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1、敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券1/282024 年年 01 月月 12 日日證券研究報告證券研究報告|產業專題報告產業專題報告高壓快充趨勢及產業鏈降本,加速碳化硅產業進展高壓快充趨勢及產業鏈降本,加速碳化硅產業進展新能源車行業深度報告(一)新能源車行業深度報告(一)電力設備及新能源電力設備及新能源投資評級:投資評級:推薦推薦(維持維持)分析師:胡鴻宇分析師:胡鴻宇分析師登記編碼:S0890521090003電話:021-20321074郵箱:銷售服務電話:銷售服務電話:021-20515355行業走勢圖行業走勢圖(2024 年 1 月 11 日)資料來源:wind,華寶證券研究創新部相關研
2、究報告相關研究報告1、解決續航焦慮最后一棒,快充進程加快催生材料新變化2023-07-27投資要點投資要點碳化硅物理性能優勢明顯,適應高溫、高壓、高頻的應用場景。碳化硅物理性能優勢明顯,適應高溫、高壓、高頻的應用場景。碳化硅作為第三代半導體,禁帶寬度大,具有擊穿電場高、熱導率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強等優勢,因此采用第三代半導體材料制備的半導體器件不僅能在更高的溫度下穩定運行,適用于高電壓、高頻率場景,此外還能以較少的電能消耗,獲得更高的運行能力。以碳化硅材料為襯底的產業鏈主要包括碳化硅襯底材料的制備、外延層的生長、器件制造以及下游應用市場。襯底根據電學性能不同分為半絕緣型和半導電型,分
3、別應用到不同的應用場景上。下游新能源發展對高頻、大功率射頻及電力電子需求的快速增長,極大推動下游新能源發展對高頻、大功率射頻及電力電子需求的快速增長,極大推動了碳化硅的產業化進程。了碳化硅的產業化進程。新能源汽車是未來碳化硅應用的主要驅動力,預計未來占據碳化硅需求的主要市場。碳化硅器件在新能源汽車產業中主要應用在電機控制器(電驅)、車載充電機 OBC、DC/DC 變換器以及充電樁,碳化硅器件相比硅基器件有更優越的物理性能,體積小,性能優越,節能性強,還順帶緩解了續航問題,更適應新能源汽車增加續航里程、縮短充電時長、提高電池容量、降低車身自重的需求。我們預測 2023-2026 年全球新能源汽車
4、市場碳化硅晶圓需求量為 18、36、73、112 萬片;2023-2026 年全球新能源汽車市場碳化硅襯底需求量為 32、62、121、172 萬片。2024 年年,我們認為碳化硅產業化進展會隨著高壓快充趨勢及碳化硅產業鏈降我們認為碳化硅產業化進展會隨著高壓快充趨勢及碳化硅產業鏈降本而加速本而加速。高壓快充是電車的大勢所趨,未來會逐漸下沉到更低區間的價格帶,高壓快充背景下,電車對碳化硅需求的迫切性預計對應進一步提高。另一方面,隨著產能的逐步釋放、8 英寸量產的不斷成熟、碳化硅長晶及加工工藝的不斷改進、進而碳化硅行業良率的提升,尤其是在國產廠商紛紛入局后,可能會進一步加速碳化硅的降本。我們認為
5、2024 年碳化硅產業化進展會隨著高壓快充趨勢及碳化硅產業鏈降本而加速,關注碳化硅產業鏈降本進展、800V 新車放量進展、國內上游材料襯底/外延廠商出貨情況、國內下游器件/模塊廠商上車驗證進展。風險提示:風險提示:高壓快充滲透率不及預期;碳化硅在車端、樁端滲透不及預期;國產化進度不及預期;擴產進程不及預期;價格戰風險;此外文中提及的上市公司旨在說明行業發展情況,不構成推薦覆蓋。產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券2/28內容目錄內容目錄1.碳化硅:第三代半導體,物理性能優勢明顯碳化硅:第三代半導體,物理性能優勢明顯.42.碳化硅產業鏈包括上游襯底和外延、中游器件、下游應用
6、碳化硅產業鏈包括上游襯底和外延、中游器件、下游應用.52.1.碳化硅晶片分為半絕緣型和半導電型,分別應用到不同的應用場景.72.2.碳化硅外延是碳化硅器件必不可少的環節,對器件性能影響極大.82.3.碳化硅器件的主流形態包括二極管及晶體管兩大類.103.下游新能源發展加速了碳化硅的產業化進程下游新能源發展加速了碳化硅的產業化進程.113.1.半絕緣型碳化硅主要用在射頻器件,面向通信基站及雷達應用.113.2.半導電型碳化硅主要用在功率器件,新能源是主要市場.123.2.1.新能源汽車是未來碳化硅應用的主要驅動力,尤其是高壓快充趨勢.133.2.2.光伏市場逆變器的應用中也具有較大前景.193.
7、2.3.工業電源、軌道交通及其他應用.204.成本提高與性能提升之間的平衡關系是碳化硅產業化的核心成本提高與性能提升之間的平衡關系是碳化硅產業化的核心.204.1.成本是當下制約碳化硅加速產業化的關鍵因素.204.2.關注產業降本節奏,襯底降本快于器件.224.3.2023 年國內碳化硅產業回顧:繁榮與挑戰并存.244.4.2024 年碳化硅產業化展望:高壓快充與降本加速的雙重驅動.265.風險提示風險提示.27圖表目錄圖表目錄圖 1:鉆石和莫桑石.4圖 2:特斯拉 Model Y 主驅逆變器采用碳化硅 MOSFET.4圖 3:碳化硅產業鏈.6圖 4:SiC 功率器件成本構成.6圖 5:Si
8、功率器件成本構成.6圖 6:襯底和外延是產業鏈價值量最大的兩個環節.6圖 7:2021 年碳化硅下游市場應用構成.8圖 8:碳化硅根據電學性能不同分為半絕緣型和半導電型.8圖 9:碳化硅晶體的堆垛次序.9圖 10:導電型碳化硅外延示意圖.9圖 11:碳化硅材料及器件的主要形式劃分.9圖 12:碳化硅二極管的主要結構主要包含 SBD、JBS 及 PiN 二極管三類.10圖 13:不同類型 SiC MOSFET 對比.10圖 14:碳化硅功率器件市場規模.11圖 15:氮化鎵射頻器件市場規模.11圖 16:中壓范圍是碳化硅的重點發展方向.12圖 17:碳化硅器件應用場景市場規模預測(單位:億美元)
9、.13圖 18:SiC 有望在新能源車的多個子系統中得到應用.14圖 19:SiC MOSFET 與 Si IGBT 在新能源汽車上的應用.14圖 20:采用 SiC 器件替代 Si IGBT 配合 450V 直流母線電壓,逆變器效率有望提高 5%.15圖 21:采用 SiC 的逆變器將帶來被動元件體積的下降,帶來逆變器整體體積的明顯降低.15圖 22:采用 SiC 二極管替代 Si 二極管有望使效率提升 0.3%.19圖 23:SiC MOSFET 可以改善光伏逆變器性能.19圖 24:工業級 1200V20A-40A 碳化硅二極管價格變化(單位:元/A).20fXyXxVjVmVfZqV8
10、OcMbRsQpPtRmQiNmMnMjMpOnP7NnMsNNZsQtNwMnPqM產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券3/28圖 25:碳化硅襯底生產流程.22圖 26:8 英寸襯底將提高晶圓利用率.23圖 27:8 英寸襯底成本將會顯著降低.23圖 28:住友 MPZ(多參數和區域控制)溶液生長技術.24圖 29:國產 SiC 二極管報價(單位:元/A).26表 1:碳化硅材料相比硅材料具備多種優勢.5表 2:碳化硅器件相比硅基器件性能優越.13表 3:SiGaNSiC-MOSFET 以及 Si-IGBT 對應的工作環境.14表 4:配備 SiC MOSFET 的車
11、載 OBC 有望助力系統實現更高效率.15表 5:碳化硅在新能源汽車上的應用.15表 6:應用碳化硅的新能源車型.16表 7:新能源汽車市場碳化硅市場規模預測.18表 8:SiC MOSFET 和 Si IGBT 成本對比.21表 9:不同切割工藝的差異.22表 10:國內碳化硅企業擴產進展.24產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券4/281.碳化硅:第三代半導體,物理性能優勢明顯碳化硅:第三代半導體,物理性能優勢明顯縱觀半導體材料發展歷史縱觀半導體材料發展歷史,碳化硅并不是新鮮概念碳化硅并不是新鮮概念。碳化硅作為材料已有百年歷史,商業化也已超過 30 多年。1824 年
12、,瑞典科學家(Berzelius)在人工合成金剛石的實驗中意外發現了碳化硅這一物質,其硬度比鉆石小但光彩更亮;1893 年,科學家亨利莫桑在隕石中發現了天然的碳化硅,這種礦物被命名為莫桑石,并因此獲得了 1904 年的諾貝爾化學獎;1955 年,LELY 提出生長高品質碳化硅的方法,從此將碳化硅作為重要的電子材料;1987 年,科銳第一個實現了碳化硅的商用,制造了出世界上第一塊商用碳化硅襯底,并把它應用在LED領域;2001年,英飛凌和科銳分別推出首款小型碳化硅肖特基二極管;2011 年,科銳推出首款商用碳化硅功率 MOSFET。而碳化硅被正式引爆獲得廣泛關注的是 2018 年,馬斯克首次宣布
13、在特斯拉Model 3 的主驅逆變器里使用碳化硅 MOSFET 以替代傳統的硅基 IGBT,奠定了碳化硅“上車”的里程碑。此后,比亞迪、小鵬、吉利紛紛效仿,開始布局碳化硅器件。圖 1:鉆石和莫桑石圖 2:特斯拉 Model Y 主驅逆變器采用碳化硅 MOSFET資料來源:酷玩實驗室,華寶證券研究創新部資料來源:瞻芯電子,華寶證券研究創新部碳化硅被譽為第三代半導體碳化硅被譽為第三代半導體,具有耐高溫具有耐高溫、耐高壓耐高壓、體積小體積小、擁有更高熱導率的性能優勢擁有更高熱導率的性能優勢。第一代半導體材料以硅和鍺為元素半導體為代表,具有低壓、低頻、低功率的光電性能,可以用來生產傳統的 CPU、GP
14、U、MCU 等等,90%以上的半導體產品都是用硅基材料制作的;第二代半導體材料一般是磷化銦、砷化鎵,砷化鎵材料的電子遷移率約是硅的 6 倍,具有直接帶隙,因此更具有高頻、高速的光電性能,主要用來生產射頻器件、光模塊、LED、激光器、探測器、傳感器等微電子和光電子器件,是制作半導體發光二極管和通信器件的關鍵襯底材料。第三代半導體是指以碳化硅、氮化鎵為代表的寬禁帶半導體材料,與前兩代半導體材料相比,第三代半導體材料禁帶寬度大,具有擊穿電場高、熱導率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強等優勢,因此采用第三代半導體材料制備的半導體器件不僅能在更高的溫度下穩定運行,適用于高電壓、高頻率場景,此外還能以較少的
15、電能消耗,獲得更高的運行能力。其優勢具體體現在:1)高電子遷移率,實現高頻開關。高電子遷移率,實現高頻開關。電子飽和漂移速率指電子在半導體材料中的最大定向移動速度,決定器件的開關頻率。碳化硅材料的電子飽和漂移速率是硅基的 2 倍,有助于提升器件的工作頻率;2)高臨界擊穿電場,耐高壓。高臨界擊穿電場,耐高壓。擊穿電場強度大,是硅的 10 倍,用碳化硅制備器件可以極大地提高耐壓容量、工作頻率和電流密度,并大大降低器件的導通損耗高臨界擊穿電場的特性使其能夠將 MOSFET 帶入高壓領域,克服 IGBT 在開關過程中的拖尾電流問題,降低開關損耗和整車能耗,減少無源器件如電容、電感等的使用,從而減少產業
16、專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券5/28系統體積和重量;3)更大禁帶寬度更大禁帶寬度,耐高溫耐高溫。更大的禁帶寬度可以保證材料在高溫下,電子不易發生躍遷,本征激發弱,從而耐受更高的工作溫度。碳化硅的禁帶寬度約為硅的 3 倍,硅器件的極限工作溫度一般不能超過 300,而碳化硅器件的極限工作溫度可以達到 600以上,高熱導率也將帶來功率密度的提升和熱量的更易釋放,冷卻部件可小型化,有利于系統的小型化和輕量化;4)更小的面積,更小的能量損耗,實現高功率。更小的面積,更小的能量損耗,實現高功率。碳化硅器件具備更小的能量損耗,能夠提供較高的電流密度。在相同功率等級下,碳化硅功率模塊
17、的體積顯著小于硅基模塊,有助于提升系統的功率密度。表 1:碳化硅材料相比硅材料具備多種優勢特征特征硅基硅基4H-碳化硅碳化硅GaAsGaN備注備注禁帶寬度:EG(eV)1.123.261.433.5禁帶寬度越大,耐高電壓和高溫性能越好電子遷移率:N(cm2/Vs)140090085001250電子遷移率越高,電阻率越小空穴遷移率:p(cm2)600100400200擊穿電場:EB(V/cm)*1060.330.43擊穿電場越高越耐高壓導熱系數(W/cmC)1.54.90.51.3導熱系數越高,工作溫度上限越高飽和漂移速度:Vs(cm/s)*0712.722.7高電子飽和漂移速度與低介電常數的半
18、導體材料具有更高的頻率特性相對介電常數:s11.89.712.89.5p.n 控制是否可控制導電/半絕緣熱氧化層資料來源:Rohm,瀚天天成招股說明書,華寶證券研究創新部注:目前商業化的只有 4H-SiC 和 6H-SiC 兩種,由于 4H-SiC 有著比 6H-SiC 更高的載流子遷移率,故而使之成為 SiC 基功率器件的首選使用材料2.碳化硅產業鏈包括上游襯底和外延、中游器件、下游應用碳化硅產業鏈包括上游襯底和外延、中游器件、下游應用以碳化硅材料為襯底的產業鏈主要包括碳化硅襯底材料的制備以碳化硅材料為襯底的產業鏈主要包括碳化硅襯底材料的制備、外延層的生長外延層的生長、器件制造器件制造以及下
19、游應用市場。以及下游應用市場。從工藝流程上看,碳化硅一般是先被制作成晶錠,然后經過切片、打磨、拋光得到碳化硅襯底;襯底上生長單晶外延材料。外延片經過光刻、刻蝕、離子注入、沉積等步驟制造成碳化硅功率器件和碳化硅射頻器件。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。產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券6/28圖 3:碳化硅產業鏈資料來源:瀚天天成招股說明書,華寶證券研究創新部碳化硅碳化硅產業鏈附加值向上游集中,襯底和外延的成本占比最高。產業鏈附加值向上游集中,襯底和外延的成本占比最高。根據 CASA 整理的數據,產業鏈中,碳化硅襯底和外延的
20、成本分別占整個器件成本的 47%和 23%,為產業鏈中價值量最大的兩個環節,相比硅基器件、價值量顯著倒掛。圖 4:SiC 功率器件成本構成圖 5:Si 功率器件成本構成資料來源:CASA第三代半導體產業發展報告 2021,華寶證券研究創新部資料來源:CASA第三代半導體產業發展報告 2021,華寶證券研究創新部圖 6:襯底和外延是產業鏈價值量最大的兩個環節產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券7/28碳化硅從生產到應用的全流程歷時較長碳化硅從生產到應用的全流程歷時較長。以碳化硅功率器件為例,從單晶生長到形成襯底需要耗時 1 個月,從外延生長到晶圓前后段加工完成需要耗時 6-
21、12 個月,從器件制造再到上車驗證更是需要 1-2 年時間,對于碳化硅功率器件 IDM 廠商而言,從工業設計、應用等環節轉化為收入增長的周期非常漫長,汽車行業一般需要 4-5 年之久。2.1.碳化硅晶片分為半絕緣型和半導電型,分別應用到不同的應用場碳化硅晶片分為半絕緣型和半導電型,分別應用到不同的應用場景景襯底根據電學性能不同分為半絕緣型和半導電型襯底根據電學性能不同分為半絕緣型和半導電型,分別應用到不同的應用場景分別應用到不同的應用場景。由于碳化硅功率器件突破了硅基功率器件的導通電阻與結電容等性能極限,大幅度減少導通損耗和開關損耗問題,適用于高壓、高功率、高頻、高溫等苛刻環境,碳化硅功率器件
22、被廣泛應用于新能源汽車、光伏、工業電源、軌道交通及 5G 通訊等下游領域。根據 Yole,2021 年碳化硅市場達到 10.92 億美元,其中新能源汽車領域占比 63%,其次是能源和工業,分別占比 14%和 12%。根據工信部發布的重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019 年版),1)一類是具有高電阻率(電阻率105cm)的半絕緣型,通過在半絕緣型碳化硅襯底上生長氮化鎵外延層,制得碳化硅基氮化鎵外延片,可進一步制成 HEMT 等微波射頻器件,應用于信息通訊、無線電探測等領域;2)另一類是低電阻率(電阻率區間為 1530mcm)的導電型碳化硅襯底,通過在導電型碳化硅襯底上生長碳化硅外延層,制得
23、碳化硅同質外延片,可進一步制成肖特基二極管 SBD、MOSFET、IGBT 等功率器件,應用在新能源汽車,軌道交通以及大功率輸電變電等領域。資料來源:億道咨詢,華寶證券研究創新部產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券8/28圖 7:2021 年碳化硅下游市場應用構成圖 8:碳化硅根據電學性能不同分為半絕緣型和半導電型資料來源:Yole,華寶證券研究創新部資料來源:天科合達招股說明書,華寶證券研究創新部半絕緣型碳化硅主要用在射頻器件上,主要為面向半絕緣型碳化硅主要用在射頻器件上,主要為面向 4G/5G 通信基站和新一代有源相控陣通信基站和新一代有源相控陣雷達應用的功率放大器雷
24、達應用的功率放大器。射頻器件是無線通訊設備的基礎性零部件,扮演信號轉換的角色,目前主流的射頻器件有砷化鎵、硅基 LDMOS、碳化硅基氮化鎵等不同類型,半絕緣型碳化硅襯底制備的氮化鎵射頻器件是迄今為止最為理想的微波射頻器件,主要為面向通信基站以及雷達應用的功率放大器,根據 Yole 預測,到 2025 年,功率在 3W 以上的射頻器件市場中,砷化鎵器件市場份額基本維持不變的情況下,氮化鎵射頻器件有望替代大部分硅基 LDMOS 份額,占據 50%的射頻器件市場份額。半導電型碳化硅主要用在功率器件上半導電型碳化硅主要用在功率器件上,主要面向電動汽車主要面向電動汽車/充電樁充電樁、光伏新能源光伏新能源
25、、軌道交通軌道交通、智能電網等高壓高溫高頻場景智能電網等高壓高溫高頻場景。功率器件又被稱為電力電子器件,是構成電力電子變換裝置的核心器件,功率器件主要包括功率二極管、功率三極管、晶閘管、MOSFET、IGBT 等。碳化硅功率器件具有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等獨特優勢,將極大地提高現有使用硅基功率器件的能源轉換效率,對高效能源轉換領域產生重大而深遠的影響,主要應用領域有電動汽車/充電樁、光伏新能源、軌道交通、智能電網等。相同規格的碳化硅基 MOSFET 與硅基 MOSFET 相比,其尺寸可大幅減小至原來的 1/10,導通電阻可至少降低至原來的 1/100。相同規格的碳化硅基 MOSF
26、ET 較硅基 IGBT 的總能量損耗可大大降低 70%。2.2.碳化硅外延是碳化硅器件必不可少的環節,對器件性能影響極大碳化硅外延是碳化硅器件必不可少的環節,對器件性能影響極大外延是碳化硅器件必不可少的環節外延是碳化硅器件必不可少的環節,外延質量對器件性能影響極大外延質量對器件性能影響極大。碳化硅外延晶片是指在碳化硅襯底的基礎上,經過外延工藝生長出晶格一致、高純度、低缺陷的特定單晶薄膜。由于采用升華法制備的單晶襯底無法實現對載流子濃度的精密控制,且無法有效降低晶體缺陷,因此需要在襯底上生長高質量的外延層方可用于器件制造,即外延生長技術是碳化硅器件必不可少的環節,外延質量對器件性能影響極大。按照
27、晶格堆垛結構的不同,常見的碳化硅單晶材料(襯底和外延)主要包括以下三種晶型:3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC。由于原子堆垛結構的差異,導致 4H-SiC 在垂直型方向擁有更高的臨界電場強度、電子遷移率和更低的導電各向異性,因此 4H-SiC 更適合商業化的垂直型功率器件(SBD 和 MOSFET),對應 SBD 和 MOSFET 器件特性也優于 3C-SiC 和 6H-SiC單極型器件的理論極限。產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券9/28圖 9:碳化硅晶體的堆垛次序圖 10:導電型碳化硅外延示意圖資料來源:瀚天天成招股說明書,華寶證券研究創新部資料來源:瀚天天成
28、招股說明書,華寶證券研究創新部根據摻雜元素不同根據摻雜元素不同,碳化硅外延晶片分為碳化硅外延晶片分為 N 型型、P 型型和和 PN 多層多層材料材料。N 型碳化硅外延晶片是在生長外延層的過程中使用氮(N)元素進行摻雜形成,氮與硅結合后多出一個自由電子,為其導電性的主要來源;P 型碳化硅外延晶片是在生長外延層的過程中使用鋁(Al)元素進行摻雜形成,鋁和碳結合后,會缺失一個電子,形成空穴,而空穴吸引束縛電子移動使得 P 型碳化硅外延晶片具有導電性;PN 多層碳化硅外延晶片是指在襯底上生長兩層或數層外延,每層外延生長分別用氮元素或鋁元素進行摻雜,形成 N 型、P 型外延層疊加的結構。N 型碳化硅半導
29、電型外延晶片是碳化硅功率器件廠商主要使用的型號,應用于新能源車、光伏、工業電源領域所需碳化硅功率器件(如 SBD 與 MOSFET)的工業化生產;P 型和 PN 多層碳化硅半導電型外延晶片,由于物理特性(例如 P 型垂直方向載流子遷移速率較低)和行業應用領域(例如智能電網應用的雙極型超高耐壓器件)仍需開發,行業內出貨量較少。圖 11:碳化硅材料及器件的主要形式劃分資料來源:瀚天天成招股說明書,華寶證券研究創新部產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券10/282.3.碳化硅碳化硅器件的主流形態包括二極管及晶體管兩大類器件的主流形態包括二極管及晶體管兩大類與硅基器件類似與硅基器
30、件類似,碳化硅器件主要分為二極管類器件碳化硅器件主要分為二極管類器件、晶體管類器件兩大類晶體管類器件兩大類。其中二極管及晶體管類的 MOSFET 器件應用較為廣泛。二極管方面:碳化硅二極管主要包括肖特基勢壘二極管(SBD),結勢壘肖特基二極管(JBS),PiN 二極管(PND 型)等。器件結構來看碳化硅相比硅基器件并無創新,但材料的優異特性為碳化硅制造的產品帶來了競爭優勢。SiC SBD 耐壓高且幾乎無反向恢復時間,可大幅度降低開關損耗,提高開關頻率,在高頻、中等電壓功率開關的應用上有替代硅基 PiN 二極管(相對耐壓強但速度慢)的趨勢,大大優化了 200V-1700V 電壓段二極管的性能,并
31、使 PiN 的應用甜區移動至 3300V 以上;2)更高端的 JBS 器件方面,SiC JBS 具有大電流密度,高工作結溫的優勢,相比硅基器件有進一步性能提升。晶體管方面:SiC MOSFET 結構與硅基 MOSFET 產品類似,主要分為平面型和溝槽型兩類,并擁有高耐壓、開關損耗低、導通損耗低、體二極管續流特性好、溫度穩定性高等特點,其高電壓下依然能保持高速度、高效率的特點使其向原有耐壓較高,但頻率特性較差的Si-IGBT 產品發起競爭,并在未來有望對 Si IGBT 形成全面替代。目前,市場中相對成熟的仍然是在硅基領域較為落后的平面型(DMOS)結構,其主要原因是平面型器件工藝簡單、單元一致
32、性較好,而溝槽結構單元一致性差,且垂直型 SiC MOSFET 內部電場強度較大,容易發生局部擊穿,可靠性不足的問題抑制了其短期內的大規模應用。但是,我們看到溝槽型 SiCMOSFET 在導通電阻、以及開關損耗上的優勢明顯(根據羅姆數據,其第三代溝槽型產品比第二代平面型產品導通電阻降低 50%,開關損耗降低 30%),英飛凌、羅姆等企業都在積極推進改進結構的溝槽型 SiC MOSFET 研發。我們認為 SiC 的材料優勢有望在溝槽型結構大規模應用后得到進一步釋放。圖 12:碳化硅二極管的主要結構主要包含 SBD、JBS 及PiN 二極管三類圖 13:不同類型 SiC MOSFET 對比資料來源
33、:T.Ayalew 等人:SiC 半導體器件技術、建模和仿真,T.Yasunori 等人:開發用于高壓功率逆變器的 6kV 級 SiC-PiN二極管,華寶證券研究創新部資料來源:WINSOK 微碩官網,華寶證券研究創新部目前上游獲得近乎完美的高質量 SiC 襯底難度依然較大,且由于缺陷在晶圓中一般會均勻分布,因此面積越大的 SiC 器件的良率也就越低,即便是其單位面積導通電阻大幅低于 Si基器件,目前單顆 SiC MOSFET 的電流輸出能力依然有限。我們看到,為使更加系統穩定、可靠地達到更大的輸出電流,多個 SiC MOSFET 器件并聯后封裝成模塊(模組)的出貨形式也非常普遍。Wolfsp
34、eed,Rohm,STMicro,On Semi,Infineon 及 Semikron 等海外知名廠產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券11/28商均推出了不同種類的 SiC MOSFET 模塊產品,從半橋模塊到三相全橋模塊均有涉及,以靈活滿足不同應用的需求。3.下游新能源發展加速了碳化硅的產業化進程下游新能源發展加速了碳化硅的產業化進程由于碳化硅襯底分為半絕緣型和半導電型由于碳化硅襯底分為半絕緣型和半導電型,對應制作碳化硅基氮化鎵射頻器件和碳化硅功對應制作碳化硅基氮化鎵射頻器件和碳化硅功率器件分別應用到不同的應用場景率器件分別應用到不同的應用場景,因此我們分別對兩種器
35、件的市場空間進行討論因此我們分別對兩種器件的市場空間進行討論。根據 Yole數據顯示,2022 年碳化硅器件市場規模為 19.7 億美元,其中半導電型碳化硅功率器件市場規模為 17.9 億美元,半絕緣型碳化硅射頻器件市場規模為 1.8 億美元;預計到 2028 年,半導電型碳化硅功率器件市場規模有望達到 86.9 億美元,年化增速達到 30.12%,半絕緣型碳化硅射頻器件市場規模有望達到 22.9 億美元,年化增速達到 52.79%。圖 14:碳化硅功率器件市場規模圖 15:氮化鎵射頻器件市場規模資料來源:Yole,華寶證券研究創新部資料來源:Yole,華寶證券研究創新部3.1.半絕緣型碳化硅
36、主要用在射頻器件,面向通信基站及雷達應用半絕緣型碳化硅主要用在射頻器件,面向通信基站及雷達應用射頻器件在無線通訊中扮演信號轉換的角色,是無線通信設備的基礎性零部件。射頻器件主要包括功率放大器、濾波器、開關、低噪聲放大器、雙工器等。目前主流的射頻器件有硅基LDMOS、砷化鎵、碳化硅基氮化鎵等不同類型。根據 Analog Dialogue,硅基 LDMOS 器件也已在通訊領域應用多年,但其主要應用于小于 4 GHz 的低頻率領域;砷化鎵器件已在功率放大器上得到廣泛應用;碳化硅基氮化鎵射頻器件具有良好的導熱性能、高頻率、高功率等優勢,有望開啟其廣泛應用。半絕緣型碳化硅襯底制備的氮化鎵射頻器件主要為面
37、向通信基站以及雷達應用(半絕緣型碳化硅襯底制備的氮化鎵射頻器件主要為面向通信基站以及雷達應用(4G/5G移動通訊系統移動通訊系統、新一代有源相控陣雷達新一代有源相控陣雷達)的功率放大器的功率放大器。隨著信息技術產業對數據流量、更高工作頻率和帶寬等需求的不斷增長,氮化鎵器件在基站中應用越來越廣泛。無線通信基礎設施方面,5G 具有大容量、低時延、低功耗、高可靠性等特點,要求射頻器件擁有更高的線性和更高的效率,相比砷化鎵和硅基 LDMOS 射頻器件,以碳化硅為襯底的氮化鎵射頻器件同時具有碳化硅良好的導熱性能和氮化鎵在高頻段下大功率射頻輸出的優勢,能夠提供下一代高頻電信網絡所需要的功率和效能,成為 5
38、G 基站功率放大器的主流選擇;在國防軍工領域,碳化硅基氮化鎵射頻器件已經代替了大部分砷化鎵和部分硅基 LDMOS 器件,占據了大部分市場,對于需要高頻高輸出的衛星通信應用,氮化鎵器件也有望逐步取代砷化鎵的解決方案。根據 Yole 預測,隨著通信基礎建設和軍事應用的需求發展,全球氮化鎵射頻器件市場規模將持續增長,預計從 2022 年的 1.8 億美元增長至 2028 年的 22.9 億美元,期間年均復合產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券12/28增長率達到 52.79%。半絕緣型碳化硅襯底的需求量有望因此獲益而持續增長。至 2025 年,功率在 3W 以上的射頻器件市場中
39、,砷化鎵器件市場份額基本維持不變的情況下,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。3.2.半導電型碳化硅主要用在功率器件,新能源是主要市場半導電型碳化硅主要用在功率器件,新能源是主要市場下游新能源發展對高頻下游新能源發展對高頻、大功率射頻及電力電子需求的快速增長大功率射頻及電力電子需求的快速增長,極大推動了碳化硅的產極大推動了碳化硅的產業化進程業化進程。近年來,隨著能源結構升級,發電端的光伏、風電,輸電端的高壓柔直,用電端的新能源車、充電樁、白電、工控,對電壓和能源轉換效率的要求不斷提升,在成本和安全的約束下更關注系統的穩定性和經濟性,因此更耐高溫
40、、更耐高壓、更高熱導率、更小體積、更輕體重、更高可靠性、性能更優越的碳化硅器件越來越受到下游的關注。尤其是在中壓范圍的光伏、風電、新能源車、充電樁、服務器 UPS 電源、工控電源、白電,近年來已陸續開始嘗試使用碳化硅器件替代或部分替代原有的硅基 IGBT。以新能源車為例,2018 年,特斯拉開始在Model 3 的主驅逆變器里,使用基于碳化硅材料的碳化硅 MOSFET,以替代傳統的硅基 IGBT,而后車企紛紛效仿。正是下游終端的熱潮加速了碳化硅的產業化進程。圖 16:中壓范圍是碳化硅的重點發展方向資料來源:Yole,華寶證券研究創新部新能源汽車是未來碳化硅應用的主要驅動力新能源汽車是未來碳化硅
41、應用的主要驅動力,預計未來占據碳化硅需求的主要市場預計未來占據碳化硅需求的主要市場。根據Yole 預測,2022 年碳化硅功率器件市場規模為 18 億美元,2028 年有望達到 89 億美元,22-28 年 CAGR 高達 31%。碳化硅功率器件可應用于汽車、能源、交通、工業等多個領域,其中汽車占據主導地位,市場規模占比超過七成,2022 年市場規模為 13 億美元,2028 年有望達到 66 億美元,22-28 年 CAGR 高達 32%。產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券13/28圖 17:碳化硅器件應用場景市場規模預測(單位:億美元)資料來源:Yole,華寶證券研
42、究創新部3.2.1.新能源汽車是未來碳化硅應用的主要驅動力,尤其是高壓快充趨勢新能源汽車是未來碳化硅應用的主要驅動力,尤其是高壓快充趨勢新能源汽車是未來碳化硅應用的主要驅動力新能源汽車是未來碳化硅應用的主要驅動力,預計未來占據碳化硅需求的主要市場預計未來占據碳化硅需求的主要市場。碳化硅器件在新能源汽車產業中主要應用在電機控制器(電驅)、車載充電機 OBC、DC/DC 變換器以及充電樁,碳化硅器件相比硅基器件有更優越的物理性能,體積小,性能優越,節能性強,還順帶緩解了續航問題,更適應新能源汽車增加續航里程、縮短充電時長、提高電池容量、降低車身自重的需求。表 2:碳化硅器件相比硅基器件性能優越能量
43、損耗降低能量損耗降低功率密度提升功率密度提升系統成本節約系統成本節約尺寸縮小尺寸縮小充電速度提升充電速度提升動力總成80%80%50%OBC30%50%15%DC-DC30%50%15%充電樁30%50%10%2X資料來源:Wolfspeed,華寶證券研究創新部碳化硅在主驅、碳化硅在主驅、OBC、DC/DC 系統、充電樁中均已開啟對硅基系統、充電樁中均已開啟對硅基 IGBT 或超級結器件的替或超級結器件的替代。代。不同子系統的輸出功率、工作頻率需求有一定差別,主驅逆變器為大功率低頻場景(功率100KW 以上,工頻 50KHz 以下);車載充電機 OBC 和 DC/DC 系統為小功率高頻場景(車
44、載充電機 OBC:功率 3.3KW-22KW,工頻 100KHz-300KHz)、DC/DC:功率 3KW,工頻 100KHz以上);充電樁為中低功率中高頻場景(功率 22KW-100KW,工頻 50KHz-100KHz)。產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券14/28圖 18:SiC 有望在新能源車的多個子系統中得到應用圖 19:SiC MOSFET 與 Si IGBT 在新能源汽車上的應用資料來源:英飛凌官網,華寶證券研究創新部資料來源:比亞迪,華寶證券研究創新部表 3:SiGaNSiC-MOSFET 以及 Si-IGBT 對應的工作環境電壓(電壓(V)頻率(頻率(H
45、z)功率(功率(kW)Si-MOSFET低壓-中低壓中低-中高低-中Si-IGBT中低壓-高壓低-中中低-高GaN-MOSFET低壓、中低壓中-超高中低-中SiC-MOSFET中壓-超高壓中低-中高中-超高資料來源:英飛凌,羅姆半導體,華寶證券研究創新部1)主驅:)主驅:SiC MOSFET 有望替代有望替代 Si-IGBT。在同樣的電壓下,SiC MOSFET 與 Si-IGBT相比有望助力逆變器輸出更大的功率,根據安森美的數據,以 A 級車用電控為例,以1.7mohm/2.2mohm 內阻的 SiC 模塊直接替換 820A 規格的 Si-IGBT 模塊,全逆變損耗有望降低 45.3%/25
46、.3%,開關平均損耗有望降低 34.5%/16.3%,在不改變 450V 直流母線電壓的情況下,系統效率提升 5%;根據英飛凌的測試,若將電壓提高到 800V 后,使用 SiC MOSFET替代 Si-IGBT 有望將系統效率提升 7.6%。SiC MOSFET 與 Si-IGBT 相比具有降低電機損耗、降低開關損耗,提高系統能量轉化效率,帶來更小的體積和更長電池續航時間,可以使電驅系統在高溫高壓環境下保持高速穩定運行。特斯拉 Model 3 是市場上最早在主驅逆變器里,使用基于碳化硅材料的碳化硅 MOSFET,以替代傳統的硅基 IGBT 的車型,而后現代、起亞、通用等國際知名車企和國內的比亞
47、迪、蔚小理、吉利等相關企業也相繼推出相關車型。根據羅姆的預測,2023 年開始,電機控制器中的 SiC 比率將會迅速上升,滲透率將會從 2022 年的 9%增長到 25%。預計到 2025 年,SiC 在電機控制器中的滲透率將高達 40%。產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券15/28圖 20:采用 SiC 器件替代 Si IGBT 配合 450V 直流母線電壓,逆變器效率有望提高 5%圖 21:采用 SiC 的逆變器將帶來被動元件體積的下降,帶來逆變器整體體積的明顯降低資料來源:安森美官網,華寶證券研究創新部資料來源:英飛凌官網,華寶證券研究創新部2)車載充電機車載充電
48、機 OBC:SiC MOSFET 有望替代有望替代 Si MOSFET 或二極管或二極管。車載充電機(OBC)與車外固定直流快速充電樁相比,由于安裝于車內整體體積受限,且使用頻率更高,直接影響客戶補能體驗,因此 OBC 對于功率密度、整機效率的要求一般高于其他車載電源零部件。通過 SiC-MOSFET 進行替代,可以減少散熱器、被動元件尺寸、簡化電路,實現效率的提升。目前,OBC 供應商已經開始推廣配備 SiC 器件的產品,部分也采用了國產器件。根據電子發燒友網,目前國內碳化硅芯片在 OBC 的滲透率已經達到 60-70%。表 4:配備 SiC MOSFET 的車載 OBC 有望助力系統實現更
49、高效率比較項目比較項目Si IGBT+二極管二極管SiC MOSFETOBC 終端用戶價值終端用戶價值開關頻率(KHz)25100-150減少被動元器件尺寸體積(cm)45931986提升汽車空間,減少汽車重量重量(g)77083074功率密度(KW/L)2.13.3效率(%)9497.7節能省錢資料來源:Carbontech,華寶證券研究創新部3)直流轉換器)直流轉換器 DC/DC 及充電樁:及充電樁:碳化硅耐高壓、高頻的性能優勢適配直流快充樁需求,使用碳化硅器件還可降低拓撲復雜度,減少驅動配套電路數量與功率器件用量,從而降低充電樁體積及系統成本。此外,對于運營商而言,應用 SiC 器件還可
50、以減少開關損耗,提升轉換效率,提高營業利潤。表 5:碳化硅在新能源汽車上的應用模塊模塊SiC 器件類型器件類型可替換硅基器件可替換硅基器件應用優勢應用優勢代表車型代表車型主驅MOSFETSi-IGBT降低電機損耗、降低開關損耗,提高系統能量轉化效率,帶來更小的體積和更長電池續航時間特斯拉 Model 3/Y、蔚來 ET5/ET7OBCMOSFETSi-IGBT/Si-MOSFET減少散熱器、被動元件尺寸、簡化電路,實現效率的提升比亞迪海豹、豐田 bZ4XSBDPFC Si-SBD減少散熱器、被動元件尺寸、簡化電路,實現效率的提升DC/DCMOSFETSi-IGBT/Si-MOSFET提升效率產
51、業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券16/28模塊模塊SiC 器件類型器件類型可替換硅基器件可替換硅基器件應用優勢應用優勢代表車型代表車型SBD前后兩級 Si-SBD提升效率資料來源:Carbontech,華寶證券研究創新部800V 快充趨勢加速碳化硅上車,碳化硅裝車逐漸向中端車型滲透??斐溱厔菁铀偬蓟枭宪?,碳化硅裝車逐漸向中端車型滲透。后續要跨越電動車滲透率鴻溝,獲得主流消費者廣泛的支持,推廣快充是必然之路,提高充電功率可以實現快充,基于功率 kW=電流 A電壓 V,快充可通過高電壓或大電流實現,而充電電流加大意味著更粗更重的線束、更多的發熱量以及更多附屬設備瓶頸,而充
52、電電壓提升則有更大的設計自由度,這直接推動了 400V 電壓平臺向 800V 電壓平臺轉換。800V 快充是目前最有可能改變電動車里程焦慮的新技術,我們預計 800V 是未來的發展趨勢。碳化硅 MOSFET 在 800V 快充具有無可替代的優勢,電壓升高后硅基 IGBT 的導通損耗、開關損耗都有顯著上升,增本降效使得800V 的實際經濟性大為降低,因此在 800V 電壓平臺中,企業更傾向選擇高頻低損耗的碳化硅 MOSFET 方案,因此目前 800V 電控乃至配套的 OBC 大部分已選用或規劃采用碳化硅MOSFET 器件。2023 年碳化硅裝車向中端車型滲透趨勢明顯,根據汽車之家數據,23 年有
53、小鵬 G6、極氪 X、智己 LS6 等多款 20-25 萬元價格段的標配碳化硅車型上市。表 6:應用碳化硅的新能源車型車企車企國家國家車型車型碳化硅應用碳化硅應用上市年份上市年份價格區間價格區間海外特斯拉美國Model 3主驅201825.99-29.74Model Y主驅202026.39-36.39Model X Plaid主驅202183.89Model S Plaid主驅202182.89通用美國凱迪拉克 Lyriq/202243.97-47.97福特美國Mach E主驅202126.50-37.99Lucid Motors美國Lucid Air主驅、OBC202150.33-116.
54、28Rivian美國R1T主驅202154 起R1S主驅202155.8 起大眾德國保時捷 TaycanOBC202088.8 起奧迪 e-tron GT主驅202399.98保時捷 Macan EV主驅2024未上市路特斯英國ELETRE主驅202282.80-102.80EMEYA主驅2024未上市沃爾沃瑞典EM90主驅202381.8現代韓國loniq 5主驅202133.24 起loniq 6主驅202329.95 起Genesis GV60主驅202328.58-35.18Genesis GV70主驅202338.58-43.98Genesis GV80主驅202340.68-47.
55、58起亞 EV6主驅202328.3-44.2loniq 7主驅/未上市Genesis X主驅/未上市起亞 EV9主驅/未上市豐田日本bZ4XOBC、DC-DC202219.98-28.48Mirai主驅202236.36 起產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券17/28車企車企國家國家車型車型碳化硅應用碳化硅應用上市年份上市年份價格區間價格區間Prius主驅、DC-DC202323.5雷克薩斯 RZ主驅202337.5-46.5國內比亞迪中國漢 EV主驅202018.98-33.18唐 EV(2021 新款)主驅202127.95-31.48海豹主驅202216.68-
56、27.98仰望 U8主驅2023109.8方程豹豹 5主驅202328.98-35.28仰望 U9主驅2024未上市蔚來中國ET7主驅202142.8-50.6ET5主驅202129.8-35.6ES7主驅202243.8-51.8EC7主驅202245.8-54.8ES8(全新)主驅202349.6-65.6ES6(全新)主驅202322.8-39.6EC6(全新)主驅202335.8-55.4ET5T主驅202329.8-35.6小鵬中國G9主驅202226.39-41.99G6主驅202320.99-27.69理想中國MEGA主驅2024未上市華為中國智界 S7主驅202325.80-3
57、5.80阿維塔 12/202330.08-40.08問界 M9/202350-60小米中國SU7/2024未上市吉利中國Smart 精靈#1主驅202217.9-28.49極氪 001主驅202126.9-34.9極氪 009主驅202249.9-58.8極氪 X主驅202318.98-22.98極氪 001FR主驅202376.9極越 01主驅202324.99-33.99極氪 CSIE主驅2023未上市極氪 007主驅202322.99 起上汽中國智己 LS6主驅、OBC202322.99-29.19上汽通用五菱中國五菱凱捷混合動力版主驅202312.98-14.98戰略型 SUV 五菱星
58、辰混動版主驅20239.98-10.98長城中國機甲龍/202248.8東風中國嵐圖主驅202131.36-33.36紅旗新能源中國E001主驅/未上市E202主驅2024未上市哪吒中國GT主驅202319.78-23.58江鈴汽車中國樂行 E 路達主驅202318.26-26.99資料來源:Marketlines,Carbontech,懂車帝,汽車之家,太平洋網絡,華寶證券研究創新部注:13 25 萬元以下車型標紅,2)統計時向截至 2023/12/10產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券18/28以現今量產車型搭載碳化硅的情況來看,特斯拉在中低端車型采用混用 SiC
59、MOS 和 SiIGBT 外(從原來的 24 個 SiC MOS 變成 6 個 SiC MOS+18 個 Si IGBT 混用的方案),在高端車型(Model 3 以上的車型)仍采用純 SiC MOS 的方案(24 個 SiC MOS),其他大部分廠商均采用 36-48 顆芯片。車用 OBC 和 DC/DC 對碳化硅的用量與主驅的比例大概是 1:2。我們基于以上分析和以下假設對新能源汽車市場碳化硅市場規模進行預測:我們基于以上分析和以下假設對新能源汽車市場碳化硅市場規模進行預測:1)假設一單車用量:若一輛車主驅用 36 或 48 顆碳化硅 MoS 芯片,假設平均主驅用量為 42 顆碳化硅 Mo
60、S 芯片,按照車用 OBC 和 DC/DC 對碳化硅的用量與主驅的比例大概是 1:2 計算,假設平均單車用量為 60 顆碳化硅 MoS 芯片;2)假設二碳化硅搭載車型銷量:假設 800V 高壓快充新車全部搭載碳化硅;非 800V搭載率隨著碳化硅成本的不斷下降從 2022-2026 年分別為 1%、3%、5%、10%、15%;3)假設三襯底良率:根據“芯八哥”微信公眾號,目前頭部廠商晶圓良率和襯底良率在 50-60%左右,假設隨著技術和工藝水平的不斷提升,晶圓和襯底良率從2022-2026 年分別為 50%、55%、58%、60%、65%?;谝陨霞僭O,我們預測 2023-2026 年全球碳化硅
61、晶圓需求量為 18、36、73、112 萬片;2023-2026 年全球碳化硅襯底需求量為 32、62、121、172 萬片。表 7:新能源汽車市場碳化硅市場規模預測20222023E2024E2025E2026E國內新能源車銷量6288339991169134533%20%17%15%全球新能源車銷量1020138817822204264536%28%24%20%國內 B/C 級新能源車銷量189250300351403全球 B/C 級新能源車銷量306416535661794800V 架構滲透率3%12%20%30%40%國內800V車型銷量/國內800V車型搭載碳化硅銷量(萬輛)6306
62、0105161yoy430%100%75%53%全球800V車型銷量/全球800V車型搭載碳化硅銷量(萬輛)950107198317yoy444%114%86%60%非 800V 車型搭載碳化硅比例1%3%5%10%15%國內非 800V 車型銷量62380393910641183全球非 801V 車型銷量10101338167520062328國內非 800V 車型搭載碳化硅銷量(萬輛)62447106177全球非 801V 車型搭載碳化硅銷量(萬輛)104084201349國內搭載碳化硅車型銷量(萬輛)1254107212339全球搭載碳化硅車型銷量(萬輛)1990191399667單車碳
63、化硅芯片用量(顆)6060606060國內碳化硅芯片需求量(萬顆)7133,2446,41612,69720,330全球碳化硅芯片需求量(萬顆)1,1575,40511,44223,93939,995單片晶圓可以切出來的芯片數量550550550550550晶圓良率50%55%58%60%65%單片晶圓實際可以切出來的芯片數量275303319330358產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券19/2820222023E2024E2025E2026E國內所需晶圓片數(萬片)311203857全球所需晶圓片數(萬片)4183673112襯底良率50%55%58%60%65%所
64、需襯底片數(萬片)5 51919353564648787所需襯底片數(萬片)8 832326262121121172172資料來源:芯八哥,懂車帝,汽車之家,華寶證券研究創新部測算3.2.2.光伏市場光伏市場逆變器的應用中也具有較大前景逆變器的應用中也具有較大前景碳化硅優良的物理性能碳化硅優良的物理性能,在光伏組串式逆變器的應用中也具有較大前景在光伏組串式逆變器的應用中也具有較大前景。光伏產業也向“大組件、大逆變器、大跨度支架、大組串”方向發展,光伏電站電壓等級將從 1000V 提升至 1500V及以上,對功率器件的物理性能提出了更高的要求。光伏逆變器作為碳化硅器件的另一大主要應用場景,也迎來
65、新的發展機遇。未來更主流,裝機貢獻更大的組串式逆變器有望受益于 SiC優良的物理特性,來實現系統的降本提效,并在“平價上網”的市場環境下有望為終端用戶創造更大經濟價值。根據 Simon Wall 等人在High-efficiency PV inverter with SiC的研究中,在 50KW 的組串式逆變器中,Si 二極管被 SiC 二極管替代后有望實現 0.3%的系統效率提升。根據天科合達招股說明書,使用全 SiC MOSFET 或 SiC MOSFET 與 SiC SBD 結合的功率模塊的光伏逆變器,轉換效率可從 96%提升至 99%以上,能量損耗降低 50%以上,設備循環壽命提升 5
66、0 倍。圖 22:采用 SiC 二極管替代 Si 二極管有望使效率提升0.3%圖 23:SiC MOSFET 可以改善光伏逆變器性能資料來源:High-efficiency PV inverter with SiC(Simon Wall等),華寶證券研究創新部資料來源:天科合達招股說明書,華寶證券研究創新部碳化硅器件在光儲逆變器中應用比例持續增加,光儲市場的競爭相比車規產品更為激烈碳化硅器件在光儲逆變器中應用比例持續增加,光儲市場的競爭相比車規產品更為激烈。從 2010 年以來,光伏逆變器廠商就已經采用碳化硅二極管替代硅基器件使用,隨著國產二極管價格的下降,越來越多的企業開始大批量使用碳化硅,
67、2023 年 5 月上海 SNEC2023 展上,英威騰 XG PLUS、上能電氣 320kW 組串逆變器、邁格瑞能 G2 混合逆變器等眾多參展產品都采用了碳化硅技術,光伏企業與碳化硅芯片企業合作案例也在增加,如上能電氣與安森美達成戰略合作、科士達與意法半導體深化合作等。比車規產品光伏市場的競爭相對更為激烈,一方面,光伏市場產品驗證周期相比車規產品更短,進入門檻更低,競爭對手更多;另一方面,由于 2023 年下游逆變器企業處于產能出清周期,受到海外需求增速下滑和庫存的影響,下游競爭加劇,價格競爭也同樣傳導到上游。根據 InSmei 調研,國內工業碳化硅二級管的價格今年產業專題報告產業專題報告敬
68、請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券20/28以來跌幅明顯,截止到 2023 年 6 月,國內碳化硅二級管的價格已接近 0.5 元/A,跌幅超 30%。未來,碳化硅二極管價格的下降也有望進一步提升對 Si IGBT 的替代。圖 24:工業級 1200V20A-40A 碳化硅二極管價格變化(單位:元/A)資料來源:InSmei,華寶證券研究創新部3.2.3.工業電源、軌道交通及其他應用工業電源、軌道交通及其他應用除新能源車及光伏逆變器之外,在通信及服務器電源、軌道交通牽引變流器等電力電子應用領域,均需要實現整流、逆變等基本功能,而采用 SiC 器件有望提高電能轉換效率,從不同程度上降低系統成本,或為
69、終端客戶帶來更大收益及良好使用體驗。以軌道交通牽引變流器為例,碳化硅功率器件相較傳統硅基 IGBT 能夠有效提升開關頻率,降低開關損耗,其高頻化可以進一步降低無源器件的噪聲、溫度、體積與重量,提升裝置應用的機動性、靈活性,是新一代牽引逆變器技術的主流發展方向。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。2012 年東京地鐵銀座線進行了世界首次 SiC器件裝車運營試驗。自 2015 年起,日本開始在鐵路車輛上大量采用 SiC 器件,到 2021 年,已進入普及應用階段。
70、4.成本提高與性能提升之間的平衡關系是碳化硅產業化的核心成本提高與性能提升之間的平衡關系是碳化硅產業化的核心4.1.成本是當下制約碳化硅加速產業化的關鍵因素成本是當下制約碳化硅加速產業化的關鍵因素上文中我們判斷了高壓快充有效解決里程焦慮問題,是電車產業趨勢,大量 800V 車型的推出上市導入也印證了這一點,這進一步促進了 SiC 的需求爆發。盡管碳化硅器件相比硅基產品具有明顯優勢,但現階段 SiC 仍然存在一些問題限制了大規模產業化推廣和應用。一方面一方面,受受 SiC 材料缺陷密度高材料缺陷密度高、SiC 器件設計和工藝成熟度器件設計和工藝成熟度、產品良率和可靠性較低等產品良率和可靠性較低等
71、問題限制問題限制,單芯片單芯片 SiC MOSFET 的額定電流遠小于單芯片的額定電流遠小于單芯片 Si IGBT 的額定電流的額定電流,這限制了這限制了 SiCMOSFET 向更高功率等級發展。向更高功率等級發展。目前,羅姆半導體集團的商用 1200V SiC MOSFET(SCT3022KLHR)分立器件的最大載流能力為 95A,商用 650V SiC MOSFET(SCT3017AL)分立器件的最大載流能力為 118A;科銳公司的商用 1200V SiC MOSFET(C3M0016120D)產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券21/28分立器件的最大載流能力為 1
72、15A,商用 650V SiC MOSFET(C3M0015065D)分立器件的最大載流能力為 120A;英飛凌公司的商用 1200V Si IGBT(IKY75N120CH3)分立器件的最大載流能力可達 150A,650V Si IGBT(IGZ100N65H5)分立器件的最大載流能力可達 161A。實際上,兩種類型功率模塊的載流能力差距更大,Si IGBT 模塊載流能力超過 SiC MOSFET 模塊載流能力的 5 倍以上。另一方面另一方面,SiC MOSFET 長時間運行的可靠性仍要差于長時間運行的可靠性仍要差于 Si IGBT,這限制了該功率器件在這限制了該功率器件在高可靠電能變換領域
73、中的應用高可靠電能變換領域中的應用。相比 Si IGBT,SiC MOSFET 主要體現在短路能力和柵氧在高溫強電場下的可靠性不足。此外,此外,SiC MOSFET 的開關速度更快,這意味著該功率器件將在開關過程中產生更高的開關速度更快,這意味著該功率器件將在開關過程中產生更高的的dv/dt 和和 di/dt,從而產生更嚴重的傳導從而產生更嚴重的傳導 EMI 噪聲而威脅變換器性能及可靠性噪聲而威脅變換器性能及可靠性。因此,采用 SiCMOSFET 將對變換器 EMI 噪聲的抑制提出更高要求。而最重要的原因在于成本問題而最重要的原因在于成本問題,受高昂受高昂 SiC 材料成本材料成本、復雜器件制
74、作工藝以及較低產品良復雜器件制作工藝以及較低產品良品率等因素的影響,品率等因素的影響,SiC MOSFET 的成本與同類的成本與同類 Si IGBT 分立器件相比仍然有較大差距,這分立器件相比仍然有較大差距,這阻礙了阻礙了 SiC 器件大規模的產業化推廣器件大規模的產業化推廣。碳化硅商業化的關鍵在于下游對碳化硅器件成本和碳化硅器件優越性能帶來的綜合成本下降間的平衡。雖然碳化硅襯底和器件工藝逐漸成熟,襯底和器件的價格呈一定下降趨勢,但是目前碳化硅功率器件的價格仍數倍于硅基器件,SiCMOSFET 分立器件的單價是 Si IGBT 分立器件成本的 315 倍,且隨著載流能力的提升,價格差距也越來越
75、大,下游應用領域仍需平衡碳化硅器件的高價格與碳化硅器件優越性能帶來的綜合成本下降間的關系,短期內一定程度上限制了碳化硅器件在功率器件領域的滲透率,使得碳化硅材料即使在部分相對優勢領域的大規模應用仍存較大挑戰。但是,在 SiC 器件成本難以對 Si 實現平價化的前提下,我們認為碳化硅依然存在商業價值,其核心原因在于以半導體成本的提升換取系統效率的提升,最終可以帶來系統成本降低,或幫助下游客戶在產品的全生命周期內實現更大的經濟利益,在碳化硅成本逐步下降的同時,下游市場也有望迎來較大規模成長。表 8:SiC MOSFET 和 Si IGBT 成本對比型號型號器件類型器件類型額定電壓額定電壓額定電流(
76、額定電流(25)單價(元)單價(元)C2M0080120DSiC MOSFET1200V31.6A132.42C3M0032120KSiC MOSFET1200V63A415.30C3M0016120KSiC MOSFET1200V115A560.76SCT3060ALSiC MOSFET650V39A89.45SCT3030ALHRSiC MOSFET650V70A106.21SCT3017ALHRSiC MOSFET650V118A854.13IKW15N120BH6Si IGBT1200V30A39.32IKW40T120Si IGBT1200V75A72.44IKQ75N120CS6S
77、i IGBT1200V150A119.39IKP28N65ES5Si IGBT650V38A26.30AIGW40N65H5Si IGBT650V74A48.13IGZ75N65H5Si IGBT650V119A52.43資料來源:Si IGBT/SiC MOSFET 混合器件的開關控制策略及其應用研究(彭子舜),華寶證券研究創新部產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券22/284.2.關注產業降本節奏,襯底降本快于器件關注產業降本節奏,襯底降本快于器件從產業鏈成本構成來看從產業鏈成本構成來看,襯底降本快于器件襯底降本快于器件。碳化硅的成本直接決定了滲透率,影響市場規模,因
78、此需要密切關注產業降本節奏。襯底占碳化硅成本的比例高達 47%,其次是外延,再其次是后道等環節,我們判斷襯底降本快于器件。襯底的降本面對諸多技術難點,包括襯底生長“慢”、加工“難”、缺陷密度去除工藝壁壘“高”。碳化硅器件降本的技術路徑,從市場上的動態來看,主要包括擴大晶圓尺寸、改進碳化硅長晶及加工工藝以提高良率。碳化硅襯底制造工藝復雜技術壁壘高碳化硅襯底制造工藝復雜技術壁壘高,生長速度生長速度“慢慢”。碳化硅襯底的制造對溫度和壓力的控制要求極高,碳化硅襯底的生長過程在 2300以上高溫和接近真空的低壓密閉高溫石墨坩堝中進行(硅材料只需要 1600 攝氏度),無法即使觀察晶體的生長狀況,隨著尺寸
79、擴大,其生長難度呈幾何式增長,溫度和壓力的控制稍有失誤,就有可能導致碳化硅材料的微管密度、錯位密度、電阻率、翹曲度、表面粗糙度等一系列參數出現差錯,產生異質晶型,影響良率;長晶速度非常慢,傳統的硅材料只需 3 天就可以長成一根晶棒,而碳化硅晶棒需要 7 天,這就導致碳化硅生產效率天然地更低,產出非常受限;此外,晶型要求高、良率低,只有少數幾種晶體結構的單晶型碳化硅才可作為半導體材料。此外此外,碳化硅襯底加工碳化硅襯底加工“難難”,晶棒切割晶棒切割、研磨拋光等后端工藝也面臨較大困難研磨拋光等后端工藝也面臨較大困難。碳化硅性質偏硬、脆,斷裂韌性較低,切割、研磨、拋光技術難度大,工藝水平的提高需要長
80、期的研發積累,也需要上游設備商特殊設備的配套開發。目前碳化硅切片加工技術主要包括固結、游離磨料切片、激光切割、冷分離和電火花切片;研磨拋光時容易開裂或留下損傷,這要求在切割襯底的時候需要預留更多的研磨拋損耗,這進一步降低了晶錠的出片率,同時也影響了整體的生產良率。全球碳化硅制造加工技術和產業尚未成熟,在一定程度上限制了碳化硅器件市場的發展,要充分實現碳化硅襯底的優異性能,開發提高碳化硅晶片加工技術是關鍵所在。表 9:不同切割工藝的差異切割工藝切割工藝磨料切片磨料切片激光切割激光切割冷分離冷分離電火花電火花材料去除原理磨料研磨脈沖激光改性激光改性脈沖火花放電蝕除切縫寬度/um180-250101
81、0100總厚度變化/um3025125資料來源:碳化硅單晶襯底加工技術現狀及發展趨勢(張璽等,2021),華寶證券研究創新部碳化硅缺陷密度去除工藝壁壘碳化硅缺陷密度去除工藝壁壘“高高”。碳化硅單晶生長熱場存在溫度梯度,導致晶體生長圖 25:碳化硅襯底生產流程資料來源:天岳先進招股說明書,華寶證券研究創新部產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券23/28過程中存在原生內應力及由此誘生的位錯、層錯等缺陷,其可靠性備受關注。在密閉高溫腔體內進行原子有序排列并完成晶體生長、同時控制微管密度、位錯密度、電阻率、翹曲度、表面粗糙度等參數指標是復雜的系統工程,涉及一系列高難度工藝調控,工
82、藝壁壘高。正是因為這些技術難點造成了成本問題,成為碳化硅器件規?;瘧玫碾y題。目前,降本的主要途徑包括擴大晶圓尺寸、改進碳化硅長晶及加工工藝以提高良率等。擴大晶圓尺寸是降低成本的有效手段,擴大晶圓尺寸是降低成本的有效手段,6 英寸是目前主流,英寸是目前主流,8 英寸是未來方向。英寸是未來方向。襯底尺寸越大,單位襯底可制造的芯片數量越多,單位芯片成本越低;襯底的尺寸越大,邊緣的浪費就越小,有利于進一步降低芯片的成本。根據 Wolfspeed,從 6 寸轉向 8 寸晶圓,碳化硅芯片數量(32mm)有望從 448 顆增加到 845 顆,在良率為 80%、60%水平下,有效產出顆數分別為 358、50
83、7 顆,若假設單車使用同樣規格的芯片 54 顆(48 顆主逆+6 顆 OBC),則一片晶圓理論可供 6.6、9.5 臺車,效率得到顯著提升。根據 GTAT 公司的預估,相對于 6 寸晶圓平臺,預計 8 寸襯底的引入將使整體碳化硅器件成本降低 20-35%。而且,6 寸 SiC 晶體厚度為 350微米,而最初投放市場的 8 寸 SiC 襯底厚度為 500 微米。盡管晶體成本會略微上漲,但是由于更厚的晶體可以切出更多的襯底片,預計也有望進一步降低器件生產成本。目前導電型碳化硅襯底以 6 英寸為主,8 英寸襯底開始發展;半絕緣碳化硅襯底以 4 英寸為主,目前逐漸向 6英寸襯底發展。隨著尺寸的增大,碳
84、化硅單晶擴徑技術的要求越來越高。擴徑技術需要綜合考慮熱場設計、擴徑結構設計、晶體制備工藝設計等多方面的技術控制要素,最終實現晶體迭代擴徑生長,從而獲得直徑達標的高質量籽晶,繼而實現后續大尺寸籽晶的連續生長。這也是國產廠商需要著重突破的技術難點。圖 26:8 英寸襯底將提高晶圓利用率圖 27:8 英寸襯底成本將會顯著降低資料來源:Wolfspeed,華寶證券研究創新部資料來源:Wolfspeed,華寶證券研究創新部改進碳化硅長晶及加工工藝以提高良率等也是降低成本的有效方式改進碳化硅長晶及加工工藝以提高良率等也是降低成本的有效方式。目前國內 6 英寸良率約 40-50%,海外約 60-70%,較低
85、的良率使得有效產能減少從而成本增加。長晶慢、質量低、大尺寸難度高、加工工藝不足帶來的損耗等方面都是造成良率降低的因素,目前頭部廠商正積極通過技術改進來提升良率,如 2021 年 8 月 5 日,住友官網提到了他們利用一種所謂的 MPZ技術,生長了高質量、低成本的 SiC 襯底和 SiC 外延片,消除了表面缺陷和基面位錯(BPD),無缺陷區(DFA)達到 99%,相比 PVT 法,SiC 長晶速度提高了 5 倍左右,相比普通的 LPE法速度提升了 200 倍。但目前國內廠商的良率水平與海外廠商還存在一定差距。產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券24/28圖 28:住友 MP
86、Z(多參數和區域控制)溶液生長技術資料來源:住友官網,華寶證券研究創新部4.3.2023 年年國內碳化硅產業回顧:繁榮與挑戰并存國內碳化硅產業回顧:繁榮與挑戰并存2023 年,國內碳化硅產業經歷了快速發展的一年年,國內碳化硅產業經歷了快速發展的一年。從需求情況來看,汽車與光伏應用增長,市場供不應求。從需求情況來看,汽車與光伏應用增長,市場供不應求。從 2021 年-2022 年起,碳化硅器件便進入供應短缺狀態,至今依然沒有得到完全緩解。其中,汽車對碳化硅器件應用量的提升,成為拉動行業增長的主要因素。根據 EV 芯聞,截至 2023 年上半年,全球已有 40 款碳化硅車型進入量產交付,上半年全球
87、碳化硅車型銷量超過 120 萬輛。從 Yole Intelligence 發布的2023 年版功率碳化硅報告來看,碳化硅行業近年實現了創紀錄的增長,預計到 2028 年,全球功率碳化硅器件市場將增長至近 90 億美元。其中,新能源汽車可以稱得上當前碳化硅的殺手級應用。在上文(見 3.2.1 章節)中我們也對碳化硅未來在電車上的市場需求進行了展望。碳化硅器在光伏市場應用值得關注,隨著碳化硅在光伏領域應用逐漸成熟,碳化硅器件可有效提高光伏發電轉換效率,光伏逆變器的轉換效率可從硅基的 96%提升至 SiC MOSFET 的 99%以上,能量損耗降低 50%,設備循環壽命提升 50 倍。這使得光伏逆變
88、器擁有更大替換碳化硅的動力。伴隨滲透率的進一步提升,未來的碳化硅有望逐漸替代硅基 IGBT 在光伏逆變器上的應用。從供給情況來看從供給情況來看,大廠紛紛擴產大廠紛紛擴產,國內差距正在縮短國內差距正在縮短。隨著需求的增長,碳化硅大廠紛紛加速產業布局,三菱、博世、意法半導體、安森美等國際巨頭紛紛擴產。國內企業也在積極研發和探索碳化硅器件的產業化,已經形成相對完整的碳化硅產業鏈,部分產業節點有所突破。碳化硅襯底方面,天岳先進在半絕緣碳化硅襯底的市場占有率連續多年保持全球前三;天科合達在國內率先成功研制 6 英寸碳化硅襯底,并已實現規?;a和器件銷售。碳化硅外延片方面,廈門瀚天天成與東莞天域可生產
89、6 英寸碳化硅外延片。碳化硅器件方面,泰科天潤、瀚薪、揚杰科技、中電 55 所、中電 13 所、科能芯、中車時代電氣等形成一定實力,正在縮短與國外差距。值得一提的是,三安光電和天岳先進、天科合達等獲得海外芯片巨頭的認可,簽下碳化硅襯底長期供貨協議;意法半導體還與三安合資建設碳化硅器件工廠,并由三安配套供應碳化硅襯底。行業產能快速擴張,2024 年以來國內碳化硅襯底產能逐步落地,多家廠商的擴產項目都在 2023 年實現量產或是在產能爬坡過程中。表 10:國內碳化硅企業擴產進展公司產業布局工廠分布現有產能(截至2023 年 12 月)截至 2022年 12 月產能2023 年產能進展與規劃產業專題
90、報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券25/28公司產業布局工廠分布現有產能(截至2023 年 12 月)截至 2022年 12 月產能2023 年產能進展與規劃天岳先進襯底、外延山東濟南、山東濟寧、上海臨港估算約 25 萬片/年,6 英寸導電型為主約 6.7 萬片/年,4-6英寸半絕緣型為主濟南工廠主要產能成功從半絕緣型調整為導電型產品,2023 年營收增長主要來源于導電型襯底。上海臨港工廠投產進入產能爬坡階段,第一階段年 30 萬片導電型襯底的產能產量將提前實現(此前計劃為 2026 年)。天科合達單晶爐制造、襯底、外延北京大興、江蘇徐州、新疆石河子、深圳估算約 29 萬片/年
91、,6 英寸導電型為主約 12-15 萬片/年,6英寸占比 2/3,導電型為主徐州工廠二期擴產開工,預計 2024 年 8 月投產實現年產23 萬片碳化硅襯底晶片,三期 100 萬片外延片項目布局中。北京工廠二期同在規劃中。預計 2025 年底,公司 6英寸有效年產能達到 90 萬片。晶盛機電單晶爐制造、襯底、外延設備寧夏、內蒙古1 萬片/月,6 英寸仍在試驗線階段,產品通過部分客戶驗證啟動年產 25 萬片 6 英寸、5萬片 8 英寸碳化硅襯底片項目;寧夏銀川項目設計產能為年產 40 萬片 6 英寸及以上尺寸的導電型和半絕緣型碳化硅襯底晶片;8 英寸實現批量生產三安光電襯底、外延、芯片、封裝湖南
92、1.8 萬片-2 萬片/月,6 英寸月產能 6000 片(2022 年半年報)與意法半導體成立合資公司,規劃達產后碳化硅功率品圓周產能 1 萬片,成立配套全資子公司生產 8 英寸襯底,規劃產能 48 萬片/年;公司碳化硅垂直整合業務平臺配套產能規劃 36 萬片/年爍科晶體單晶爐制造、襯底山西30 萬片/年,其中25 萬片導電型、5萬片高純半絕緣型月產 8000 片,4 英寸半絕緣為主;6 英寸小批量供應、8 英寸導電型小批量生產擴產項目開工建設,達產后形成年產 150 萬片 N 型碳化硅單晶晶片,10 萬片高純半絕緣型碳化硅單晶晶片的產能。露笑科技襯底、外延合肥預估月產 1 萬-1.5萬片,6
93、 英寸導電型月產能5000片(2022年年底)6 英寸導電型一期項目規劃年產 24 萬片 6英寸導電型碳化硅襯底。2023 年內沒有詳細的碳化硅業務進展披露。東尼電子襯底浙江湖州預估年產能小于10 萬片月產能約 4000-6000(6 英寸)公司預計 2024 年交付 30 萬片、2025 年交付 50 萬片。按照訂單合同測算,2023 年5-12 月公司至少產出 13.5萬片碳化硅襯底,但半年報產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券26/28公司產業布局工廠分布現有產能(截至2023 年 12 月)截至 2022年 12 月產能2023 年產能進展與規劃中透露產能爬坡存在
94、不確定性,有可能無法如期交付;公司 8 英寸襯底已有小批量訂單。河北同光襯底河北保定約 15 萬片/年約 10 萬片/年公司最新內部規劃2024年產能 30 萬片 2025 年實現 50 萬-60 萬片;8 英寸導電型碳化硅晶體樣品已經出爐,2023年底小批量生產資料來源:電子發燒友,華寶證券研究創新部從降本進展來看從降本進展來看,下游二極管價格下降倒逼襯底降本節奏加快下游二極管價格下降倒逼襯底降本節奏加快。目前,國產碳化硅二極管已經能夠穩定交付,整體產業鏈也較為完善。根據碳化硅芯觀察調研,國內 SiC SBD 產品 2017年的價格在 4.1 元/A 左右,2020 年下降到了 1.58 元
95、/A,2023 年上半年國內廠家普遍報價在 0.5-0.6 元/A。同時二極管的主要市場在光伏、儲能、直流充電樁模塊、氫燃料電池 DC-DC模塊和 UPS 電源等行業,對成本十分敏感,目前,在光伏 MPPT 電路中,1200V SiC 二極管(20A、30A)已經得到了廣泛應用,隨著組件電流的不斷提升,40A、50A 等更大電流的 SiC二極管需求也會越來越多,對降本的要求會進一步提高。圖 29:國產 SiC 二極管報價(單位:元/A)資料來源:碳化硅芯觀察,華寶證券研究創新部從產業情況來看,隨著碳化硅產業熱潮的發展,領域內并購案也在增加。從產業情況來看,隨著碳化硅產業熱潮的發展,領域內并購案
96、也在增加。2023 年 11 月,羅姆宣布完成對 Solar Frontier 原國富工廠的收購;安森美在 2021 年以 4.15 億收購 GTAT;SK 在 2020 年以 4.5 億美元收購杜邦碳化硅晶圓事業部;ST 在 2019 年以 1.375 億美元收購Norstel AB。相較之下,國內的碳化硅產業起步較晚,就并購角度而言,目前國內大規模碳化硅并購案還不多。4.4.2024 年碳化硅產業化展望:高壓快充與降本加速的雙重驅動年碳化硅產業化展望:高壓快充與降本加速的雙重驅動2024 年,我們認為碳化硅產業化進展會隨著高壓快充趨勢及碳化硅產業鏈降本而加速。年,我們認為碳化硅產業化進展會
97、隨著高壓快充趨勢及碳化硅產業鏈降本而加速。結合上文中的分析,高壓快充是電車的大勢所趨,未來會逐漸下沉到更低區間的價格帶,高壓產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券27/28快充背景下,電車對碳化硅需求的迫切性預計對應進一步提高。另一方面,隨著產能的逐步釋放、8 英寸量產的不斷成熟、碳化硅長晶及加工工藝的不斷改進、進而碳化硅行業良率的提升,尤其是在國產廠商紛紛入局后,可能會進一步加速碳化硅的降本。我們認為 2024 年碳化硅產業化進展會隨著高壓快充趨勢及碳化硅產業鏈降本而加速,關注碳化硅產業鏈降本進展、800V新車放量進展、國內上游材料襯底/外延廠商出貨情況、國內下游器件/模
98、塊廠商上車驗證進展。在下篇碳化硅報告中在下篇碳化硅報告中,我們將會基于本文對產業趨勢的判斷我們將會基于本文對產業趨勢的判斷,深入分析產業鏈各個環節的深入分析產業鏈各個環節的國內外企業發展進展、競爭格局及未來演進趨勢。國內外企業發展進展、競爭格局及未來演進趨勢。5.風險提示風險提示高壓快充滲透率不及預期;碳化硅在車端、樁端滲透不及預期;國產化進度不及預期;擴產進程不及預期;價格戰風險;此外文中提及的上市公司旨在說明行業發展情況,不構成推薦覆蓋。產業專題報告產業專題報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券28/28分析師承諾分析師承諾本人承諾,以勤勉的職業態度,獨立、客觀地出具本報告,本報告清晰準確
99、地反映本人的研究觀點,結論不受任何第三方的授意或影響。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體建議或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。公司和行業評級標準公司和行業評級標準 公司評級報告發布日后的 6-12 個月內,公司股價相對同期市場基準(滬深 300 指數)的表現為基準:買入:相對超出市場表現 15%以上;增持:相對超出市場表現 5%至 15%;中性:相對市場表現在-5%至 5%之間;賣出:相對弱于市場表現 5%以上。行業評級報告發布日后的 6-12 個月內,行業指數相對同期市場基準(滬深 300 指數)的表現為基準:推薦:行業基本面向好,行業指數將跑贏基準指數;中性:行業基本面穩定,行
100、業指數跟隨基準指數;回避:行業基本面向淡,行業指數將跑輸基準指數。風險提示及免責聲明風險提示及免責聲明 華寶證券股份有限公司具有證券投資咨詢業務資格。市場有風險,投資須謹慎。本報告所載的信息均來源于已公開信息,但本公司對這些信息的準確性及完整性不作任何保證。本報告所載的任何建議、意見及推測僅反映本公司于本報告發布當日的獨立判斷。本公司不保證本報告所載的信息于本報告發布后不會發生任何更新,也不保證本公司做出的任何建議、意見及推測不會發生變化。在任何情況下,本報告所載的信息或所做出的任何建議、意見及推測并不構成所述證券買賣的出價或詢價,也不構成對所述金融產品、產品發行或管理人作出任何形式的保證。在
101、任何情況下,本公司不就本報告中的任何內容對任何投資做出任何形式的承諾或擔保。投資者應自行決策,自擔投資風險。本公司秉承公平原則對待投資者,但不排除本報告被他人非法轉載、不當宣傳、片面解讀的可能,請投資者審慎識別、謹防上當受騙。本報告版權歸本公司所有。未經本公司事先書面授權,任何組織或個人不得對本報告進行任何形式的發布、轉載、復制。如合法引用、刊發,須注明本公司出處,且不得對本報告進行有悖原意的刪節和修改。本報告對基金產品的研究分析不應被視為對所述基金產品的評價結果,本報告對所述基金產品的客觀數據展示不應被視為對其排名打分的依據。任何個人或機構不得將我方基金產品研究成果作為基金產品評價結果予以公開宣傳或不當引用。適當性申明適當性申明 根據證券投資者適當性管理有關法規,該研究報告僅適合專業機構投資者及與我司簽訂咨詢服務協議的普通投資者,若您為非專業投資者及未與我司簽訂咨詢服務協議的投資者,請勿閱讀、轉載本報告。