金屬新材料行業專題報告：碳化硅第三代半導體之星-230414（23頁）.pdf

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1、證券研究報告|行業專題|金屬新材料 1/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 金屬新材料 報告日期：2023 年 04 月 14 日 碳化硅：第三代半導體之星碳化硅：第三代半導體之星 行業行業專題專題報告報告 投資要點投資要點 耐高溫高壓高頻，碳化硅電氣性能優異耐高溫高壓高頻，碳化硅電氣性能優異碳化硅作為第三代寬禁帶半導體材料的代表，在禁帶寬度、擊穿電場、熱導率、電子飽和速率等指標具有顯著優勢，可滿足現代工業對高功率、高電壓、高頻率高功率、高電壓、高頻率的需求，主要被用于制作高速、高頻、大功率及發光電子元器件，下游應用領域包括智能電網、新能源汽車、光伏風電、5G 通信等。工藝難度大幅增加，長

2、晶環節是瓶頸工藝難度大幅增加，長晶環節是瓶頸碳化硅制造工藝具有高技術壁壘高技術壁壘，襯底長晶存在條件控制嚴、長晶速度慢、晶型要求高三大技術難點，而加工難度大帶來的低產品良率導致碳化硅成本高；外延的厚度和摻雜濃度為影響最終器件的關鍵參數。下游應用場景豐富，新能源帶來最大增長點下游應用場景豐富，新能源帶來最大增長點碳化硅器件下游應用領域包括電動汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網、5G通信等，其中新能源汽車為最大終端應用市場新能源汽車為最大終端應用市場。高轉換效率和高功率帶來整車系統成本下降，特斯拉、比亞迪、小鵬等車企相繼使用 SiC MOSFET。Yole 預計2027 年全球導電型碳化硅功率器件

3、市場規模有望達 63 億美元，其中電動汽車下游領域占比達 80%。碳化硅供需缺口持續擴大，海內外廠商加速研發擴產碳化硅供需缺口持續擴大，海內外廠商加速研發擴產供給端：海外龍頭主導出貨量，全球有效產能仍不足。供給端：海外龍頭主導出貨量，全球有效產能仍不足。全球碳化硅市場呈美國、歐洲、日本三足鼎立的格局，海外廠商已實現量產 6 英寸碳化硅襯底，計劃2023 年實現 8 英寸量產；國內仍以小尺寸為主，部分實現 6 英寸量產，正加速研發縮小與國際龍頭的差距，整體來看全球有效產能仍不足。需求端：下游需求需求端：下游需求不斷擴大，百億市場空間可期。不斷擴大，百億市場空間可期。據我們測算，2025 年全球碳

4、化硅襯底市場需求年全球碳化硅襯底市場需求達達 188.4 億元，碳化硅器件市場需求達億元，碳化硅器件市場需求達 627.8 億元。億元。2025 年之前行業仍呈現供給不足的局面。投資建議：投資建議：建議關注：合盛硅業合盛硅業。風險提示風險提示技術研發進度不及預期；全球碳化硅行業競爭加劇。行業評級行業評級:看好看好(維持維持)分析師：施毅分析師：施毅 執業證書號：S1230522100002 相關報告相關報告 磁性材料-未來電氣化大時代的核心材料 2021.11.24 行業專題 2/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 正文目錄正文目錄 1 耐高溫高壓高頻，碳化硅電氣性能優異耐高溫高壓高頻，碳

5、化硅電氣性能優異.5 2 工藝難度大幅增加，長晶環節是瓶頸工藝難度大幅增加，長晶環節是瓶頸.5 2.1 襯底：晶體生長為最核心工藝環節，切割環節為產能瓶頸.6 2.1.1 晶體生長：條件控制嚴、長晶速度慢和晶型要求高為主要技術難點.6 2.1.2 晶體加工：切片和薄化為主要技術難點.7 2.2 外延：器件性能決定因素，厚度與摻雜濃度為關鍵因素.8 3 下游應用場景豐富，新能源帶來最大增長點下游應用場景豐富，新能源帶來最大增長點.9 3.1 導電型碳化硅器件：新能源汽車為最大終端應用市場.10 3.2 半絕緣型碳化硅器件：5G 時代的強大心臟.13 4 碳化硅供需缺口持續擴大，海內外廠商加速研發

6、擴產碳化硅供需缺口持續擴大，海內外廠商加速研發擴產.14 4.1 供給端：海外龍頭主導出貨量，全球有效產能仍不足.14 4.2 需求端：下游需求不斷擴大，百億市場空間可期.15 5 歐美日廠商占據龍頭，國產技術革新任重道遠歐美日廠商占據龍頭，國產技術革新任重道遠.17 5.1 Wolfspeed.18 5.2 英飛凌.18 5.3 意法半導體.19 5.4 羅姆.19 5.5 合盛硅業.20 5.6 天岳先進.20 5.7 三安光電.21 6 風險提示風險提示.21 VYjXgVUZgUlYmPoNmO9PdNaQoMoOnPtQeRmMmQkPoPqO7NpNsRNZqNnNvPmOpN行業

7、專題 3/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖表目錄圖表目錄 圖 1：半導體材料性能對比及碳化硅器件特性.5 圖 2：碳化硅產業鏈全景圖譜.6 圖 3：碳化硅襯底工藝流程.6 圖 4：4H-導電型碳化硅單晶襯底.8 圖 5：DISCO 研發的激光切片技術相較于現有技術的優勢.8 圖 6：4H-SiC 襯底和外延示意圖.8 圖 7：EPIGRESS 公司的熱壁式外延設備反應腔結構圖.8 圖 8：厚度為 30um 的 4H-SiC 外延層 SEM 截面圖像.9 圖 9：3、4 和 6 英寸碳化硅外延晶片.9 圖 10：碳化硅器件的下游應用領域.10 圖 11：兩類碳化硅器件的不同終端應用領域

8、.10 圖 12：2021 年導電型碳化硅功率器件下游應用占比.10 圖 13：2027 年導電型碳化硅功率器件下游應用占比預測.10 圖 14：碳化硅器件在電動汽車領域的應用.11 圖 15：特斯拉 Model 3 采用碳化硅 MOSFET 器件.11 圖 16：不同電壓平臺下，SiC 和 Si 基逆變器的損耗.11 圖 17：小鵬 G9 搭載了國內首個量產的車端 800V 高壓 SiC 平臺.11 圖 18：我國新能源充電樁數量存在較大缺口.12 圖 19：2026 年碳化硅在汽車各部件的價值占比預測.12 圖 20：SiC MOS 應用于光伏逆變器可帶來更低的損耗和更高的頻率.12 圖

9、21：2020-2050 年碳化硅功率器件在光伏逆變器的滲透率.12 圖 22：碳化硅的單位面積導通電阻遠小于硅器件.13 圖 23：Danfoss 和美國田納西大學聯合開發的 12.4kV 光伏并網變換器.13 圖 24：碳化硅模塊的開關和導通損耗均優于傳統硅模塊.13 圖 25：2018-2050 年軌道交通中碳化硅功率器件滲透率.13 圖 26：不同材料微波射頻器件的應用范圍對比.14 圖 27：碳化硅基氮化鎵在 5G 中的應用.14 圖 28：2018 年全球導電型碳化硅襯底市場份額.14 圖 29：2020 年全球半絕緣型碳化硅襯底市場份額.14 圖 30：碳化硅器件發展歷程.15

10、圖 31：2021-2025 碳化硅襯底市場空間(億元).17 圖 32：2021-2025 碳化硅器件市場空間(億元).17 圖 33：全球碳化硅市場競爭格局.18 圖 34：Wolfspeed 碳化硅 MOSFET 和裸芯片.18 圖 35：英飛凌 48V 車規級功率 SiC MOSFET.19 圖 36：意法半導體 SiC MOSFET 系列產品.19 圖 37：羅姆第四代 SiC MOSFET 和柵極驅動器 IC.20 圖 38：合盛新材料 4H-N 型 SiC 襯底產品.20 圖 39：天岳先進導電型碳化硅襯底.21 圖 40：三安光電 SiC MOSFET 應用于車載 DC/DC

11、變換器和 OBC.21 行業專題 4/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 表 1：不同半導體材料性能對比.5 表 2：三種碳化硅襯底制作方法對比.7 表 3：國內廠商碳化硅襯底產能.15 表 4：碳化硅在新能源車下游應用領域的市場空間.16 表 5：碳化硅在光伏下游應用領域的市場空間預測.17 行業專題 5/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 1 耐高溫高壓高頻，碳化硅電氣性能優異耐高溫高壓高頻，碳化硅電氣性能優異 碳化硅作為第三代寬禁帶半導體材料的代表，在禁帶寬度、擊穿電場、熱導率、電子飽和速率、抗輻射能力等關鍵參數方面具有顯著優勢，滿足了現代工業對高功率、高電壓、高高功率、高電壓、

12、高頻率頻率的需求，主要被用于制作高速、高頻、大功率及發光電子元器件，下游應用領域包括智能電網、新能源汽車、光伏風電、5G 通信等，在功率器件領域，碳化硅二極管、MOSFET已經開始商業化應用。耐高溫。耐高溫。碳化硅的禁帶寬度是硅的 2-3 倍，在高溫下電子不易發生躍遷，可耐受更高的工作溫度，且碳化硅的熱導率是硅的 4-5 倍，使得器件散熱更容易，極限工作溫度更高。耐高溫特性可以顯著提升功率密度，同時降低對散熱系統的要求，使終端更加輕量和小型化。耐高壓。耐高壓。碳化硅的擊穿電場強度是硅的 10 倍，能夠耐受更高的電壓，更適用于高電壓器件。耐高頻。耐高頻。碳化硅具有 2 倍于硅的飽和電子漂移速率，

13、導致其器件在關斷過程中不存在電流拖尾現象，能有效提高器件的開關頻率，實現器件小型化。低能量損耗。低能量損耗。碳化硅相較于硅材料具有極低的導通電阻，導通損耗低；同時，碳化硅的高禁帶寬度大幅減少泄漏電流，功率損耗降低；此外，碳化硅器件在關斷過程中不存在電流拖尾現象，開關損耗低。表1：不同半導體材料性能對比 性能指標 Si GaAS 4H-SiC GaN 禁帶寬度（eV）1.12 1.43 3.23 3.42 擊穿電場強度（MV cm-1）0.3 0.4 3.5 3.3 熱導率（W cm-1 K-1）1.5 0.5 4.0 1.3 飽和電子漂移速率（107 cm s-1）1.0 1.0 2.0 2.

14、5 電子遷移率（cm2 V-1 s-1）1500 8500 650 2000 資料來源：寬禁帶半導體高頻及微波功率器件與電路，浙商證券研究所 圖1：半導體材料性能對比及碳化硅器件特性 資料來源：天科合達招股書，浙商證券研究所 2 工藝難度大幅增加，長晶環節是瓶頸工藝難度大幅增加，長晶環節是瓶頸 行業專題 6/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 碳化硅從材料到半導體功率器件會經歷單晶生長、晶錠切片、外延生長、晶圓設計、制造、封裝等工藝流程。在合成碳化硅粉后，先制作碳化硅晶錠，然后經過切片、打磨、拋光得到碳化硅襯底，經外延生長得到外延片。外延片經過光刻、刻蝕、離子注入、金屬鈍化等工藝得到碳化硅

15、晶圓，將晶圓切割成 die，經過封裝得到器件，器件組合在一起放入特殊外殼中組裝成模組。2.1 襯底：晶體生長為最核心工藝環節，切割環節為產能瓶頸襯底：晶體生長為最核心工藝環節，切割環節為產能瓶頸 以高純碳粉、高純硅粉為原料合成碳化硅粉，在特殊溫場下生長不同尺寸的碳化硅晶錠，再經過多道加工工序產出碳化硅襯底。核心工藝流程包括：原料合成：將高純的硅粉+碳粉按配方混合，在 2000C 以上的高溫條件下于反應腔室內進行反應，合成特定晶型和顆粒度的碳化硅顆粒。再通過破碎、篩分、清洗等工序，得到滿足要求的高純碳化硅粉原料。晶體生長：為碳化硅襯底制造最核心工藝環節，決定了碳化硅襯底的電學性質。目前晶體生長的

16、主要方法有物理氣相傳輸法（PVT）、高溫化學氣相沉積法（HT-CVD）和液相外延（LPE）三種方法，物理氣相傳輸法為市場主流工藝。晶體加工：通過晶錠加工、晶棒切割、研磨、拋光、清洗等環節，將碳化硅晶棒加工成襯底。圖2：碳化硅產業鏈全景圖譜 圖3：碳化硅襯底工藝流程 資料來源：浙商證券研究所 資料來源：天科合達招股書，浙商證券研究所 2.1.1 晶體生長：條件控制嚴、長晶速度慢和晶型要求高為主要技術難點晶體生長：條件控制嚴、長晶速度慢和晶型要求高為主要技術難點 在晶體生長和晶體加工環節均存在技術難點。在晶體生長和晶體加工環節均存在技術難點。晶體生長環節，條件控制嚴、長晶速度慢條件控制嚴、長晶速度

17、慢和晶型要求高和晶型要求高為主要技術難點。碳化硅晶體的生長溫度在 2300C 以上，對溫度和壓力的控制要求高；此外，碳化硅有 250 多種同分異構體，其中 4H-SiC 為主流，因此需要嚴格控制硅碳比、生長溫度梯度及氣流氣壓等參數才能生長出理想晶體；同時 PVT 法長晶非常緩慢，速度約為 0.3-0.5mm/h，7 天才能生長 2cm，最高僅能生長 3-5cm，因此碳化硅晶錠的直徑也多為 4 英寸、6 英寸，而硅基 72h 即可生長至 2-3m 的高度，直徑多為 6 英寸、8 英寸，新投產能則多為 12 英寸。晶體生長主要有物理氣相傳輸法（PVT）、高溫化學氣相沉積法（HT-CVD）和液相外延

18、（LPE）三種方法，其中 PVT 法是現階段商業化生長 SiC 襯底的主流方法，技術成熟度最高、工程化應用最廣。行業專題 7/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 PVT 法利用“升華-轉移-再生長”原理生長碳化硅晶體。高純度碳粉與硅粉按特定比例混合，將形成的高純度碳化硅微粉與籽晶分別放置生長爐內坩堝的底部和頂部，溫度升高至2000C 以上，控制坩堝下部溫度略高于頂部，形成溫度差，碳化硅微粉升華成氣態 Si，SiC2和 Si2C 后，在籽晶處重新結晶生長形成碳化硅晶錠。PVT 法長晶速度慢，需要約 7 天才能生長約 2cm，且副反應較多，原料的非一致升華導致生成 SiC 晶體的缺陷密度較高。

19、HT-CVD 法是指在 20002500下，導入高純度的硅烷、乙烷或丙烷、氫氣等氣體，先在高溫區生長腔反應形成碳化硅氣態前驅物，再經由氣體帶動進入低溫區的籽晶端前沉積成碳化硅晶體。HT-CVD 法可持續向爐腔供應氣體原料，晶體可持續生長；使用高純氣體為原料，碳化硅晶體純度更高，且通過控制原料氣流量比，能有效控制摻雜量、晶型等，生成碳化硅晶體缺陷較少。但 HT-CVD 法的長晶速度較慢，約 0.4-0.5mm/h，工藝設備昂貴，耗材成本高，長晶過程中進氣口和排氣口易堵塞。LPE 法利用“溶解-析出”原理生長碳化硅晶體，在 1400-1800下將碳溶解在高溫純硅溶液中，再從過飽和溶液中析出碳化硅晶

20、體，需添加助熔劑增大 C 的溶解度。LPE 法長晶溫度較低，減少了冷卻時由熱應力導致的位錯，碳化硅晶體位錯密度低，結晶質量高，可實現無微管缺陷晶體生長。同時，在助熔液中增加 Al 可獲得高載流子濃度的 p 型 SiC 晶體，且相比 PVT 法，溶液法長晶速度提高了 5 倍左右；但存在碳化硅晶體中金屬殘留的問題，且生長的晶體尺寸小，目前僅用于實驗室生長。表2：三種碳化硅襯底制作方法對比 物理氣相傳輸法(PVT)高溫化學氣相沉積法(HTCVD)液相外延法(LPE)原理示意圖 生長溫度 2300-2500C 2000-2300C 1400-1800C 優點 設備成本低且結構簡單 耗材成本低 可持續生

21、長 晶體純度高 晶體缺陷少 位錯密度低 長晶速度快 結晶質量高 摻雜可控性強 缺點 擴徑難度大 長晶速度慢 缺陷密度高 長晶速度慢 工藝設備昂貴 耗材成本高 長晶尺寸小 金屬雜質殘留 發展現狀 現階段商業化的主流技術 已商業化使用 處于實驗室研究階段 資料來源：寬禁帶半導體技術創新聯盟，液相法碳化硅晶體生長及其物性研究，馬來硅業有限公司官網，浙商證券研究所整理 2.1.2 晶體加工：切片和薄化為主要技術難點晶體加工：切片和薄化為主要技術難點 晶體加工環節，切片和薄化為主要技術難點。晶體加工環節，切片和薄化為主要技術難點。碳化硅襯底的質量和精度直接影響外延的質量及器件的性能，因此晶片表面需光滑、

22、無缺陷、無損傷，粗糙度值在納米級以下。然而，由于碳化硅晶體高硬、高脆、耐磨性好、化學性質極其穩定，使得襯底加工非常困難。碳化硅襯底的加工過程主要分為切片、薄化和拋光。行業專題 8/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 切片是碳化硅單晶加工過程的第一道工序，決定了后續薄化、拋光的加工水平，是整個環節的最大產能瓶頸所在?，F有的碳化硅晶圓切片大多使用金剛石線鋸，但碳化硅硬度高，需要大量的金剛石線鋸和長達數小時的加工時間，且切片過程中多達 40%的晶錠以碳化硅粉塵的形式成為廢料，單個晶錠生產出的晶圓數量少，造成碳化硅功率器件成本高昂。許多國外企業采用更為先進的激光切割和冷分離技術提高切片效率，如 2

23、016 年 DISCO 開發的激光切片技術不用經歷研磨過程，僅需 10 分鐘就能切出一片 6 英寸碳化硅晶圓，生產效率提升 3-5 倍。碳化硅切片的薄化主要通過磨削與研磨實現，但碳化硅斷裂韌性較低，在薄化過程中易開裂，導致碳化硅晶片的減薄非常困難。目前多使用自旋轉磨削，晶片自旋轉的同時主軸機構帶動砂輪旋轉，同時砂輪向下進給，實現減薄。自旋轉磨削雖可有效提高加工效率，但砂輪經長時間使用易鈍化，存在使用壽命短且晶片易產生表面與亞表面損傷的問題，未來將進一步優化單面研磨技術以實現大尺寸碳化硅晶片的加工。圖4：4H-導電型碳化硅單晶襯底 圖5：DISCO 研發的激光切片技術相較于現有技術的優勢 資料來

24、源：天岳先進，浙商證券研究所 資料來源：DISCO，浙商證券研究所 2.2 外延：器件性能決定因素，厚度與摻雜濃度為關鍵因素外延：器件性能決定因素，厚度與摻雜濃度為關鍵因素 與傳統硅功率器件制作工藝不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化硅單晶材料上，須在經過切、磨、拋等仔細加工的單晶襯底上生長一層微米級新單晶，新單晶和襯底可以是相同材料，也可以是不同材料，稱為同質外延或異質外延。外延層可以消除晶體生長和加工時引入的表面或亞表面缺陷，使晶格排列整齊，表面形貌更優，外延的質量對最終器件的性能起關鍵影響作用。圖6：4H-SiC 襯底和外延示意圖 圖7：EPIGRESS 公司的熱壁式外延設備反應腔結構

25、圖 資料來源：浙商證券研究所 資料來源：4H-SiC 的 CVD 同質外延生長與表征，浙商證券研究所 行業專題 9/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 碳化硅外延的制作方法包括：化學氣相淀積（CVD）、分子束外延（MBE）、液相外延法（LPE）、脈沖激光淀積和升華法（PLD）等，其中 CVD 法是最為普及的 4H-SiC 外延方法，其優勢在于可以有效控制生長過程中氣體源流量、反應室溫度及壓力，精準控制外延層的厚度、摻雜濃度以及摻雜類型，工藝可控性強。早期碳化硅是在無偏角襯底上外延生長的，受多型體混合影響，外延效果不理想。隨后發展出臺階控制外延法，在不同偏角下斜切碳化硅襯底，形成高密度外延臺

26、階，在實現低溫生長的同時穩定晶型的控制。隨后引入 TCS，突破臺階控制外延法的限制，將生長速率大幅提升至傳統方法的10倍以上。目前常用SiH4、CH4、C2H4作為反應前驅氣體，N2和TMA作為雜質源，使用4斜切的4H-SiC襯底在1500-1650下生長外延。外延參數主要取決于器件設計，其中厚度和摻雜濃度厚度和摻雜濃度為外延片關鍵參數。器件電壓越高，對外延厚度和摻雜濃度均勻性要求越高，生產難度越大。在 600V 低壓下，外延厚度需達 6um左右，在 1200-1700V 中壓下，外延厚度需達 10-15um 左右，而在 10kV 的高壓下，外延厚度需達 100um 以上。在中、低壓應用領域，

27、碳化硅外延的技術相對比較成熟，外延片的厚度和摻雜濃度等參數較優，基本可以滿足中低壓的 SBD、JBS、MOS 等器件的需求。而高壓領域，外延片需要攻克摻雜濃度均勻性和控制缺陷等問題。圖8：厚度為 30um 的 4H-SiC 外延層 SEM 截面圖像 圖9：3、4 和 6 英寸碳化硅外延晶片 資料來源：北京第三代半導體產業技術創新戰略聯盟，浙商證券研究所 資料來源：瀚天天成，浙商證券研究所 3 下游應用場景豐富，新能源帶來最大增長點下游應用場景豐富，新能源帶來最大增長點 按照電學性能的不同，碳化硅材料制成的器件分為導電型碳化硅功率器件和半絕緣型導電型碳化硅功率器件和半絕緣型碳化硅射頻器件碳化硅射

28、頻器件，兩種類型碳化硅器件的終端應用領域不同。導電型碳化硅功率器件是通過在低電阻率的導電型襯底上生長碳化硅外延層碳化硅外延層后進一步加工制成，包括造肖特基二極管、MOSFET、IGBT 等，主要用于電動汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網、數據中心、充電等。半絕緣型碳化硅基射頻器件是通過在高電阻率的半絕緣型碳化硅襯底上生長氮化鎵外氮化鎵外延層延層后進一步加工制成，包括 HEMT 等氮化鎵射頻器件，主要用于 5G 通信、車載通信、國防應用、數據傳輸、航空航天。行業專題 10/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖10：碳化硅器件的下游應用領域 圖11：兩類碳化硅器件的不同終端應用領域 資料來源

29、：公開資料，浙商證券研究所 資料來源：浙商證券研究所 3.1 導電型碳化硅器件：新能源汽車為最大終端應用市場導電型碳化硅器件：新能源汽車為最大終端應用市場 導電型碳化硅器件主要用于電動汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網、數據中心、充電等領域。根據 Yole 數據，2021 年汽車市場導電型碳化硅功率器件規模達 6.85 億美元，占比 62.8%，能源、工業和交通應用市場占比分別為 14.1%，11.6%和 7.2%。預計到 2027 年汽車市場導電型碳化硅功率器件規模達 49.86 億美元，占比 79.2%，能源、工業和交通應用市場占比分別降至 7.3%，8.7%和 3.0%。圖12：2021

30、 年導電型碳化硅功率器件下游應用占比 圖13：2027 年導電型碳化硅功率器件下游應用占比預測 資料來源：Yole，浙商證券研究所 資料來源：Yole，浙商證券研究所 碳化硅在電動汽車領域主要用于：主驅逆變器、車載充電系統碳化硅在電動汽車領域主要用于：主驅逆變器、車載充電系統(OBC)、電源轉換系統、電源轉換系統(車車載載 DC/DC)和非車載充電樁。和非車載充電樁。逆變器是一種將直流信號轉化為高壓交流電的裝置，由于輸出電壓和輸出頻率可以任意控制，所以被廣泛用于控制交流電機和無刷電機的轉速，是新能源發電、不間斷電源、電動汽車、軌道交通、白色家電、電力配送等領域重要的功率轉換裝置。碳化硅 MOS

31、FET 在電動汽車主驅逆變器中相比 Si-IGBT 具有明顯優勢：碳化硅 MOSFET 相比硅基 IGBT 功率轉換效率更高，電動汽車續航距離可延長 5-10%，即在同樣續航里程的情況下可削減電池容量，降低電池成本；碳化硅 MOSFET 的高頻特性可使逆變器線圈、電容小型化，電驅尺寸可大幅減少，可聽噪聲的降低能減少電機鐵損；碳化硅 MOSFET 可承受更高電壓，在電機功率相同的情況下可以通過提升電壓來降低電流強度，從而使得束線輕量化，節省安裝空間。雖然當前碳化硅器件單車價格高于 Si-IGBT，但上述優勢可降低整車系統成本降低整車系統成本。2018年特斯拉在 Model 3 中首次將 Si I

32、GBT 替換為 SiC 器件，汽車逆變器效率大幅提升，當前行業專題 11/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 越來越多的車廠如比亞迪、蔚來、小鵬、保時捷等正在轉向在電驅中使用碳化硅 MOSFET器件。圖14：碳化硅器件在電動汽車領域的應用 圖15：特斯拉 Model 3 采用碳化硅 MOSFET 器件 資料來源：英飛凌，浙商證券研究所 資料來源：特斯拉，浙商證券研究所 車載充電系統(OBC)可將電網中的交流電轉換為直流電對電池進行充電，實現為電動汽車的高壓直流電池組充電的功能，是決定充電功率和效率的關鍵器件。碳化硅 MOSFET 相比 Si 基器件能提升約 50%的系統功率密度，從而能減少

33、 OBC 的重量和體積，并節省磁感器件和驅動器件成本。電源轉換系統(DC/DC)是轉變輸入電壓并有效輸出固定電壓的電壓轉換器，可將動力電池輸出的高壓直流電轉換為低壓直流電，主要給車內動力轉向、水泵、車燈、空調等低壓用電系統供電。未來隨著電動汽車電池電壓升至 800V 高壓平臺，1200V 的 SiC MOSFET 有望被廣泛應用于 DC-DC 轉換器中。高壓充電樁能有效解決充電速度和里程焦慮的問題，帶來對 SiC 器件需求的增加。當前我國的車樁比難以匹配需求，車載充電及充電樁效率仍待提高，因此越來越多的整車廠布局800V 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-

34、930V 的系統，相較于 600V 平臺：在同等充電功率下，工作電流更小工作電流更小，節省線束體積，降低電路內阻損耗，提高充電效率和安全率；在同等電流的情況下，800V 平臺可大幅提升總功率提升總功率，顯著提高充顯著提高充電速度電速度，已成為快速直流電充電的新解決方案。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 SiC 功率器件需求大增。與 MOSFET/IGBT 單管設計的 15-30kW 相比，SiC 模塊可將充電模塊功率提高至 60kW 以上，且和硅基功率器件相比，SiC 功率器件可以大幅降低模塊數量，具有小體積優勢。圖16：不同電壓平臺下，SiC 和 Si 基逆變

35、器的損耗 圖17：小鵬 G9 搭載了國內首個量產的車端 800V 高壓 SiC 平臺 資料來源：Gerd,et al.,“INCREASED SYSTEM EFFICIENCY BY AN 800 VOLT AXLE DRIVE CONCEPT”,Vitesco Technologies，浙商證券研究所 資料來源：小鵬汽車，浙商證券研究所 行業專題 12/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 新能源車數量增速高于充電樁，我國充電樁市場缺口大。新能源車數量增速高于充電樁，我國充電樁市場缺口大。據中國能源報，截止 2022 年12 月，全國充電基礎設施累計總量約為 521 萬臺，增量為 259.

36、3 萬臺，同比增加 99.1%。其中公共充電樁增量為 65.1 萬臺，同比上漲 91.6%；隨車配建私人充電樁增量為 194.2 萬臺，同比上升 225.5%。截至 2022 年底，全國新能源汽車保有量達 1310 萬輛，占汽車總量的4.10%，同比增長 67.13%，其中，純電動汽車保有量 1045 萬輛，占新能源汽車總量的 79.78%。2022 年底，我國新能源車車樁比為 2.5：1，充電樁數量還存在巨大的缺口。根據全球碳化硅領域龍頭廠商 Wolfspeed 公司的預測，到 2026 年汽車中逆變器所占據的碳化硅價值量約為 83%，是電動汽車中價值量最大的部分。其次為 OBC，價值量占比

37、約為 15%；DC-DC 轉換器中 SiC 價值量占比在 2%左右。圖18：我國新能源充電樁數量存在較大缺口 圖19：2026 年碳化硅在汽車各部件的價值占比預測 資料來源：中國能源報，浙商證券研究所 資料來源：Wolfspeed，浙商證券研究所 光伏發電是當前利用可再生能源的重要形式，通過光伏逆變器將太陽能電池陣列的直流電轉換為交流電，以直接消耗或通過電網傳輸。使用 Si 基器件的傳統逆變器會帶來較大的系統能量損耗，而碳化硅的寬帶隙、高熱導率、高擊穿電壓和低導通電阻寬帶隙、高熱導率、高擊穿電壓和低導通電阻使其能在更高的電壓及頻率下切換，散熱能力更佳，擁有更好的開關效率和熱量累計。使用碳化硅功

38、率器件的光伏逆變器可將系統轉換效率從 96%提升至 99%以上，能量損耗降低 50%以上，設備循環壽命提升 50 倍。據 CASA Research 數據，2020 年碳化硅功率器件在光伏逆變器的滲透率為 10%，隨著光伏電壓等級的提升，碳化硅功率器件的滲透率將不斷提高，預計 2048 年將達到 85%的滲透率。圖20：SiC MOS 應用于光伏逆變器可帶來更低的損耗和更高的頻率 圖21：2020-2050 年碳化硅功率器件在光伏逆變器的滲透率 資料來源：英飛凌，浙商證券研究所 資料來源：CASA，浙商證券研究所 目前電網使用的硅基器件的參數性能已接近其材料的物理極限，無法擔負起支撐大規模清潔

39、能源生產傳輸和消納吸收的重任。SiC 在智能電網的主要應用場景包括高壓直流輸電換行業專題 13/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 流閥、柔性直流輸電換流閥、靈活交流輸電裝置、高壓直流斷路器、電力電子變壓器等裝置。碳化硅在電壓等級、導通電阻和開關速度方面的優勢能很好的適配電力系統對電壓、功率和可靠性的更高要求，可以直接替換硅器件直接替換硅器件，提升電能轉換效率和功率密度，同時還能簡化拓撲結構、實現新的并網功能實現新的并網功能如增加電網穩定性，提供有源濾波功能等。圖22：碳化硅的單位面積導通電阻遠小于硅器件 圖23：Danfoss 和美國田納西大學聯合開發的 12.4kV 光伏并網變換器 資

40、料來源：應用于中壓配電網的碳化硅電力電子技術，浙商證券研究所 資料來源：應用于中壓配電網的碳化硅電力電子技術，浙商證券研究所 在軌道交通領域，牽引變流器、輔助變流器、主輔一體變流器、電力電子變壓器、電源充電機等環節均可用到 SiC 功率器件，其中牽引變流器是核心器件，采用 SiC 功率器件替代后，在高溫、高頻和低損耗方面得到顯著改善，有效減小整體器件的體積和重量，符合大容量、輕量化和節能型的需求。目前 SiC 器件已在城市軌道交通系統中得以應用，蘇州軌交3 號線 0312 號列車是國內首個基于 SiC 變流技術的永磁直驅牽引系統項目，實現了牽引節能 20%的目標。CASA 預測在 2030 年

41、碳化硅在軌道交通功率器件的應用占比將達 30%，2040 年占比將達 70%，滲透率不斷提升。圖24：碳化硅模塊的開關和導通損耗均優于傳統硅模塊 圖25：2018-2050 年軌道交通中碳化硅功率器件滲透率 資料來源：基于混合碳化硅器件的城市軌道交通車輛牽引節能研究，浙商證券研究所 資料來源：CASA，浙商證券研究所 3.2 半絕緣型碳化硅器件：半絕緣型碳化硅器件：5G 時代的強大心臟時代的強大心臟 射頻器件是在無線通信領域負責信號轉換的部件，如功率放大器、射頻開關、濾波器、低噪聲放大器等。目前主流的射頻器件材料有砷化鎵、硅基 LDMOS、碳化硅基氮化鎵等不同類型。碳化硅基氮化鎵射頻器件同時同

42、時具備碳化硅的高導熱性能和氮化鎵在高頻段下大功具備碳化硅的高導熱性能和氮化鎵在高頻段下大功率射頻輸出的優勢率射頻輸出的優勢，應用于 5G 通信、車載通信、國防應用、數據傳輸、航空航天等領域。行業專題 14/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 5G 通訊基站應用需要更高的峰值功率、更寬的帶寬以及更高的頻率更高的峰值功率、更寬的帶寬以及更高的頻率，對微波射頻器件提出了更高要求，而半絕緣型碳化硅襯底制備的氮化鎵射頻器件在高頻段高頻段的優異表現使其成為 5G 時代基站應用的候選技術。據 Yole Development 預測，2025 年全球射頻器件市場將超過 250 億美元，功率在 3W 以上的

43、射頻器件市場中，氮化鎵射頻器件有望替代大部分硅基 LDMOS 份額，占據射頻器件市場約 50%的份額。圖26：不同材料微波射頻器件的應用范圍對比 圖27：碳化硅基氮化鎵在 5G 中的應用 資料來源：Analog Dialogue，浙商證券研究所 資料來源：5G 時代新技術需要關注氮化鎵，浙商證券研究所 4 碳化硅供需缺口持續擴大，海內外廠商加速研發擴產碳化硅供需缺口持續擴大，海內外廠商加速研發擴產 4.1 供給端：海外龍頭主導出貨量，全球有效產能仍不足供給端：海外龍頭主導出貨量，全球有效產能仍不足 當前制約碳化硅器件大規模商業化應用的主要因素在于高成本，碳化硅襯底制造難度高成本，碳化硅襯底制造

44、難度大、良率低大、良率低為主要原因。全球碳化硅市場呈美國、歐洲、日本三足鼎立的格局，國內龍頭企業僅天科合達和天岳先進占據了全球碳化硅襯底市場份額。在全球導電型碳化硅襯底市場中，Wolfspeed 占據超 60%的市場份額，II-VI 和 Rohm 的子公司 SiCrystal 分別占據 16%和 12%，位列第二和第三；在半絕緣型碳化硅襯底市場中，Wolfspeed、II-VI 和天岳先進各占據約 30%的市場份額。圖28：2018 年全球導電型碳化硅襯底市場份額 圖29：2020 年全球半絕緣型碳化硅襯底市場份額 資料來源：Yole，浙商證券研究所 資料來源：Yole，浙商證券研究所 行業專

45、題 15/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 我國在碳化硅領域起步較晚，當前國內廠商在碳化硅襯底產品上與國外龍頭仍存在一定差距。國內主要以 4 英寸碳化硅襯底為主，僅少數企業如天岳先進、露笑科技等實現 6 英寸襯底的銷售，而多家國際一線廠商已實現 6 英寸碳化硅襯底的穩定供應，Wolfspeed、英飛凌和羅姆等正積極布局 8 英寸碳化硅襯底生產產線，量產指日可待。目前全球碳化硅襯底有效年產能不足，面對緊張的供需關系，海外龍頭企業加速擴產，積極布局 8 英寸碳化硅襯底的量產。Wolfspeed 于 2022 年 4 月啟用全球首家 8 英寸碳化硅晶圓廠，為目前唯一一家實現 8 英寸碳化硅量產

46、的廠商，并將于 2023 年上半年在德國再建8 英寸碳化硅工廠，其他國際廠商如羅姆、英飛凌、Soitec、意法半導體等均計劃于 2023 年量產 8 英寸碳化硅襯底產品；而國內廠商除了爍科晶體已實現 8 英寸碳化硅襯底小批量量產，天科合達、晶盛機電宣布于 2023 年小批量量產 8 英寸碳化硅襯底外，其余廠商還處于加速建設 6 英寸碳化硅襯底產線以突破產能的階段。因此在行業形成穩定、規?；鲐浨?，碳化硅襯底將持續呈現供不應求的格局。圖30：碳化硅器件發展歷程 資料來源：浙商證券研究所 表3：國內廠商碳化硅襯底產能 公司 主營業務 現有產能 產能規劃 天岳先進 襯底 6.7 萬片/年，6 英寸半

47、絕緣型為主 預計 2026 年實現 年產能超 30 萬片 天科合達 襯底、外延 12-15 萬片/年，6 英寸占比 2/3 預計 2025 年實現 年產能 50 萬片 三安光電 襯底、外延、芯片、封裝 月產能 6000 片 建設全產業鏈配套，預計 2025 年達產，規劃配套年產能 36 萬片 爍科晶體 襯底 月產能 8000 片，4 英寸為主，6 英寸小批量供應，8 英寸小批量生產 預計 2025 年實現 年產能 30 萬片 露笑科技 襯底、外延 月產能 5000 片 6 英寸襯底 2023 年月產能達 1 萬片，年產能 20 萬片 東尼電子 襯底 2022 年生產 6750 片 2023 年

48、年產 12 萬片，預計2024 年交付 30 萬片、2025 年交付 50 萬片 資料來源：各公司公告，環評報告，浙商證券研究所整理 4.2 需求端：下游需求不斷擴大，百億市場空間可期需求端：下游需求不斷擴大，百億市場空間可期 行業專題 16/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 未來隨著碳化硅器件在新能源汽車、能源、工業、通訊等領域滲透率提升，碳化硅器件市場規模有望持續擴大，其中新能源車和光伏新能源車和光伏下游為主要驅動因素。對碳化硅器件在電動汽車領域的市場空間進行測算，假設如下：1)全球新能源乘用車銷量：根據 Clean Technica 數據，2021 年全球乘用車銷量超6500 萬輛

49、，其中新能源乘用車銷量為 650 萬輛，滲透率為 10.3%；2022 年全球新能源乘用車銷量為 1031 萬輛，滲透率為 14%，假設 2022-2025 全球新能源乘用車銷量持續增長，至 2025 年新能源車滲透率達 24%；2)碳化硅 MOS 器件滲透率：假設碳化硅 MOS 器件在新能源車應用滲透率從 2021年 18%逐年增長 6%至 2024 年的 42%；3)6 英寸碳化硅襯底市場空間：特斯拉 Model 3 在主驅逆變器上共使用 48 顆 SiC MOSFET，單車消耗約 0.25 片 6 英寸碳化硅襯底，隨著技術進步帶來碳化硅器件使用范圍進一步擴大至包括 OBC，DC/DC 轉

50、化器等方面，假設單車將消耗 0.5 片6 英寸碳化硅襯底，而其售價按照 10%的幅度逐年下降；4)碳化硅器件市場空間：當前碳化硅襯底占器件總成本的 46%，假設價格逐年下降，至 2025 年碳化硅襯底占總器件成本的 30%；5)綜上：綜上：2025 年碳化硅襯底年碳化硅襯底(按按 6 英寸算英寸算)在新能源車市場的需求量達在新能源車市場的需求量達 339 萬片，市萬片，市場空間為場空間為 129 億元，碳化硅器件的市場空間達億元，碳化硅器件的市場空間達 429 億元，億元，2021-2025 碳化硅器件碳化硅器件的的 CAGR 達達 85%表4：碳化硅在新能源車下游應用領域的市場空間 2021

51、 2022 2023E 2024E 2025E 全球乘用車銷量(萬輛)6500 7364 8000 8200 8405 新能源車滲透率 10%14%17%21%24%全球新能源乘用車銷量(萬輛)650 1031 1360 1722 2017 碳化硅 MOS 滲透率 18%24%30%36%42%單車消耗 6 英寸碳化硅襯底數 0.25 0.25 0.25 0.4 0.4 6 英寸碳化硅襯底需求(萬片)29.3 61.9 102 250 338.9 6 英寸碳化硅襯底售價(元/片)5800 5200 4700 4200 3800 6 英寸碳化硅襯底市場空間(億元)17 32.2 47.9 104

52、.1 128.8 碳化硅襯底占比器件成本 46%43%40%35%30%碳化硅器件市場空間(億元)36.9 74.8 119.9 297.6 429.3 2021-2025 碳化硅器件 CAGR 85%資料來源：Clean Technica，浙商證券研究所測算 對碳化硅器件在光伏逆變器領域的市場空間進行測算，假設如下：1）光伏逆變器總需求：光伏逆變器新增需求和全球光伏新增裝機量同步，而光伏逆變器 IGBT 器件的使用壽命約 10 年，故存量更換需求與 10 年前新增裝機量對應；2）光伏逆變器 IGBT 器件市場空間：假設光伏逆變器平均售價、毛利率逐年下降，IGBT 器件價格占逆變器價格的 12

53、%；3）光伏逆變器碳化硅 MOS 器件市場空間：由 CASA，假設碳化硅滲透率增至 2025的 50%，而技術進步和規模效應使碳化硅器件成本從現硅基 IGBT 價格的 4 倍逐年下降；行業專題 17/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 4）6 英寸碳化硅襯底需求：假設碳化硅襯底成本占器件總成本的比例從當前 46%逐漸下降至 2025 年的 30%，而 6 英寸碳化硅襯底單價從按 10%的比例逐年下降，從而得到襯底需求量；5）綜上：預計綜上：預計 2021-2025 年，碳化硅器件在光伏應用領域市場空間由年，碳化硅器件在光伏應用領域市場空間由 23 億元增長至億元增長至92 億元，億元，CA

54、GR 為為 42%，到，到 2025 年碳化硅襯底（按年碳化硅襯底（按 6 英寸算）需求量超過英寸算）需求量超過 72 萬片。萬片。表5：碳化硅在光伏下游應用領域的市場空間預測 2021 2022 2023E 2024E 2025E 全球新增裝機量(GW)170 225 270 300 330 光伏逆變器存量更換需求（GW）32 30 36 38 48 光伏逆變器總需求(GW)202 255 306 338 378 光伏逆變器平均售價(元/W)0.35 0.33 0.31 0.29 0.27 光伏逆變器毛利率 33%31%29%27%25%IGBT 器件價值量占比 12%12%12%12%12

55、%光伏逆變器 IGBT 器件市場空間(億元)57 70 81 86 92 碳化硅器件滲透率 10%20%30%40%50%碳化硅/IGBT 器件成本比 4 3.5 3 2.5 2 光伏逆變器碳化硅器件市場空間(億元)23 49 73 86 92 碳化硅襯底占比器件成本 46%43%40%35%30%碳化硅襯底市場空間(億元)10 21 30 33 32 碳化硅襯底價格(元)5800 5220 4698 4228 3805 碳化硅襯底需求(萬片)18 40 62 71 72 2021-2025 碳化硅器件 CAGR 42%資料來源：中國光伏行業協會，bp 世界能源統計年鑒，智研咨詢，界面新聞，宏

56、微科技股份有限公司招股書，浙商證券研究所測算 根據 Yole 數據，2021 年新能源車和光伏應用領域占全球碳化硅市場的 77%，預計 2027年這一比例將達到 86%，按照市場占比以 1.9%的年均復合增長率提升，2025 年新能源車和光伏應用領域占全球碳化硅器件市場的 83%，以兩者碳化硅市場空間反推可得 2025 年全球年全球碳化硅器件市場空間達碳化硅器件市場空間達 627.8 億元，碳化硅襯底市場空間達億元，碳化硅襯底市場空間達 188.4 億元，億元，6 英寸碳化硅襯底英寸碳化硅襯底需求量為需求量為 495 萬片。萬片。圖31：2021-2025 碳化硅襯底市場空間(億元)圖32：2

57、021-2025 碳化硅器件市場空間(億元)資料來源：Yole，浙商證券研究所測算 資料來源：Yole，浙商證券研究所測算 5 歐美日廠商占據龍頭，國產技術革新任重道遠歐美日廠商占據龍頭，國產技術革新任重道遠 行業專題 18/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 全球碳化硅襯底市場中，Wolfspeed 以 45%的市場份額位居第一，國內企業僅有天科合達和天岳先進分別占據 5%和 3%的市場份額。在導電型碳化硅襯底市場中，Wolfspeed 占據超 60%的市場份額，在碳化硅單晶市場價格和質量標準上有極大的話語權；在半絕緣型碳化硅襯底市場中，Wolfspeed、II-VI 和天岳先進各占據約

58、 30%的市場份額。全球碳化硅器件市場中，ST 意法半導體占據的市場份額達到 40%，位居第一，英飛凌占據 22%的市場份額排名第二。圖33：全球碳化硅市場競爭格局 資料來源：公開資料，浙商證券研究所整理 5.1 Wolfspeed Wolfspeed 的前身為 Cree 公司，2019 年 3 月，Cree 公司將照明產品業務部出售，完全轉型為一家專注于寬禁帶半導體產品的公司，于 2021 年更改為 Wolfspeed，擁有從襯底到器件的全產業鏈布局，是全球碳化硅行業的龍頭，在導電型碳化硅襯底市場中市占率達 61%，位列全球之首，而在半絕緣型襯底市場中位列第二，市占率達 33%。Wolfsp

59、eed 于 2015 年發布 8 英寸碳化硅襯底，2019 年完成首批 8 英寸碳化硅襯底樣品的制樣，2023 年計劃擴產至月產能 10 萬片。Wolfspeed 目前與梅賽德斯-奔馳達成協議，為其供應碳化硅器件，賦能其未來電動汽車平臺。圖34：Wolfspeed 碳化硅 MOSFET 和裸芯片 資料來源：Wolfspeed，浙商證券研究所 5.2 英飛凌英飛凌 公司于 1999 年從西門子集團拆分，是全球少數采用 IDM 模式的半導體垂直整合制造商，在 IC 設計、晶圓制造、封裝測試以及面向終端市場領域均有布局。2017 年英飛凌成為行業專題 19/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 全

60、球首家提供溝槽技術的碳化硅 MOSFET 產品廠商，2018 年收購 Siltectra 的冷切割技術，大幅提升生產效率，2020 年發布覆蓋 650-1700V 的碳化硅 MOSFET 產品，未來將擴展至3000V。圖35：英飛凌 48V 車規級功率 SiC MOSFET 資料來源：英飛凌官網，浙商證券研究所 5.3 意法半導體意法半導體 公司在功率半導體領域的主要產品涵蓋 SiC 和高低壓硅二極管、GaN 功率器件、射頻晶體管、IGBT、MOSFET 等。其中，MOSFET 覆蓋 35-1800V、可滿足 200C 業內最高水平，IGBT 覆蓋 350-1300V。2018 年特斯拉率先在

61、 Model 3 電驅主逆變器上使用意法半導體供應的 650V SiC MOSFET 器件。2021 年公司發布第三代 SiC MOSFET 晶體管，推進在電動汽車動力系統功率設備的前沿應用，并計劃與 2024 年將 SiC 晶圓產能提高到 2017 年的10 倍。圖36：意法半導體 SiC MOSFET 系列產品 資料來源：意法半導體官網，浙商證券研究所 5.4 羅姆羅姆 羅姆成立于 1958 年，是全球知名的半導體廠商，在全球碳化硅器件市場中位列前三。2010 年全球首家量產碳化硅 SBD 和 MOSFET，2021 年發布第 4 代的溝槽 SiC MOSFET，其導通電阻相較于第 3 代

62、下降 40%，公司計劃在 2025 和 2028 年進一步將導通電阻分別再降低 30%，實現第五代、第六代產品；在耐壓方面，第四代產品從 650V 提高到 750V，實行業專題 20/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 現了低損耗、使用簡便和高可靠性。另外，羅姆作為少數幾家 IDM 模式廠商之一，具備襯底、外延、器件、模塊垂直一體化布局，將在 2023 年實現 8 英寸襯底的量產。圖37：羅姆第四代 SiC MOSFET 和柵極驅動器 IC 資料來源：羅姆官網，浙商證券研究所 5.5 合盛硅業合盛硅業 合盛硅業于 2005 年成立，采用“煤電硅”一體化循環經濟產業園發展模式，主要產品涵蓋工

63、業硅、有機硅、石墨電極等，是硅化工行業龍頭。在上游硅和有機硅方面，當前公司工業硅、有機硅產能處于世界前列，隨著 2023 年 10 月公司于鄯善的 20 萬噸/年多晶硅項目開始批量生產，打造的全球首個 7000 畝多晶硅光伏一體化產業園區實現全部投產，屆時公司產能將進一步擴大；此外，公司積極布局硅基新材料領域，子公司“合盛新材料”完整掌握了碳化硅原料合成、晶體生長、襯底加工及外延生長的全產業鏈核心技術，2 萬片碳化硅襯底及外延片產業化生產線項目已通過驗收，產品得到國內多家下游器件客戶的驗證，具備量產能力。圖38：合盛新材料 4H-N 型 SiC 襯底產品 資料來源：合盛新材料官網，浙商證券研究

64、所 5.6 天岳先進天岳先進 天岳先進專注于碳化硅單晶襯底的研發、生產和銷售，當前公司的主要產品包括 2-6英寸的半絕緣型襯底和導電型襯底，較早在國內實現了 4 英寸半絕緣型碳化硅襯底的產業化，同時完成了 6 英寸導電型碳化硅襯底的研發并開始小批量銷售，當前在 8 英寸襯底方面研究進展順利。上海臨港工廠預計 2023 年內投產，2026 年全部達產后年產導電型碳化行業專題 21/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 硅晶錠 2.6 萬塊，對應導電型碳化硅襯底年產能將超 30 萬片。近年來天岳先進市占率大幅提升，在半絕緣型碳化硅襯底市場中市占率達 30%，僅次于 Wolfspeed、II-VI

65、，進入全球第一梯隊。圖39：天岳先進導電型碳化硅襯底 資料來源：天岳先進官網，浙商證券研究所 5.7 三安光電三安光電 三安光電成立于 2000 年，主營 LED 外延片、芯片、-族化合物半導體材料、微波通訊集成電路與功率器件、光通訊元器件等業務，2014 年進軍半導體行業，2017 年收購Norstel 布局碳化硅襯底，于 2019 年向 ST 出售 Norstel 55%的股份。2020 年成立全資子公司湖南三安，從事碳化硅半導體產品的研發，產業鏈包括長晶、襯底制作、外延生長、芯片制備與封裝，2022 年半年報披露月產能 6000 片，產能目前逐步爬坡，預計 2025 年達產，規劃配套年產

66、能 36 萬片。圖40：三安光電 SiC MOSFET 應用于車載 DC/DC 變換器和 OBC 資料來源：三安光電官網，浙商證券研究所 6 風險提示風險提示 技術研發進展不及預期，新興材料替代風險。技術研發進展不及預期，新興材料替代風險。半導體材料行業屬于技術密集型行業，具有產品研發周期長、研發難度高的特點，當前國內碳化硅襯底行業呈“產學研用”的格局，如果不能及時進行技術更新迭代，將面臨無法滿足市場需求，失去競爭力的風險。全球碳化硅行業競爭加劇。全球碳化硅行業競爭加劇。當前碳化硅市場呈現歐美日三足鼎立的局面，面對下游需求持續增長、碳化硅產品供不應求的形式，國內外廠商均在加速研發、擴產，垂直整

67、合也行業專題 22/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 成為碳化硅行業的主導趨勢，如安森美、羅姆等國際龍頭通過收購滿足碳化硅襯底的供應，從襯底到器件的全產業鏈 IDM 模式將利于碳化硅產品迅速商量，搶占全球市場。行業專題 23/23 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 股票投股票投資評級說明資評級說明 以報告日后的 6 個月內，證券相對于滬深 300 指數的漲跌幅為標準，定義如下：1.買 入：相對于滬深 300 指數表現20以上；2.增 持：相對于滬深 300 指數表現1020；3.中 性：相對于滬深 300 指數表現1010之間波動；4.減 持：相對于滬深 300 指數表現10以下。行業的

68、投資評級：行業的投資評級：以報告日后的 6 個月內，行業指數相對于滬深 300 指數的漲跌幅為標準，定義如下：1.看 好：行業指數相對于滬深 300 指數表現10%以上；2.中 性：行業指數相對于滬深 300 指數表現10%10%以上；3.看 淡：行業指數相對于滬深 300 指數表現10%以下。我們在此提醒您，不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準。我們采用的是相對評級體系，表示投資的相對比重。建議：投資者買入或者賣出證券的決定取決于個人的實際情況，比如當前的持倉結構以及其他需要考慮的因素。投資者不應僅僅依靠投資評級來推斷結論。法律聲明及風險提示法律聲明及風險提示 本報告由浙商證券股份有

69、限公司（已具備中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格，經營許可證編號為：Z39833000）制作。本報告中的信息均來源于我們認為可靠的已公開資料，但浙商證券股份有限公司及其關聯機構（以下統稱“本公司”）對這些信息的真實性、準確性及完整性不作任何保證，也不保證所包含的信息和建議不發生任何變更。本公司沒有將變更的信息和建議向報告所有接收者進行更新的義務。本報告僅供本公司的客戶作參考之用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告僅反映報告作者的出具日的觀點和判斷，在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議，投資者應當對本報告中的信息和意見進行獨立評估，并應

70、同時考量各自的投資目的、財務狀況和特定需求。對依據或者使用本報告所造成的一切后果，本公司及/或其關聯人員均不承擔任何法律責任。本公司的交易人員以及其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。本公司沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。本公司的資產管理公司、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。本報告版權均歸本公司所有，未經本公司事先書面授權，任何機構或個人不得以任何形式復制、發布、傳播本報告的全部或部分內容。經授權刊載、轉發本報告或者摘要的，應當注明本報告發布人和發布日期，并提示使用本報告的風險。未經授權或未按要求刊載、轉發本報告的，應當承擔相應的法律責任。本公司將保留向其追究法律責任的權利。浙商證券研究所浙商證券研究所 上?？偛康刂罚簵罡吣下?729 號陸家嘴世紀金融廣場 1 號樓 25 層 北京地址：北京市東城區朝陽門北大街 8 號富華大廈 E 座 4 層 深圳地址：廣東省深圳市福田區廣電金融中心 33 層 上?？偛苦]政編碼：200127 上?？偛侩娫挘?8621)80108518 上?？偛總髡妫?8621)80106010