心，中國充電聯盟（含預測），中信證券研究部

67、近年來，中國新能源充電樁行業市場規模一直保持增長趨勢，市場規模從 2017 年的72 億元增長至 2021 年的 418.7 億元，復合年均增長率高達 42.2%。隨著新能源汽車的超預期增長，充電樁產業鏈有望迎來風口，根據充電聯盟數據，預計 2023 年中國充電樁市場規模將突破千億元。圖 21：中國新能源充電樁行業市場規模（億元）資料來源：中國充電聯盟（含預測），中信證券研究部 17%20%25%30%35%0%5%10%15%20%25%30%35%40%202120222023E2024E2025E72.0 124.3 195.1 268.9 418.7 809.6 1,214.4 1,7

68、00.1 2,210.2 05001,0001,5002,0002,5002017201820192020202120222023E2024E2025E 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 21 截至目前，中國主流的直流充電樁仍是 400V 標準。根據中國充電聯盟預測，國內直流充電樁數量有望從 2021 年的 47 萬臺增長至 2025 年的 219 萬臺?？紤]高壓直流快充在產業端應用逐步鋪開，我們預計 800V 直流充電樁鋪設數量有望從 2021 年的 0.3 萬臺發展至 2025 年的 8 萬臺，400V 直流充電樁

69、鋪設數量有望從 2021 年的 46.7 萬臺發展至 2025年的 211 萬臺。400V 直流充電樁功率在 60KW 居多，120KW 及以上的直流充電樁仍占比較少。與此同時，目前較為主流的充電模塊是 20kW 和 30kW，其中 20kW 模塊占據市場容量大部分。表 10：中國直流充電樁數量預測 2021 2022 2023E 2024E 2025E 中國新能源汽車公共充電樁數量（萬臺）114.62 179.75 276.98 407.33 521.36 直流充電樁占公共充電樁比 41%42%42%42%42%直流充電樁數量（萬臺）47 76.1 117.1 171.1 219 800V

70、直流充電樁數量（萬臺）0.3 0.6 1.0 4.0 8.0 400V 直流充電樁數量（萬臺）46.7 75.5 116.1 167.1 211.0 資料來源：中國充電聯盟，中信證券研究部預測（1）假設當前所有的 400V 直流充電樁功率均為 60kW，800V 直流充電樁功率均為120kW。（2）假設所有400V充電樁均使用Wolfspeed的20kW 充電模塊型號CGD15HB62LP，該模塊使用了 1200V/62m第三代 SiC MOSFET（C3M0065100K）和驅動器。根據該模塊的技術規格，每個模塊需要使用 10 個 SiC MOSFET。而由于該 SiC MOSFET 產品所

71、采用的是單芯片結構，因此每個 SiC MOSFET 只包含 1 個 SiC 芯片。（3）假設所有800V充電樁均使用Wolfspeed的30kW充電模塊型號C3M0075120K，該型號使用的是 1200V/75m第三代 SiC MOSFET，需要約 12 個 SiC MOSFET，且它采用的是多芯片結構，每個芯片尺寸為 3.3mmx3.3mm。根據 Wolfspeed 數據，每個MOSFET 包含 96 個并聯的 SiC 芯片。（4）假設 1 個 6 寸晶圓大概對應 600 個 SiC 芯片。我們測算，到 2025 年國內充電樁需要的 SiC 晶圓片數量將達 32.9 萬片。表 11：中國充

72、電樁領域 SiC 晶片市場需求測算 2021 2022 2023E 2024E 2025E 800V 直流充電樁直流充電樁 800V 直流充電樁數量（萬臺）0.3 0.6 1.0 4.0 8.0 800V 直流充電樁增量（萬臺）0.3 0.4 3.0 4.0 平均每臺 800V 直流充電樁所需充電模塊數 4.0 每個充電模塊所需 SiC MOSFET 數 12.0 800V 直流充電樁所需 SiC MOSFET 數（萬個）14.4 19.2 144.0 192.0 所需 SiC 芯片數（萬個）1,382.4 1,843.2 13,824.0 18,432.0 所需 6 寸 SiC 晶圓數（萬片

73、）2.3 3.1 23.0 30.7 400V 直流充電樁直流充電樁 400V 直流充電樁數量（萬臺）46.7 75.5 116.1 167.1 211.0 400V 直流充電樁增量（萬臺）28.8 40.6 51.0 43.9 平均每臺 400V 直流充電樁所需充電模塊數 3.0 每個充電模塊所需 SiC MOSFET 數 10.0 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 22 2021 2022 2023E 2024E 2025E 400V 直流充電樁所需 SiC MOSFET 數（萬個）864.0 1,218.0 1,

74、530.0 1,317.0 所需 SiC 芯片數（萬個）864.0 1,218.0 1,530.0 1,317.0 所需 6 寸 SiC 晶圓數（萬片）1.4 2.0 2.6 2.2 合計 SiC 需求合計（萬片）3.7 5.1 25.6 32.9 資料來源：Wolfspeed 官網，中國充電聯盟，中信證券研究部預測 SiC 大幅改善光伏逆變器性能，大幅改善光伏逆變器性能，預計預計 2025 年年 SiC 需求約需求約 16 萬片萬片 SiC 在光伏領域主要用于光伏逆變器。在光伏領域主要用于光伏逆變器。光伏發電系統主要由太陽能電池板（組件）、光伏逆變器等部分構成，并根據應用場景需要配備能量通信

75、器、關斷器、配電柜、儲能系統等設備。其中，光伏逆變器是光伏發電系統的核心設備，將光伏發電系統所發的直流電轉化成交流電，并跟蹤光伏組件陣列的最大輸出功率，將其能量以最小的變換損耗、最佳的電能質量用于電器設備應用或饋入電網。SiC 主要應用于光伏逆變器中，當前光伏逆變器龍頭企業已開始采用碳化硅 MOSFET 功率器件替代硅器件。圖 22：光伏逆變器原理圖 資料來源：禾邁股份招股書 SiC 可提升逆變器轉換效率，減少能量損耗?？商嵘孀兤鬓D換效率，減少能量損耗。相較于 Si 基 IGBT，適用 SiC MOSFET功率模塊的光伏逆變器，其轉換效率可從 98.8%提升至 99%以上，能量損耗降低 8%

76、，相同條件下輸出功率提升 27%，推動發電系統在體積、壽命及成本上實現突破。行業內，光伏逆變器龍頭企業已開始采用碳化硅 MOSFET 功率器件替代硅器件。新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 23 圖 23：SiC 器件改善光伏逆變器性能 資料來源：英飛凌官網，新材料在線 預計預計 2025 年年 SiC 功率器件在光伏逆變器中占比可達功率器件在光伏逆變器中占比可達 50%。高效、高功率密度、高可靠和低成本是光伏逆變器未來的發展趨勢，基于 SiC 功率器件能夠有效縮小系統體積、增加功率密度、延長器件適用壽命、降低生產成本，

77、在組串式和集中式光伏逆變器中，預計碳化硅產品會逐漸替代硅基器件。根據 CASA 數據，2020 年 SiC 功率器件在光伏逆變器中占比為 10%，且該機構預計到 2025 年占比可提升至 50%。圖 24：光伏逆變器中 SiC 功率器件占比 資料來源：CASA（含預測），天科合達招股書，中信證券研究部 新增新增+更換需求雙重驅動，更換需求雙重驅動，預計預計 2025 年中國光伏領域年中國光伏領域 SiC 需求量約需求量約 16 萬片。萬片。一方面，國內光伏裝機量持續增長，拉動光伏逆變器產品新增市場需求。另一方面，光伏組件的壽命一般在 20-25 年，而逆變器中的 IGBT 等部件壽命在 10-

78、15 年左右，在組件的壽命周期中，至少需要更換一次逆變器，逆變器更換需求市場較大。在此基礎上，假設每 GW 新增光伏裝機需要 1500 片 SiC（折合成 6 寸片），預計中國光伏領域碳化硅需求量 2025 年將達到 15.81 萬片。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%20202025E2030E2035E2040E2048E 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 24 表 12：中國光伏領域 SiC 晶片市場需求測算 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 中國光伏裝機量（GW）

79、54.88 87.41 130 160 200 中國光伏更換市場（GW）0.16 0.5 2.5 3.5 10.84 碳化硅滲透率 15%26%34%42%50%碳化硅用量（片/GW)1500 1500 1500 1500 1500 光伏所需碳化硅片數（萬片）1.24 3.43 6.76 10.30 15.81 資料來源：IEA PVPS，CASA，中信證券研究部預測 SiC 在其他眾多領域均有巨大市場前景，在其他眾多領域均有巨大市場前景，預計預計 2025 年需求量約年需求量約 36 萬片萬片 同質外延同質外延 SiC 除了在上述的新能源車、充電樁、光伏領域應用以外，除了在上述的新能源車、充

80、電樁、光伏領域應用以外，在儲能、在儲能、風電、風電、軌道交通、智能電網軌道交通、智能電網、航空航天、航空航天等領域，均有巨大的等領域，均有巨大的市場市場潛力。潛力。例如軌道交通方面，牽引變流器是機車大功率交流傳動系統的核心裝備，將碳化硅器件應用于軌道交通牽引變流器，能極大發揮碳化硅器件高溫、高頻和低損耗特性，提高牽引變流器裝置效率，符合軌道交通大容量、輕量化和節能型牽引變流裝置的應用需求，提升系統的整體效能。2012 年，包含碳化硅 SBD 的混合碳化硅功率模塊在東京地鐵銀座線 37 列車輛中商業化應用，實現了列車牽引系統節能效果的明顯提升、電動機能量損耗的大幅下降和冷卻單元的小型化；2014

81、 年，日本小田急電鐵新型通勤車輛配備了三菱電機 3300V/1500A 全碳化硅功率模塊逆變器，開關損耗降低 55%、體積和重量減少 65%，電能損耗降低 20%至 36%。圖 25：軌道交通領域碳化硅功率器件占比 資料來源：CASA（含預測），天科合達招股書，中信證券研究部 市場潛力廣闊市場潛力廣闊，預計預計 2025 年中國其他領域年中國其他領域 SiC 需求量約需求量約 36 萬片。萬片。儲能領域，假設每 GW 新增儲能裝機需要 1500 片 SiC（折合成 6 寸片）；其他領域，SiC 市場占比及增速基于Yole統計及預測數據（轉引自天科合達招股書），其他導電型市場2021-2025年

82、CAGR約為 31%。預計中國其他領域碳化硅需求量 2025 年將達到 35.54 萬片。0%20%40%60%80%100%20182030E2040E2050E硅基IGBT器件混合碳化硅器件全碳化硅器件碳化硅分立器件 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 25 表 13：中國其他領域 SiC 晶片市場需求測算 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 中國電化學儲能裝機量（GW）5.1 7.9 12.3 19.0 29.4 碳化硅滲透率 15%26%34%42%50%碳化硅用量（片/GW)1500 15

83、00 1500 1500 1500 電化學儲能所需碳化硅片數（萬片）0.11 0.31 0.62 1.20 2.21 其他領域所需碳化硅片數（萬片）11.32 14.83 19.42 25.45 33.33 合計所需碳化硅片數（萬片）11.43 15.14 20.05 26.64 35.54 資料來源：Wind，Yole（轉引自天科合達招股書，其他領域所需碳化硅測算基于 YOLE 統計及預測數據），中信證券研究部預測 總結：總結：2025 年中國導電型年中國導電型 SiC 襯底襯底 100 億元，億元，SiC 同質外延片同質外延片 191 億元億元 根據我們的測算，到2025年，中國導電型碳化

84、硅需求量將達202萬片，未來三年CAGR為 65.53%，對應導電型 SiC 襯底市場需求約為 100 億元，對應 SiC 同質外延片市場需求約為 191 億元。表 14：中國導電型 SiC 市場規模測算 2022E 2023E 2024E 2025E 新能源車碳化硅片數（萬片）22.31 40.50 67.72 117.94 充電樁碳化硅片數（萬片）3.70 5.10 25.60 32.90 光伏碳化硅片數（萬片）3.43 6.76 10.30 15.81 儲能碳化硅片數（萬片）0.31 0.62 1.20 2.21 其他碳化硅片數（萬片）14.83 19.42 25.45 33.33 合計

85、（萬片）44.58 72.41 130.26 202.19 62.43%79.89%55.22%導電性 SiC 襯底價格（元/片）5964 5606 5270 4954 同質外延 SiC 價格（元/片）11000 10450 9928 9431 導電性 SiC 襯底市場規模（億元）26.59 40.59 68.65 100.16 SiC 同質外延片市場規模（億元）49.04 75.67 129.31 190.69 資料來源：中信證券研究部預測 重點公司重點公司 天岳先進：天岳先進：半絕緣半絕緣 SiC 襯底領先企業，募投項目持續擴張產能襯底領先企業，募投項目持續擴張產能 多年深耕襯底領域，客戶

86、覆蓋國內外知名客戶多年深耕襯底領域，客戶覆蓋國內外知名客戶。公司主要產品包括半絕緣型和導電型碳化硅襯底，自 2011 年以來專注于碳化硅襯底的研發、生產和銷售，2013 年啟動 4 英寸半絕緣型碳化硅襯底的研發工作，通過持續的技術研究和產品開發，于 2015 年實現 4英寸半絕緣型碳化硅襯底的量產能力。此后，公司繼續改進工藝并不斷開發新工藝，以持續提高該類產品的品質。2017 年，公司開始向下游行業主要的領先客戶小批量發貨并驗證，2018 年 1 月通過其驗證并開始批量下單。根據公司公告，目前，公司已批量供應國內碳化硅半導體行業的下游核心客戶，同時已被國外知名的半導體公司使用。在導電型碳化硅襯

87、底領域，公司 6 英寸產品已送樣至多家國內外知名客戶，并于 2019 年中標國家電網的采購計劃。技術實力領先，承擔多項國家重點項目。技術實力領先，承擔多項國家重點項目。公司設有碳化硅半導體材料研發技術國家地方聯合工程研究中心、國家級博士后科研工作站等國家和省級研發平臺，擁有一批高素質的研發人員，承擔了國家核高基重大專項（01 專項）項目、國家新一代寬帶無線移動通信 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 26 網重大專項（03 專項）項目、國家新材料專項、國家高技術研究發展計劃（863 計劃）項目、國家重大科技成果轉化專項等

88、多項國家和省部級項目。自設立以來，公司獲得了多項國家級和省級榮譽，于 2019 年獲得了國家科學技術進步一等獎。持續擴張襯底產能，滿足市場增長需求。持續擴張襯底產能，滿足市場增長需求。截至 2021 年上半年，公司擁有長晶爐 585臺，2021 年公司全年碳化硅襯底產量約 6.7 萬片，產能處于飽和狀態。公司通過募投資金建設碳化硅半導體材料項目，公司預計 2026 年完全達產，擴大碳化硅單晶襯底的生產能力，滿足公司產品日益增長的市場需求。天科合達：天科合達：導電型導電型 SiC 襯底襯底領先領先企業企業，8 英寸產品有望英寸產品有望 23 年量產年量產 國內最早實現碳化硅晶國內最早實現碳化硅晶

89、片產業化片產業化企業企業，導電型，導電型 SiC 市場領先市場領先。公司是國內領先的碳化硅晶片生產企業，也是全球主要碳化硅晶片生產企業之一。公司自 2006 年成立以來，一直專注于碳化硅晶體生長和晶片生產領域，公司建立了國內第一條碳化硅晶片中試生產線，先后研制出 2 英寸、3 英寸、4 英寸碳化硅襯底，于 2014 年在國內首次研制出 6 英寸碳化硅晶片，并已形成規?；a能力，工藝技術水平處于國內領先地位。根據 Yole Development 統計，2018 年公司導電型晶片的全球市場占有率為 1.7%，排名全球第六、國內第一。產能規模持續增長，布局產能規模持續增長，布局 8 英寸導電型英

90、寸導電型 SiC。截至 2019 年，公司擁有長晶爐 300 臺，具備碳化硅晶片產能 37525 片。公司經過多年發展已分別在北京、江蘇和新疆建有 3 個生產基地，可以為客戶穩定供應 2 英寸至 6 英寸的高品質碳化硅晶片，同時在經營規模不斷提升的背景下，公司有效產能也在持續增加。2022 年，天科合達舉辦了 8 英寸導電型碳化硅襯底新產品發布會，公司預計將于2023年實現8英寸導電型碳化硅襯底小規模量產。東尼電子：東尼電子：導電型導電型 SiC 襯底已量產交貨，研發團隊功底深厚襯底已量產交貨，研發團隊功底深厚 募投項目布局導電型募投項目布局導電型 SiC，產品已處于量產交貨階段。，產品已處于

91、量產交貨階段。2021 年，公司通過募投項目建設年產 12 萬片碳化硅半導體材料項目，產品為導電型。2022 年 9 月，公司子公司東尼半導體與下游客戶簽訂采購合同，約定東尼半導體向該客戶交付 6 寸碳化硅襯底 2 萬片，含稅銷售金額合計人民幣 1 億元。目前公司正處于量產交貨階段，根據現有機臺產能情況，綜合良率在 60%左右。研發團隊經驗豐富，具備深厚技術功底。研發團隊經驗豐富，具備深厚技術功底。公司碳化硅半導體材料項目團隊業務及研發能力突出、團隊人員結構完善、具備豐富的技術積累、產品研發及生產的實踐經驗。該項目主要由兩位臺灣的博士牽頭，曾任職于臺灣中央研究院物理研究所，分別為浙江省“引才計

92、劃”人才、湖州市“南太湖精英計劃領軍”人才，長期致力于材料科學與晶體技術研究，擅長晶體材料生長與精密切磨拋加工，具有二十余年的產品研發和量產導入經驗。曾赴日本學習碳化硅襯底制造技術，在晶體材料領域具有深厚功底。新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 27 同光晶體：同光晶體：布局導電型布局導電型 SiC 襯底襯底，承擔多項重大項目承擔多項重大項目 布局布局導電型導電型 SiC 襯底，企業處于快速發展階段。襯底，企業處于快速發展階段。河北同光晶體有限公司成立于 2012年，主要從事第三代半導體材料碳化硅襯底的研發和生產，是中科

93、院半導體所的合作單位，建成了完整的碳化硅襯底生產線，主要產品包括 4 英寸導電型碳化硅單晶襯底和 6 英寸導電型碳化硅襯底。2020 年，同光晶體擁有自主研發設計的單晶生長爐 200 余臺（套），2020 年 1-8 月，實現供貨量 1.1 萬片，達到穩定月供 2000 片的能力。2020 年 3 月 22 日，同光晶體與淶源縣人民政府正式簽約，600 臺單晶生長爐、年產 40 萬片直徑 4-6 英寸碳化硅單晶襯底項目順利落地。重視技術創新，承擔多項國家和省重大項目。重視技術創新，承擔多項國家和省重大項目。同光晶體先后承擔國家 863 計劃、國家重點研發計劃、國家技術改造工程等重大國家專項，承

94、擔省級研究課題 10 余項。2014 年同光晶體主持了國家 863“大功率 GaN 電子器件用大尺寸 SiC 襯底制備及外延技術研究”課題，2016 年參與了國家重點研發計劃“中低壓 SiC 材料、器件及在電動汽車充電設備中的應用示范”項目，2019 年同光晶體承擔國家技術改造工程“直徑 6 英寸碳化硅單晶襯底改造”項目，共 3 項國家級項目。此外同光晶體還承擔省級研究課題 10 余項，多項產品獲省、市科技進步獎。山西山西爍科：爍科：4 英寸半絕緣英寸半絕緣 SiC 已產業化已產業化，持續向大尺寸持續向大尺寸邁進邁進 4 英寸半絕緣英寸半絕緣 SiC 已產業化，已產業化，6 英寸產品小批量供應

95、。英寸產品小批量供應。山西爍科晶體有限公司是國內從事第三代半導體碳化硅生產和研發的領先企業。公司同光自主創新和自主研發全面掌握了碳化硅生長裝備制造、高純碳化硅粉料制備工藝、N 型碳化硅單晶襯底和高純半絕緣碳化硅單晶襯底的制備工藝，形成碳化硅粉料制備、單晶生長、晶片加工等整套生產線，并完成 4、6、8 英寸高純半絕緣碳化硅單晶襯底技術攻關。擁有強大的自主供應能力。公司目前擁有 600 臺單晶生長設備，已實現 4 英寸高純半絕緣晶片的產業化，月產能可達 8000片；6 英寸產品已實現小批量供應。公司 4 英寸高純半絕緣產品國內市占率達到 50%。擁有國內外優質客戶群，持續向大尺寸方向突破。擁有國內

96、外優質客戶群，持續向大尺寸方向突破。公司在行業內處于領先地位，產品綜合實力具備優勢，擁有臺積電、中芯國際、Magnachip 等國內外一流客戶群。在大尺寸碳化硅方面，2021 年 8 月，山西爍科晶體有限公司成功研制出 8 英寸碳化硅晶體，解決大尺寸單晶制備的重要難題。2022 年 1 月，公司實現 8 英寸 N 型碳化硅拋光片小批量生產，向 8 英寸國產 N 型碳化硅拋光片的批量化生產邁出關鍵一步。南砂晶圓：南砂晶圓：與山東大學開展產學研合作與山東大學開展產學研合作，SiC 襯底產品系列豐富襯底產品系列豐富 量產量產 6 英寸邁向英寸邁向 8 英寸，與山東大學開展產學研合作英寸，與山東大學開

97、展產學研合作。廣州南砂晶圓半導體技術有限公司成立于 2018 年，從事碳化硅單晶材料研發、生產和銷售。公司產品以 6 英寸半絕緣和 N 型碳化硅襯底為主，并不斷豐富產品線。公司以山東大學晶體材料國家重點實驗室研發的碳化硅單晶生長與襯底加工技術成果為基礎，與山東大學開展全方位產學研合作。2022 年，山東大學與南砂晶圓團隊實現了 8 英寸導電型 4H-SiC 單晶和襯底制備。自自 2018 年成立后發展年成立后發展速度速度迅猛，產能布局持續擴張。迅猛，產能布局持續擴張。2018 年 11 月，南砂晶圓在南沙區租用廠房并開始進行中試，2019 年 11 月全面投產。2022 年，廣州市發改委公布“

98、廣 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 28 州市 2022 年重點項目計劃”，南砂晶圓碳化硅項目位列其中。南砂晶圓碳化硅單晶材料與晶片生產項目總投資 9 億元，達產后年產各類襯底片和外延片共 20 萬片，公司預計年產值將達 13.5 億元。天域半導體：天域半導體：SiC 外延片外延片領軍領軍企業企業，規模體量國內領先規模體量國內領先 深耕外延市場多年，逐步實現從研發到量產的突破。深耕外延市場多年，逐步實現從研發到量產的突破。公司成立于 2009 年，是中國第一家從事 SiC 外延晶片市場營銷、研發和制造的民營企業。20

99、10 年，天域與中國科學院半導體研究所合作，共同創建了碳化硅研究所。2012 年 1 月，公司完成 N 型外延片研發；2013 年 2 月，公司完成 P 型外延片研發，各項參數達到同期國際先進水平，并開始向客戶供應；2014 年 7 月，公司 6 英寸外延片研發成功，產品正式向客戶供貨；2016 年 3 月，公司成為國內第一家獲得汽車質量管理體系（IATF 16949:2016）的外延材料廠家；2018年 5 月，公司新引進生產線調試完成，4 英寸、6 英寸碳化硅外延片產能達到量產規模。規模規模體量體量國內領先，國內領先，年產年產百萬片新項目百萬片新項目產能增量顯著。產能增量顯著。目前，天域在

100、國內擁有數量眾多的碳化硅外延爐-CVD，2022 年 4 月，天域半導體 8 英寸碳化硅外延片項目落地東莞，項目內容為新增產能達 100 萬片/年的 6 英寸/8 英寸碳化硅外延晶片生產線、8 英寸碳化硅外延晶片產業化關鍵技術的研發、6 英寸/8 英寸碳化硅外延晶片的生產和銷售。憑著先進的外延爐設備、外延技術和先進的測試和表征能力，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、BJT、MOSFET、GTO 和 IGBT 等。瀚天天成：瀚天天成：中美合資高新技術企業中美合資高新技術企業，產能規模擴張迅速產能規模擴張迅速 中美合資高新技術企業，產品涵蓋中美合資高新技術企

101、業，產品涵蓋 3-6 英寸英寸 SiC 外延片。外延片。瀚天天成電子科技(廈門)有限公司成立于 2011 年，是一家研發、生產、銷售碳化硅半導體外延晶片的中美合資高新科技企業。2012 年 3 月，公司正式向國內外市場供應產業化 3 英寸和 4 英寸碳化硅半導體外延晶片；2014 年 4 月，正式供應 6 英寸碳化硅外延晶片。公司引進了國際新型的碳化硅外延生產線和各種高端檢測設備，匯集了國內外碳化硅半導體領域優秀技術專家，為客戶提供 3 英寸、4 英寸和 6 英寸碳化硅半導體外延晶片。產能規模持產能規模持續提升，三期項目預計產能規?？蛇_續提升，三期項目預計產能規?？蛇_ 140 萬片。萬片。瀚天

102、天成碳化硅產業園一期項目于 2019 年年底投產，二期項目于 2020 年開工，2022 年 3 月 31 日通過竣工驗收，公司預計 2023 年全部達產后，可實現產值約 24 億元。瀚天天成碳化硅產業園三期項目公司預計產能規模將達 140 萬片。新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 29 風險因素風險因素（1）下游需求放量不及預期：SiC 下游應用場景眾多，包括新能源車、充電樁、光伏、儲能、軌道交通、智能電網、航空航天等，而下游的需求放量情況會影響 SiC 的市場規模體量，比如新能源車的產銷量、充電樁的配套數量、光伏的裝

103、機量等。若下游存在放量不及預期的情況，將影響碳化硅需求。（2）技術滲透率提升速度不及預期：SiC 器件在使用上多是對原有 Si 基器件的替代。在性能上，SiC 產品表現更優，但在成本上，SiC 產品的價格也更貴。終端是否大規模采用 SiC 產品，是綜合考慮多方面因素后的結果，因此 SiC 器件在終端的滲透率提升速度存在一定不確定性。（3）產能擴張速度不及預期：SiC 的應用能否快速鋪開，以及成本端是否能打開降價空間，材料端的產能擴張及技術突破情況起到重要作用。同時，襯底環節以及外延環節材料端的擴產情況將直接影響公司的收入放量節奏。而擴產涉及各項文件的審核批復、資金籌備、設備采購安裝調試等，存在

104、一定的不確定性。（4）其他技術創新對 SiC 的影響：碳化硅產業鏈企業在對產品進行技術升級的過程中，可能會局部降低碳化硅用量。比如在新能源車方面，優化功率模塊設計、使用新的封裝技術，都可能減少 SiC 器件使用量，特斯拉近期也提出在新一代產品上對 SiC 器件用量的減少。此外，第四代半導體也可能對第三代半導體的應用場景形成替代。投資策略投資策略 SiC 器件性能優勢顯著，下游應用環節廣闊，在高功率應用上替代硅基產品具有強確定性，預計未來幾年行業能保持高增速。我們測算，到 2025 年，中國導電型碳化硅需求量將達 202 萬片，未來三年 CAGR 為 65.53%，對應導電型 SiC 襯底市場需

105、求約為 100億元，對應 SiC 同質外延片市場需求約為 191 億元。國內企業在快速發展中有望做大做強，挑戰海外巨頭壟斷地位。在襯底環節，國內涌現出天科合達、天岳先進、同光晶體、山西爍科、東尼電子、南砂晶圓等優秀企業；外延環節，國內廠商包括東莞天域、瀚天天成等；設計廠商包括飛锃半導體、上海瀚薪等；IDM廠商包括泰科天潤、瞻芯電子、中科漢韻、三安集成、華潤微等。在當前時間點，尤其是前道的材料端，國內龍頭企業不斷擴張產能，搶占市場份額，有望打破海外壟斷，投資價值凸現。建議關注襯底環節具有技術優勢且持續獲得下游訂單的天科合達、天岳先進、東尼電子、南砂晶圓，以及在外延環節持續擴張產能的龍頭公司東莞天

106、域、瀚天天成。新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 30 相關研究相關研究 新材料行業風電材料專題報告之二海纜：受益深遠?；目雇s稀缺賽道(2023-02-21)新材料行業跟蹤點評 20230220從估值修復到兌現成長，新材料板塊仍是重點交易方向(2023-02-20)新材料行業跟蹤點評 20230213重點關注海風、合成生物學、半導體和消費電子材料行業的逐季度成長兌現(2023-02-13)新材料行業跟蹤點評消費電子和半導體新材料依然是重點關注的方向(2023-02-05)新材料行業合成生物學專題報告一擁抱合成生物學產

107、業化加速階段的成長高確定性(2023-02-01)新材料行業跟蹤點評關注消費電子和半導體邊際需求改善和估值修復(2023-01-31)新材料行業跟蹤點評關注合成生物學成長期的政策驅動(2023-01-16)新材料行業 2023 年投資策略交易景氣賽道的邊際需求改善和技術迭代(2023-01-11)新材料行業跟蹤點評 20230109關注需求邊際改善預期帶來的交易機會(2023-01-09)新材料行業光伏材料景氣度盤點光伏材料：圍繞量增邏輯+技術迭代兩條主線(2023-01-04)新材料行業跟蹤點評新材料板塊首選的布局時點(2023-01-03)新材料行業跟蹤點評提前布局成長板塊(2022-12

108、-21)新材料行業跟蹤點評 20221212年末逐步邁入業績驅動行情，新材料板塊季度級別反彈值得關注(2022-12-12)新材料行業光伏材料系列一張圖看懂聚和材料(2022-12-09)新材料行業跟蹤點評低迷需求數據呈現修復態勢，新材料板塊季度性反彈值得期待(2022-12-05)新材料行業碳纖維專題報告之一風、光、氫、無人機等領域推升需求，高性能碳纖維國產替代加速(2022-11-29)新材料行業跟蹤點評關注四季度新材料下游需求改善帶來的機會(2022-11-29)新材料行業跟蹤點評關注科技、生物醫藥、光伏等相關新材料標的(2022-11-21)新材料行業跟蹤點評交易對估值和利率敏感的新材

109、料標的(2022-11-14)新材料行業跟蹤點評 20221107配置成長賽道中估值和盈利有望雙重修復的標的(2022-11-07)新材料行業跟蹤點評 20221031市場壓力釋放進行時，關注合成生物學、光伏等細分賽道的個股表現(2022-10-31)新材料行業跟蹤點評合成生物學單品處于快速放量期，光伏材料仍是重點交易主線之一(2022-10-24)新材料行業周觀點 20221017持續看好 Q4 光伏和合成生物學新材料板塊的交易機會 新材料新材料行業行業第三代半導體系列一第三代半導體系列一2023.3.6 請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明 31 (2022-10-17)新材料行業新能源材料

110、跟蹤點評需求高景氣驅動明確量增邏輯，看好風電軸承與光伏組件輔材核心標的(2022-10-13)新材料行業周觀點 20221010行業壓制因素基本釋放，看好 Q4 合成生物學和光伏上游材料的機會(2022-10-10)新材料行業半導體材料跟蹤點評美國出口管制新規加碼產業鏈限制，關注半導體材料國產化(2022-10-10)新材料行業周觀點 20220927提前布局光伏、合成生物學等高景氣賽道的彈性標的(2022-09-27)新材料行業周觀點 20220919新材料估值壓力充分釋放，關注光伏等高景氣賽道的彈性標的(2022-09-19)新材料行業周觀點 20220913美行政命令催化生物基材料迎來機

111、遇，國內合成生物學技術與成本占優(2022-09-13)新材料行業 2022 年中報總結堅守新材料核心資產，聚焦技術迭代和產業格局(2022-09-13)新材料行業周觀點 20220905看好合成生物學賽道的成長空間，在調整中布局光伏產業鏈的技術升級(2022-09-05)新材料行業周觀點 20220829新能源材料或仍是 Q4 主線，關注技術迭代和行業格局變化(2022-08-29)32 分析師聲明分析師聲明 主要負責撰寫本研究報告全部或部分內容的分析師在此聲明：（i）本研究報告所表述的任何觀點均精準地反映了上述每位分析師個人對標的證券和發行人的看法；（ii）該分析師所得報酬的任何組成部分無

112、論是在過去、現在及將來均不會直接或間接地與研究報告所表述的具體建議或觀點相聯系。一般性聲明一般性聲明 本研究報告由中信證券股份有限公司或其附屬機構制作。中信證券股份有限公司及其全球的附屬機構、分支機構及聯營機構（僅就本研究報告免責條款而言，不含 CLSA group of companies），統稱為“中信證券”。本研究報告對于收件人而言屬高度機密，只有收件人才能使用。本研究報告并非意圖發送、發布給在當地法律或監管規則下不允許向其發送、發布該研究報告的人員。本研究報告僅為參考之用，在任何地區均不應被視為買賣任何證券、金融工具的要約或要約邀請。中信證券并不因收件人收到本報告而視其為中信證券的客戶

113、。本報告所包含的觀點及建議并未考慮個別客戶的特殊狀況、目標或需要，不應被視為對特定客戶關于特定證券或金融工具的建議或策略。對于本報告中提及的任何證券或金融工具，本報告的收件人須保持自身的獨立判斷并自行承擔投資風險。本報告所載資料的來源被認為是可靠的，但中信證券不保證其準確性或完整性。中信證券并不對使用本報告或其所包含的內容產生的任何直接或間接損失或與此有關的其他損失承擔任何責任。本報告提及的任何證券或金融工具均可能含有重大的風險，可能不易變賣以及不適合所有投資者。本報告所提及的證券或金融工具的價格、價值及收益可跌可升。過往的業績并不能代表未來的表現。本報告所載的資料、觀點及預測均反映了中信證券

114、在最初發布該報告日期當日分析師的判斷，可以在不發出通知的情況下做出更改，亦可因使用不同假設和標準、采用不同觀點和分析方法而與中信證券其它業務部門、單位或附屬機構在制作類似的其他材料時所給出的意見不同或者相反。中信證券并不承擔提示本報告的收件人注意該等材料的責任。中信證券通過信息隔離墻控制中信證券內部一個或多個領域的信息向中信證券其他領域、單位、集團及其他附屬機構的流動。負責撰寫本報告的分析師的薪酬由研究部門管理層和中信證券高級管理層全權決定。分析師的薪酬不是基于中信證券投資銀行收入而定，但是，分析師的薪酬可能與投行整體收入有關，其中包括投資銀行、銷售與交易業務。若中信證券以外的金融機構發送本報

115、告，則由該金融機構為此發送行為承擔全部責任。該機構的客戶應聯系該機構以交易本報告中提及的證券或要求獲悉更詳細信息。本報告不構成中信證券向發送本報告金融機構之客戶提供的投資建議，中信證券以及中信證券的各個高級職員、董事和員工亦不為（前述金融機構之客戶）因使用本報告或報告載明的內容產生的直接或間接損失承擔任何責任。評級說明評級說明 投資建議的評級標準投資建議的評級標準 評級評級 說明說明 報告中投資建議所涉及的評級分為股票評級和行業評級（另有說明的除外）。評級標準為報告發布日后 6 到 12 個月內的相對市場表現，也即：以報告發布日后的 6 到 12 個月內的公司股價（或行業指數）相對同期相關證券

116、市場代表性指數的漲跌幅作為基準。其中：A 股市場以滬深 300指數為基準，新三板市場以三板成指（針對協議轉讓標的）或三板做市指數（針對做市轉讓標的）為基準；香港市場以摩根士丹利中國指數為基準；美國市場以納斯達克綜合指數或標普 500 指數為基準；韓國市場以科斯達克指數或韓國綜合股價指數為基準。股票評級股票評級 買入 相對同期相關證券市場代表性指數漲幅 20%以上 增持 相對同期相關證券市場代表性指數漲幅介于 5%20%之間 持有 相對同期相關證券市場代表性指數漲幅介于-10%5%之間 賣出 相對同期相關證券市場代表性指數跌幅 10%以上 行業評級行業評級 強于大市 相對同期相關證券市場代表性指

117、數漲幅 10%以上 中性 相對同期相關證券市場代表性指數漲幅介于-10%10%之間 弱于大市 相對同期相關證券市場代表性指數跌幅 10%以上 33 特別聲明特別聲明 在法律許可的情況下，中信證券可能（1）與本研究報告所提到的公司建立或保持顧問、投資銀行或證券服務關系，（2）參與或投資本報告所提到的公司的金融交易，及/或持有其證券或其衍生品或進行證券或其衍生品交易，因此，投資者應考慮到中信證券可能存在與本研究報告有潛在利益沖突的風險。本研究報告涉及具體公司的披露信息，請訪問 https:/ 本研究報告在中華人民共和國（香港、澳門、臺灣除外）由中信證券股份有限公司（受中國證券監督管理委員會監管，經

118、營證券業務許可證編號：Z20374000）分發。本研究報告由下列機構代表中信證券在相應地區分發：在中國香港由 CLSA Limited（于中國香港注冊成立的有限公司）分發；在中國臺灣由 CL Securities Taiwan Co.,Ltd.分發；在澳大利亞由 CLSA Australia Pty Ltd.（商業編號：53 139 992 331/金融服務牌照編號：350159）分發；在美國由 CLSA（CLSA Americas,LLC 除外）分發；在新加坡由 CLSA Singapore Pte Ltd.（公司注冊編號：198703750W）分發；在歐洲經濟區由 CLSA Europe

119、BV 分發；在英國由 CLSA（UK）分發；在印度由 CLSA India Private Limited 分發（地址：8/F,Dalamal House,Nariman Point,Mumbai 400021；電話：+91-22-66505050；傳真：+91-22-22840271；公司識別號：U67120MH1994PLC083118）；在印度尼西亞由 PT CLSA Sekuritas Indonesia 分發；在日本由 CLSA Securities Japan Co.,Ltd.分發；在韓國由 CLSA Securities Korea Ltd.分發；在馬來西亞由 CLSA Secu

120、rities Malaysia Sdn Bhd 分發；在菲律賓由 CLSA Philippines Inc.（菲律賓證券交易所及證券投資者保護基金會員）分發；在泰國由 CLSA Securities(Thailand)Limited 分發。針對不同司法管轄區的聲明針對不同司法管轄區的聲明 中國大陸：中國大陸：根據中國證券監督管理委員會核發的經營證券業務許可，中信證券股份有限公司的經營范圍包括證券投資咨詢業務。中國香港：中國香港：本研究報告由 CLSA Limited 分發。本研究報告在香港僅分發給專業投資者（證券及期貨條例（香港法例第 571 章）及其下頒布的任何規則界定的），不得分發給零售投

121、資者。就分析或報告引起的或與分析或報告有關的任何事宜，CLSA 客戶應聯系 CLSA Limited 的羅鼎，電話：+852 2600 7233。美國：美國：本研究報告由中信證券制作。本研究報告在美國由 CLSA（CLSA Americas,LLC 除外）僅向符合美國1934 年證券交易法下 15a-6 規則界定且 CLSA Americas,LLC 提供服務的“主要美國機構投資者”分發。對身在美國的任何人士發送本研究報告將不被視為對本報告中所評論的證券進行交易的建議或對本報告中所述任何觀點的背書。任何從中信證券與 CLSA 獲得本研究報告的接收者如果希望在美國交易本報告中提及的任何證券應當聯

122、系CLSA Americas,LLC（在美國證券交易委員會注冊的經紀交易商），以及 CLSA 的附屬公司。新加坡：新加坡：本研究報告在新加坡由 CLSA Singapore Pte Ltd.，僅向（新加坡財務顧問規例界定的）“機構投資者、認可投資者及專業投資者”分發。就分析或報告引起的或與分析或報告有關的任何事宜，新加坡的報告收件人應聯系 CLSA Singapore Pte Ltd，地址：80 Raffles Place,#18-01,UOB Plaza 1,Singapore 048624，電話：+65 6416 7888。因您作為機構投資者、認可投資者或專業投資者的身份，就 CLSA S

123、ingapore Pte Ltd.可能向您提供的任何財務顧問服務，CLSA Singapore Pte Ltd 豁免遵守財務顧問法（第 110 章）、財務顧問規例以及其下的相關通知和指引（CLSA 業務條款的新加坡附件中證券交易服務 C 部分所披露）的某些要求。MCI（P）085/11/2021。加拿大：加拿大：本研究報告由中信證券制作。對身在加拿大的任何人士發送本研究報告將不被視為對本報告中所評論的證券進行交易的建議或對本報告中所載任何觀點的背書。英國：英國：本研究報告歸屬于營銷文件，其不是按照旨在提升研究報告獨立性的法律要件而撰寫，亦不受任何禁止在投資研究報告發布前進行交易的限制。本研究報

124、告在英國由 CLSA（UK）分發，且針對由相應本地監管規定所界定的在投資方面具有專業經驗的人士。涉及到的任何投資活動僅針對此類人士。若您不具備投資的專業經驗，請勿依賴本研究報告。歐洲經濟區：歐洲經濟區：本研究報告由荷蘭金融市場管理局授權并管理的 CLSA Europe BV 分發。澳大利亞：澳大利亞：CLSA Australia Pty Ltd(“CAPL”)(商業編號：53 139 992 331/金融服務牌照編號：350159)受澳大利亞證券與投資委員會監管，且為澳大利亞證券交易所及 CHI-X 的市場參與主體。本研究報告在澳大利亞由 CAPL 僅向“批發客戶”發布及分發。本研究報告未考慮

125、收件人的具體投資目標、財務狀況或特定需求。未經 CAPL 事先書面同意，本研究報告的收件人不得將其分發給任何第三方。本段所稱的“批發客戶”適用于公司法（2001）第 761G 條的規定。CAPL 研究覆蓋范圍包括研究部門管理層不時認為與投資者相關的 ASX All Ordinaries 指數成分股、離岸市場上市證券、未上市發行人及投資產品。CAPL 尋求覆蓋各個行業中與其國內及國際投資者相關的公司。印度：印度：CLSA India Private Limited，成立于 1994 年 11 月，為全球機構投資者、養老基金和企業提供股票經紀服務（印度證券交易委員會注冊編號：INZ000001735）、研究服務（印度證券交易委員會注冊編號：INH000001113）和商人銀行服務（印度證券交易委員會注冊編號：INM000010619）。CLSA 及其關聯方可能持有標的公司的債務。此外，CLSA 及其關聯方在過去 12 個月內可能已從標的公司收取了非投資銀行服務和/或非證券相關服務的報酬。如需了解 CLSA India“關聯方”的更多詳情，請聯系 Compliance-I。未經中信證券事先書面授權，任何人不得以任何目的復制、發送或銷售本報未經中信證券事先書面授權，任何人不得以任何目的復制、發送或銷售本報告。告。中信證券中信證券 2023 版權所有。保留一切權利。版權所有。保留一切權利。