未知：第三代半導體碳化硅投資研究專題報告（330頁）.pdf

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1、第三代半導體碳化硅投資研究專題報告陳鶴2023年（內部資料，注意保密）CONTENTS目錄第三代半導體碳化硅行業概覽碳化硅產業鏈分析產業鏈各環節介紹下游應用市場分析產業鏈供給端分析122.12.22.33投資分析和相關建議21112441132374附錄：功率半導體器件介紹285目錄二、碳化硅產業鏈分析：下游應用市場與產業鏈供給端分析第三代半導體發展歷程第三代半導體前景判斷：技術分析第三代半導體前景判斷：社會需求與市場分析第三代半導體前景判斷：政策分析一、第三代半導體碳化硅行業概覽三、投資分析和相關建議31.1 三代半導體發展歷程材料特性器件特征應用場景元素半導體材料：硅基、鍺基儲量大、價格低

2、、功耗低低壓、低頻、中功率器件手機、電腦、通信、航空航天國防軍工、光伏等領域化合物半導體材料：砷化鎵、磷化銦禁帶寬度、電子遷移率高、光電性能好高頻、高速、大功率、高性能微波器件激光器、發光電子器件衛星通訊、移動通訊、光纖通信無限區域網絡、衛星定位國防軍工、航空航天等領域寬禁帶半導體材料：碳化硅、氮化鎵寬禁帶寬度、高擊穿電場強度高頻、高溫、高壓、大功率器件新能源汽車、光伏風電、半導體照明、5G基站、充電樁、特高壓、光電子等領域183320世紀50、60年代20世紀90年代后21世紀以來第一代半導體第二代半導體第三代半導體451.2.1 第三代半導體前景判斷：技術分析12第三代半導體核心特點：寬禁

3、帶寬度價帶1.電子在價帶中晶體不導電導帶2.外界能量激發(高壓)3.電子被激發到導帶，晶體導電而被擊穿器件失效禁帶寬度晶體結構分析第三代半導體優勢基于第三代半導體材料，碳化硅、氮化鎵晶體具有更寬的禁帶寬度。因此在高壓、高溫、高頻等環境下，價帶上的電子在更嚴苛的環境下才會被激發到導帶，引起晶體失效。第三代半導體具有更強的耐高溫、高壓、高頻特性第三代半導體優勢：高能量密度材料應用器件能量密度氮化鎵(三代)HEMT器件5-8W/mm硅基(一代)MOS器件0.5-1W/mm砷化鎵(二代)射頻器件0.5-1W/mm第三代半導體材料具有更高的能量密度，在承受相同功率和電壓時，需要的器件體積可以變得更小，從

4、而能夠節省成本。項目SiGaAs4H-SiCGaN禁帶寬度(eV)1.121.433.23.4飽和電子漂移速率(cm/s)1.0 x1071.0 x1072.0 x1072.5x107熱導率(Wcm-1K-1)1.50.5441.3擊穿電場強度(MV/cm)0.30.43.53.31.2.1 第三代半導體前景判斷：技術分析碳化硅作為第三代半導體材料，在生產襯底環節有更大優勢3碳化硅優勢：材料優勢高熱導率碳化硅的熱導率約為氮化鎵的3倍，能夠更好地應用于高溫、高壓、高功率場景，延長器件壽命，減小散熱系統成本。單晶生長較容易氮化鎵生長速度慢，反應副產物多，大尺寸單晶生長困難。器件體積更小能量密度大，

5、使器件體積變得更小。器件電阻更小禁帶寬度大，可進行重摻雜，器件電阻更低。4碳化硅優勢：下游應用技術優勢新能源汽車應用場景分析：逆變器逆變器的作用是將直流電轉換為交流電。在相同的電壓和轉換頻率下，400V電壓下，碳化硅MOSFET逆變器的能量損耗約為硅基IGBT的29%-60%。800V電壓下，能量損耗為硅基IGBT的30%-50%。29%35%45%59%75140240400400V下轉換能量損失(%)400V下轉換能量損失(%)30%33%38%43%48%100200300400500800V下轉換能量損失(%)800V下轉換能量損失(%)資料來源：wolfspeed官網節省能量損耗后，

6、碳化硅MOSFET電動車的續航里程更長6碳化硅基-碳化硅外延功率器件1.2.2 第三代半導體前景判斷：社會需求與市場分析目前第三代半導體主流器件形式包括：碳化硅基-碳化硅外延功率器件，碳化硅基-氮化鎵外延功率器件材料特性 能夠更好地適應高壓、高功率環境，可靠性高應用場景 新能源汽車、工業控制等典型產品 PFC、DC/AC逆變器、DC/DC轉換器碳化硅基-氮化鎵外延功率器件材料特性 氮化鎵器件更適應高頻運行場景應用場景 5G基站等領域典型產品 5G宏基站、衛星通信、微波雷達、航空航天等全球碳化硅器件市場規模廣闊，規模增速大0500010000202120222023202420252026202

7、7全球半導體器件細分市場規模預測(百萬美元)xEVPV+ESSxEV Charging InfraMotor DrivePFCRailUPSWindOthers資料來源：Yole我國第三代半導體產值規模持續上漲1871.43%67.39%25.54%54.14%0.00%500.00%1000.00%1500.00%2000.00%0102030405020162017201820192020我國SiC、GaN電子電力產值(億元)我國SiC、GaN電力電子產值(億元)增速資料來源：CASA71.2.2 第三代半導體前景判斷：社會需求與市場分析目前第三代半導體主流器件應用場景2GHz4GHz5G

8、Hz6GHz40GHz10V1700V650V1200V100V3000VSi射頻2G、3G通訊GaAs射頻手機 PA/LNA/SAWGaN-on-SiC射頻4GHz-100GHz基站PA、光電、雷達GaN-on-Si射頻5GHz-43GHz手機PA/LNA、雷達中低功率100V-650V快充、數據中心、OBC、DC/DC中高功率650V-1700V汽車、光伏逆變器GaN-on-SapphireMini LEDMicro LEDSiC高功率650V-3300V汽車逆變器、OBCDC/DC、光伏、高鐵81.2.2 第三代半導體前景判斷：社會需求與市場分析下游器件應用廣泛，帶動上游碳化硅襯底市場快

9、速增長新能源汽車將成為碳化硅器件市場增長的核心驅動力。根據Yole預測，2027年新能源汽車對碳化硅器件整體需求將接近50億美元，年均復合增長率高達39%。受下游新能源等領域的需求拉動，上游碳化硅襯底材料市場有望快速增長。根據Yole預測，碳化硅襯底材料市場規模將從2018年的1.21億美元增長至2024年的11億美元，預計2027年市場規模達到33億美元。684.74985.5-1,000.00 2,000.00 3,000.00 4,000.00 5,000.00 6,000.0020212022202320242025202620272021-2027年新能源汽車碳化硅器件需求預測（百萬

10、美元）二極管晶體管碳化硅模組CAGR=39%頭部公司布局碳化硅產業鏈，帶動產能增加Wolfspeed-2018年以3.45億歐元收購Infineon射頻功率業務-2019年宣布到2024年將投資10億美元擴充30倍產能，將在北卡羅來納州總部建設材料工廠，生產8英寸SiC襯底，在紐約州建設8英寸SiC電力電子和GaN射頻產線-2021年將LED產品線出售給SGHROHM-2009年收購SiCrystal，上游延伸至SiC襯底-2018年工廠新建6英寸SiC晶圓產線，2020年投產-2024年前將進行600億日元投資，擴充16倍產能II-VI-2018年SiC外延產能擴充4倍-2020年計劃將6英

11、寸SiC襯底產能擴大5-10倍-2020年從通用電氣獲得SiC器件模塊制造技術；收購Ascatron和Innovion，生產碳化硅基氮化鎵外延器件結論1.頭部廠商紛紛布局碳化硅襯底產線，帶動產能增長2.頭部廠商出現垂直領域整合趨勢，拓展上下游業務91.2.3 第三代半導體前景判斷：政策分析時間發布單位政策法規名稱相關內容2016年科技部、國家發改委等推進“一帶一路”建設科技創新合作專項規劃共同開展第三代半導體等先進材料制造技術合作研發。2017年科技部、交通運輸部“十三五”交通領域科技創新專項規劃建立汽車電子控制技術創新及測試評價平臺，開展IGBT、碳化硅、氮化鎵等電子器件技術研發及產品開發和

12、零部件、系統的軟硬件測試技術研究與測試評價技術規范體系研究。2018年統計局戰略性新興產業分類(2018)將集成電路制造和半導體分立器件制造列為戰略性新興產業。2019年財政部、國家稅務總局關于集成電路設計和軟件產業企業所得稅政策的公告依法成立且符合條件的集成電路設計企業和軟件企業，在2018年12月31日前自獲利年度起計算優惠期，第一年至第二年免征企業所得稅，第三年至第五年按照25%的法定稅率減半征收企業所得稅，并享受至期滿為止。2019年國務院長江三角洲區域一體化發展規劃綱要面向量子信息、類腦芯片、第三代半導體、下一代人工智能、靶向藥物、免疫細胞治療、干細胞治療、基因檢測八大領域，加快培育

13、布局一批未來產業。2020年國務院新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策國家鼓勵的重點集成電路設計企業和軟件企業，自獲利年度起，第一年至第五年免征企業所得稅，接續年度減按10%的稅率征收企業所得稅。2021年全國人大中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要培育先進制造業集群，推動集成電路、航空航天等產業創新發展。瞄準人工智能、量子信息、集成電路等前沿領域，實施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目。2021年科技部國家重點研發計劃“新型顯示與戰略性電子材料”重點專項擬立項項目清單包括“大尺寸SiC單晶襯底制備產業化技術”、“基于氮化物半導體的納米

14、像元發光器件研究”、“GaN單晶新生長技術研究”、“功率電子器件及電源模塊關鍵技術研究”、“中高壓SiC超級結電荷平衡理論研究及器件研制”等項目國內政策利好第三代半導體產業快速發展資料來源：公開資料整理10CONTENTS目錄第三代半導體碳化硅行業概覽碳化硅產業鏈分析產業鏈各環節介紹下游應用市場分析產業鏈供給端分析122.12.22.33投資分析和相關建議4附錄：功率半導體器件介紹2111244113237285目錄二、碳化硅產業鏈分析：下游應用市場與產業鏈供應一、第三代半導體碳化硅行業概覽三、投資分析和相關建議碳化硅產業鏈介紹：產業鏈及技術流程，各環節主要廠商，競爭格局、市場動態、技術突破碳

15、化硅產業下游需求市場分析：新能源汽車、充電樁、光伏、電源管理、工業應用、5G碳化硅器件應用優勢下游應用市場碳化硅需求空間測算碳化硅產業供給分析碳化硅半導體生產流程及產業鏈價值拆解襯底環節分析：供需情況、產能供給趨勢、國內外差距、技術發展方向、可關注標的外延環節分析：競爭格局、可關注標的器件環節分析：全球競爭格局、國內外差距、未來發展趨勢、可關注標的碳化硅功率模塊：產品分類、應用優勢、主要布局公司情況碳化硅封裝環節：封裝類型、器件與模塊的封裝現狀、技術發展趨勢122.1.1 碳化硅產業鏈介紹：碳化硅產業鏈及技術流程設備、襯底外延器件下游應用碳化硅產業鏈分環節碳化硅生產技術流程資料來源：CICD

16、2021 13向下游延伸2.1.2 碳化硅產業鏈介紹：產業鏈各環節主要廠商設備襯底外延器件II-VIWolfspeed、ROHMDENSOShowa DenkoOnsemi、GeneSiCInfineon、STMicroelectronics楚江新材、天通股份天岳先進、山西爍科河北同光晶體天科合達、晶盛機電瀚天天成、東莞天域時代電氣、聞泰科技、斯達半導、華潤微、新潔能、揚杰科技、比亞迪半導體、世紀金光、長飛半導體、基本半導體、上海瀚薪、泰科天潤、派恩杰、瞻芯電子、愛仕特、美浦森、清純半導體、清芯半導體等露笑科技三安光電國外廠商國內廠商目前碳化硅產業鏈上廠商的商業模式主要有兩種：IDM或從事部分

17、環節。海外三大巨頭Wolfspeed、ROHM已覆蓋完整產業鏈，II-VI正在向下游延伸。國內廠商大多從事單個或部分環節142.1.3 碳化硅產業鏈介紹：競爭格局分析1上游襯底市場：市場高度集中襯底的成本占比極高。SiC功率器件成本結構中，襯底占據50%襯底質量與產品質量密切相關。襯底良率會對器件質量產生重要影響海外排名前三的Wolfspeed、ROHM、II-VI，掌握了80%左右的襯底產能趨勢：自用比例提高，大廠紛紛布局CR3布局全產業鏈，提高襯底材料自用比例。使其他器件廠商可采購的襯底量減少其他大廠布局收購襯底公司，例如安森美、羅姆、英飛凌分別收購GTAT、SiCrystal、Silte

18、ctra，保證材料供應現狀：CR3壟斷襯底市場襯底是碳化硅產業鏈的關鍵2外延市場：雙寡頭壟斷整體競爭格局根據Yole統計，2020年Wolfspeed和Showa Denko分別占據碳化硅導電型外延片52%和43%的市場份額，合計95%，形成雙寡頭壟斷3下游器件市場歐美廠商占據主要份額根據Yole統計，2020年全球碳化硅功率器件市場規模約為5-6億美元，市場前五大公司市場份額高達90.8%，顯著高于IGBT器件的62.8%國內廠商發展情況入局較晚，目前主要公司泰科天潤、華潤微等市場份額還比較小。但行業仍處于早期階段，格局尚未定型，國內廠商有較大發展空間總結上游襯底市場。市場高度集中，CR3壟

19、斷八成產能，且逐步提升自用比例。同時其他大廠紛紛布局收購襯底公司，保證產能供應。兩方面因素使國內下游器件廠商面臨材料供給短缺問題，襯底的國產替代還有很大的發展空間。外延和器件市場。目前主要由國外公司占據主要市場份額。但器件市場全球市場規模還比較小，行業仍處于早期階段，隨著下游新能源汽車、充電樁的應用更加廣泛，國內器件廠商有較大發展空間。152.1.4 碳化硅產業動態16迎接碳化硅8英寸時代時間表產業動態企業時間量產時間（預計）Wolfspeed20152022ROHM20152023意法半導體2021.62023安森美2021.92025II-VI20152024英飛凌2020.92025So

20、itec2022.52025爍科晶體2022.3/中科院物理研究所2022.4/2.1.4 碳化硅產業動態（國外）17 該廠區主要涉及外延工藝和晶圓切割等關鍵工藝。將顯著擴大寬禁帶(碳化硅和氮化鎵)半導體產能。首批晶圓計劃將于2024年下半年開始出貨。居林3號廠區配備齊全后，將通過碳化硅和氮化鎵產品為英飛凌產生20億歐元的額外年收入。英飛凌投資超20億歐元晶圓廠正式奠基產業動態2022年7月7日，英飛凌投資超20億歐元(合計約144億人民幣)在馬來西亞居林建造的第三個廠區正式奠基，預計將于2024年第三季度完成建設。2.1.4 碳化硅產業動態（國外）18博世:碳化硅投資增至27億產業動態 20

21、22年7月13日，博世宣布，到2026年前，他們將在半導體業務方面進一步投資30億歐元(合計約202億元人民幣)。其中，碳化硅和氮化鎵等新型半導體是博世投資重點之一。二期“SiC功率器件生產線項目”博世的羅伊特林根碳化硅工廠正在有計劃地擴建中，從現在到2025年，博世將投資約4億歐元(約27億人民幣)用于擴大產能，并將現有工廠轉換為新的無塵車間。這包括新建一個3600平方米的超現代無塵車間，到2025年底，無塵車間將從目前的35000平方米擴建到44000平方米以上。2021年10月 博世宣布，2022年將花費超過29億人民幣擴大半導體產能，其中約有5000萬歐元(約36億人民幣)專門用于羅伊

22、特林根的碳化硅晶圓廠。博世還宣布，計劃在2021年至2023年期間投資1.5億歐元(約10億人民幣)，將碳化硅潔凈室擴建到3000平方米。2022年02月博世稱，他們將再投資2.5億歐元(約18億人民幣)，進一步擴大碳化硅等產能，新生產設施計劃于2025年投入使用，目標產能是數億顆，碳化硅潔凈室空間從35000平方米增加到44000多平方米。2022年07月博世投資約4億歐元(約27億人民幣)用于擴大碳化硅產能。2.1.4 碳化硅產業動態（國外）19 安森美將在2025年前在投資10億美元(約67億人民幣)研發碳化硅功率半導體，并建立一個具備生產能力的制造工廠。安森美還計劃從韓國當地企業購買價

23、值約3500億韓元(約18.2億人民幣)的用于生產功率半導體的材料、設備和零部件。承諾到2024年實現價值1040億韓元(約5.4億人民幣)的材料設備和零部件的本地化。安森美的韓國碳化硅工廠正式奠基產業動態2022年7月7日，安森美決定在韓國京畿道富川市投資10億美元(約67億人民幣)，用于建設一個碳化硅研究中心及制造工廠。據悉，該工廠產出的碳化硅功率芯片將部署在電動汽車中。2.1.4 碳化硅產業動態（國外）20賽米控與羅姆就碳化硅功率元器件展開新的合作產業動態 2022年7月15日，羅姆官網宣布，他們的第4代SiCMOSFET正式被用于賽米控的車規級功率模SEMICONDUC 塊“eMPac

24、k”，雙方開啟了合作的新征程。據透露，雙方在開發碳化硅功率模塊方面已經開展了十多年的合作。eMPack功率模塊旨在充分發揮新型半導體材料的特性、并專為中高功率的碳化硅逆變器而設計。利用賽米控的雙面燒結技術和“芯片直接壓接技術(DPD)”，可以使汽車逆變器的設計實現尺寸緊湊、高可靠性、并可擴展。賽米控還為搭載了羅姆柵極驅動器IC的eMPack提供評估板，這將有助于客戶在評估和設計方面節省時間。此外，賽米控還計劃在工業級功率模塊中采用羅姆的IGBT產品。賽米控22年與德國一家大型汽車制造商簽訂了10+億歐元(超100億元人民幣)的碳化硅逆變器合同，該計劃于 2025 年開始批量生產。2.1.4 碳

25、化硅產業動態（國外）21 基于Sicoxs獨特的襯底制造技術SiCkrestR 將SiC單晶襯底鍵合在SiC多晶襯底上 減少SiC單晶襯底的使用量+獲得與單晶襯底相同的器件特性迎接碳化硅8英寸時代住友-Sicoxs 8寸SiC產線開建產業動態*Sumitomo Metal Mining宣布其子公司Sicoxs將開建新的8時SiC生產線Sicoxs將開建新的8時SiC生產線預計2024年3月完工預計2025年月產能合計達1萬片(加上現有的6時SiC生產線)*SiCkrest from Sicoxs*Sumitomo Metal Mini SiCkrest是將一塊單晶襯底制作出多片1微米或更薄的襯

26、底 可降低50%的SiC單晶襯底成本22東芝:第三代SiC MOSFET計劃在2022年 8 月下旬開始量產產業動態將氮注入SiCMOSFET的寬p型擴散區(p阱)的底部，以降低擴散電阻(Rspread)并增加SBD電流縮小JFET區域并注入氮以降低反饋電容和JFET電阻優化電流擴散層結構，縮少單元尺寸特定導通電阻降低了43%，Ron*Qgd降低了80%，開關損耗降低約20%第三代SiC MOSFETSBD嵌入MOSFET的結構，將其與PN二極管并聯放置，能將可靠性提升10倍 特定導通電阻和性能指標(Ron*Qgd)會增加，MOSFET的性能降低芯片面積增加，帶來成本的增加第二代SiC MOS

27、FET2022年7月22日，東芝官網宣布，他們的第三代SiCMOSFET計劃在今年8月下旬開始量產。該新產 品使用全新的器件結構，具有低導通電阻，且開關損耗與第二代產品相比降低了約20%。2.1.4 碳化硅產業動態（國外）2.1.4 碳化硅產業動態（國內）23天岳先進斬獲“神秘客戶”近14億元訂單產業動態2022年7月21日晚間，天岳先進發布公告稱:公司于近日與某客戶簽訂一份長期協議，約定2023年至2025年公司及上海天岳向合同對方銷售6英寸導電型碳化硅襯底產品，按照合同約定年度基準單價測算（美元兌人民幣匯率以6.7折算），預計含稅銷售三年合計金額為人民幣13.93億元。本次長單銷售合同的簽

28、訂為其6英寸導電型碳化硅襯底銷售提供了有力保障 目前未能披露簽約客戶名稱和具體情況天岳先進上?！疤蓟璋雽w材料項目”3月正式封頂該項目總投資20億元主要用于生產6英寸導電型碳化硅襯底材料SicE 計劃于2026年100%達產達產后將新增碳化硅襯底材料產能約30萬片/年2.1.4 碳化硅產業動態（國內）24露笑科技:產能順利爬坡，預計2023年可達20萬片/年產業動態 2022年7月14日，露笑科技發布業績預告稱，公司預計2022年半年度實現歸屬于上市公司股東的凈利潤虧損的凈利潤 比上年同期下降:115.54%-122.38%;上年同期盈利為16087.93萬元。同時，露笑科歸屬于上市公司股東

29、 虧損:2000萬元-2800萬元 技預計實現歸屬于上市公司股東的扣除非經常性損益的凈利潤虧損2000萬元-2800萬元，同比下降147.29%-166.20%。上年同期盈利為4229.45萬元 關于業績變動的原因，露笑科技表示，公司碳化硅業務前期資本投入較大，研發費用同比去年加較去年同比增加較多，以及實施2021年員工持股計劃造成相關費用的增加，導致公司2022年上半年凈利潤下降。露笑科技目前以6寸碳化硅襯底片為主，但也在研發8寸的。設備方面，露笑科技表示，目前已有280臺長晶爐到位，且有部分已完成前期的工藝安裝調試。產能方面，露笑科技預計7月份可生產500-1000片，8月生產1000-2

30、000片，預計2022年底可實現5000片/月的生產規模。未來，隨著后端切磨拋進口設備的到位，露笑科技預計到2023年4月份可實現1萬片/月的生產規模，并在2023年實現年產20萬片的產能規劃。訂單方面，露笑科技控股子公司合肥露笑已與東莞天域簽訂戰略合作協議，合作的主要內容為:在滿足產業化生產技術要求的同等條件下，合肥露笑2022年、2023年、2024年需為碳化硅襯底片產能不少于15萬片;雙方共同協作在6英寸及以上規格碳化硅導電襯底方面進行產業化應用技術研發合作。項目項目本報告期本報告期上年同期上年同期歸屬上市公司股東的凈利潤虧損:2500 萬元-3600萬元盈利:16087.93萬元比上年

31、同期下降:115.54%-122.38%歸屬上市公司股東扣除非經常性損益后的凈利潤虧損:2000萬元-2800萬元盈利:4229.45萬元比上年同期下降:147.29%-166.20%基本每股收益虧損:0.0156 元/股-0.0225元/股盈利:0.10元/股近日，露笑科技在接受機構調研時表示，公司碳化硅襯底片現在已經在小批量供貨，預計到今年年底可以實現5000片/月的供貨能力。2.1.4 碳化硅產業動態（國內）25湖南三安半導體項目二期工程開工，總投資80億元產業動態 2022年7月14日，湖南三安半導體項目二期項目工程正式開工。湖南三安半導體項目是中國第一條、世界第三條碳化硅全產業鏈生產

32、線項目，總占地面積979畝，總投資160億元，總建筑面積70.4萬平方米；這次開工的產業園項目占地面積480畝，總投資80億元。按照規劃，二期項目預計將于今年內建成投產。本次開工建設的產業園二期項目總投資為80億元，占地面積為480畝，計劃將于今年建成投產。最近，三安光電在互動平臺表示，碳化硅MOSFET工業級產品已送樣客戶驗證，車規級產品正配合多家車企做流片設計及測試;碳化硅MOSFET車規級與新能源汽車重點客戶的合作已經取得重大突破。湖南三安半導體項目總投資160億元，分兩期進行建設。一期項目主要聚焦碳化硅長晶、襯底、外延、芯片、器件封裝等廠房及相關配套設施建設，項目全面建成投產后將形成兩

33、條并行的碳化硅研發、生產全產業鏈產線。2021年6月，項目一期已實現點亮試投產，成為國內首條、全球第三條SiC垂直整合產線，其中碳化硅晶圓的年產能達到36萬片；目前一期項目長晶、襯底、外延、芯片車間已全線正式批量生產，碳化硅產能為3000片/月，未來將逐步擴至3萬片/月。整個項目全部達產后將實現年產值120億元，增加就業1.2萬人。2.1.4 碳化硅產業動態（國內）26瞻芯電子CEO張永熙博士:“我們以破紀錄的速度完成了一座按車規級質量標準建設的晶圓廠，瞻芯電子將聚焦SiC前沿技術研發，搭建國內領先、世界一流的高可靠車規級碳化硅功率半導體芯片量產和研發平臺，本項目一期設計產能為30萬片六英寸晶

34、圓，目前投產為第一階段。瞻芯電子六英寸碳化硅(SiC)芯片車規級工廠投片產業動態 瞻芯電子于2020年初啟動碳化硅芯片晶圓廠項目籌備，經過一年的策劃、籌備和設計，2021年4月正式打樁，7月正式開始六英寸碳化硅功率芯片工廠的建設，在短短1年時間內，瞻芯電子先后完成了廠房建設、機電安裝、設備調試、工藝調試等一系列艱巨、復雜的任務，并達到正式投片生產的條件。截至目前瞻芯電子累計出貨超過100萬顆SiCMOSFET和超過1000萬顆柵極驅動芯片，在新能源汽車、光伏、儲能、充電、高性能電源等各領域廣泛應用。標志著瞻芯電子由Fabless邁向IDM的戰略轉型2.1.4 碳化硅產業動態（國內）27 江蘇超

35、芯星半導體有限公司6英寸碳化硅襯底順利進入美國一流器件廠商 為滿足國內外市場的訂單，超芯星正在有序交貨及穩步擴產超芯星成立于2019年，專注于大尺寸SiC襯底，2020年3月被江北新區重點引進，是南京市唯一的第三代半導體襯底生產企業，擁有20多年碳化硅技術積累和產業化經驗。2019年超芯星成功推出大尺寸(6-8英寸)碳化硅單晶襯底材料，這也是國內首創大尺寸擴徑技術。2020年3月超芯星完成天使輪融資，投資方為同創偉業、磊梅瑞斯資本。2021年11月超芯星宣布完成數億元A+輪融資。本輪融資由招銀國際領投，華業天成和軟銀中國跟投，老股東同創偉業追加投資。超芯星6英寸碳化硅襯底進入美國一流器件廠商產

36、業動態2.1.4 碳化硅產業動態（國內）大大推動了廣汽埃安電動超跑轎車開發進程超高性能集成電驅是自主研發并具有完全知識產權的第二代集成電力驅動系統兼容高低壓平臺，功率密度國內領先行業獨創的兩檔多模系統、超高功率與轉速，將電驅系統的性能與效率完美結合，實現超越頂級超跑的極致加速度 電驅試制線將于今年下半年投入使用，柔性兼容多款機型，拓展多平臺電驅裝配，屆時，埃安將實現自主電驅研發、試制和試驗一體化發展基本半導體與廣汽埃安簽訂戰略合作協議產業動態2022年7月22日，深圳基本半導體有限公司與廣汽埃安新能源汽車有限公司簽訂了戰略合作協議和長期采購合作協議。廣汽埃安超高性能電驅成功下線 近日，由廣汽埃

37、安自研的“四合一”電驅于7月22日正式生產下線282.1.4 碳化硅產業動態（國內）29士蘭明鎵的6時SiC線項目已啟動產業動態 2022年7月29日，杭州士蘭微電子股份有限公司發布公告稱，其子公司士蘭明鎵的6時SiC線項目已啟動?？偼顿Y15億元，年產能超過14萬片。根據公告，士蘭明鎵擬建設一條6時SiC功率器件芯片生產線，項目總投資為15億元，建設周期3年 最終形成年產144萬片6時SiC功率器件芯片的產能主要產品為SiC MOSFET、SiC SBD 該項目已于今年7月29日取得了廈門市企業投資項目備案證明。士蘭微在今年Q1的財報中曾提到，其SiC功率器件的中試線已在2021年二季度實現通

38、線，并且已完成車規級SiCMOSFET器件的研發，正在做全面的可靠性評估，將要送客戶評價并開始量產。2017年12月，士蘭微與廈門半導體投資集團有限公司門共同簽署合作協議，總投資50億元，共同投資設立廈門士蘭明鎵化合物半導體有限公司，其中一期總投資20億元，已于2019年12月舉行了投產儀式。二期將建設“SiC功率器件生產線項目”。二期“SiC功率器件生產線項目”主要挑戰:生長時厚度的增加及源粉的消耗對生長室內部熱場的改變。應對挑戰:通過設計碳化硅單晶生長設備的新型熱場、發展碳化硅源粉的新技術、開發碳化硅單晶生長的新工藝，顯著提升了碳化硅單晶的生長速率，成功生長出了厚度達到50mm的6英寸碳化

39、硅單晶。優勢呈現:該厚度的實現，一方面節約了昂貴的碳化硅籽晶的用量，另一方面使一個碳化硅單晶錠切片所獲得的碳化硅襯底片數量能夠翻倍，所以能夠大幅降低碳化硅襯底的成本。質量呈現:科研人員通過對生長的碳化硅單晶錠切片所得的碳化硅襯底片進行分析，發現其晶型為4H，典型的(0004)晶面的X射線衍射峰的半高寬均值為1847弧秒，總位錯為5048/cm-2。以上結果均表明碳化硅單晶的晶體質，達到了業界水平。2.1.4 碳化硅產業動態（國內）30浙大杭州科創中心50mm厚6英寸碳化硅單晶生長獲得成功技術突破 碳化硅單晶的高成本是制約各種碳化硅半導體器件大規模應用和發展的主要因素降低碳化硅單晶成本 擴大其直

40、徑 增加其厚度近日，浙江大學杭州國際科創中心先進半導體研究院-乾晶半導體聯合實驗室和浙江大學硅材料國家重點實驗室在浙江省“尖兵計劃”等研發項目的資助下，成功生長出了厚度達到50mm的6英寸碳化硅單晶,這在國內尚屬首次報道。31恒普科技同時推出2款8英寸雙線圈感應晶體生長爐技術突破2022年7月，恒普科技同時推出2款8英寸雙線圈感應晶體生長爐，也積極對應行業客戶的使用習慣和經驗延續。坩堝區域溫度分離(相對分離)采用特殊定制石墨硬氈 雙水平式線圈 獨特的二次發熱體 坩堝與熱場自動分離*注:以上功能不是2款爐型都有。核心技術出料時，坩堝與熱場自動分離，提高爐次的重復性 獨特的二次發熱體優化內置線圈絕

41、緣橫向多點測溫采用特殊定制石墨硬氈SiC金屬殼雙線圈(內置)感應晶體生長爐坩堝區域溫度分離方便原工藝過渡水平螺旋線圈，提高磁場平衡與雙線圈匹配SiC石英管雙線圈(外置)感應晶體生長爐2.1.4 碳化硅產業動態（國內）32恒普科技創新解決方案-一次性將6英寸擴到8英寸的技術方向技術突破恒普科技運用多年掌握的溫度控制技術，將熱場溫度調節為有利于晶體擴徑的溫度梯度，并加以調節。氣相組分是產生邊緣多晶的主要原因之一，不合理的氣相組分非常容易產生邊緣多晶，而導致擴徑失敗。與晶體生長相同，物質流對于擴徑也是至關重要，采用特殊改良的【新工藝】熱場，使氣相儲運滿足擴徑。擴徑的技術核心難點:熱場的溫度控制、邊緣

42、多晶、物質流傳輸恒普科技以45晶錠的角度晶體生長厚度30mm，單邊擴徑25mm，這樣就一次性將晶體擴徑50mm，實現從150mm一次性擴徑到200mm的技術路線。恒普科技當下單邊擴徑20mm，無多型，微管005ea/cm2，生長速度0.3mm/h，導流環無TaC涂層;預計近期可以達到單邊2530mm，并優化籽品面型。恒普科技創新解決方案-一次性將6英寸擴到8英寸的技術方向碳化硅8英寸襯底的第一個技術難點是籽晶，籽晶雖然可以用激光切割然后拼接的方法來制作，但拼接位置的缺陷是幾乎難以去除，可以做晶體生長基礎研究，量產就不行了。量產用的籽晶還是需要慢慢的擴出來，在擴的過程保留品質好的晶體進行優選繁衍

43、，這個過程是非常耗時的，沒有好的籽晶就不可能繁衍出好的晶體，就如同沒有好的種子，是不會長出好的莊稼一樣。通常每次擴徑幾個毫米，從6英寸擴到8英寸擴徑時間甚至按年為單位。2.1.4 碳化硅產業動態（國內）盛美上海碳化硅設備再添新突破技術突破 近日，盛美半導體設備(上海)股份有限公司宣布，其推出了新型化學機械研磨后(Post-CMP)清洗設備。這是盛美上海第一款Post-CMP清洗設備 該設備可用于制造高質量襯底化學機械研磨(CMP)工藝之后的清洗 擁有濕進干出(WIDO)和干進干出(DIDO)兩種配置 可選配2、4或6個腔體 擁有每小時60片晶圓的最大產能(WPH)6英寸和8英寸的配置適用于碳化

44、硅(SiC)襯底制造 8英寸和12英寸配置適用于硅片制造。2.1.4 碳化硅產業動態（國內）2.1.4 碳化硅產業動態（臺灣）342021年08月鴻海集團宣布以25.2億新臺幣(約5.87億人民幣)，收購了旺宏電子位于中國臺灣新竹的6英寸晶圓廠。2021年09月臺灣科學園區通過了“鴻揚半導體的積體電路產業”等投資案，投資金額為37.6億元新臺幣(約8.8億人民幣)，主要產品為碳化硅功率元件等相關產品。2022年03月鴻海集團計劃收購SiC功率元件設計初創公司即思創意(FastSiC)40%的股權，并合作開發專用于電動汽車的SiCMOSFET。2022年04月鴻海集團旗下鴻揚半導體表示將招募Si

45、C半導體人才，目前正在規劃制作碳化硅產品。預計2022年底完成產線建置，并將于2023年上線生產，預計6寸月產能為2.4萬片，可擴增至3.5萬片。2022年07月鴻海官網宣布，他們將投資5億新臺幣(約1.13億人民幣)，收購盛新材料科技10%股權，并將通過本次募資案保障SiC襯底供應。鴻?？萍技瘓F收購SiC長晶公司盛新材料科技產業動態鴻海SiC布局 截至目前，鴻海在Sic領域的投資已超過16億人民幣。根據鴻海規劃，他們將在今年底完成SiC產線建設，并于2023年上線生產，6時SiC芯片月產能為2.4萬片，可擴增至3.5萬片。22年7月8日，鴻海官網宣布，他們將投資5億新臺幣(約1.13億人民幣

46、)，收購盛新材料科技10%股權，并將通過本次募資案保障SiC襯底供應，完善集團供應鏈上游布局，建立鴻海在車用半導體領域上的長期競爭優勢。2.1.5 碳化硅應用落地動態國基南方：已率先實現SiC MOSFET批量車用國基南方：已率先實現SiC MOSFET批量車用應用落地近日，國基南方在官微發文稱：公司2022年率先在碳化硅領域取得突破性進展，SiC MOSFET首次獲得新能源汽車龍頭企業大批量訂單。為保障國產新能源汽車用功率器件供應鏈安全發揮了重要作用。在激烈的市場競爭中，贏得碳化硅領域發展先機。國基南方在國內率先建立起第三代半導體碳化硅自主體系，形成了覆蓋碳化硅材料、設計、制造、封測的完整技

47、術布局，已經成為功率電子器件領域知名企業。目前，碳化硅系列產品在新能源汽車、新能源發電、服務器電源、電網輸變電等領域實現規模應用，已發展成為國基南方新的業務增長極。2015年國基南方作為依托單位，寬禁帶半導體電力電子器件國家重點實驗室獲批成立，這是國內該領域唯一的國家級重點實驗室。2018年國基南方在國內率先建立6英寸碳化硅器件工藝平臺，同時發揮牽引作用，帶動了國內碳化硅行業上下游產業鏈的進步。2020年公司率先實現6英寸650V-1700 V SiC MOSFET量產；同年實現國產1200V SiC MOSFET上車應用。目前，6.5kV-20KV高壓SiC MOSFET和SiC IGBT研

48、制水平已達到國際先進水平。2021年國基南方作為建設主體，國家第三代半導體技術創新中心（南京）掛牌成立，為該領域更好推動該領域技術發展提供了有力支撐。目前，廠房改造、工藝設備等各項工作均按期推進。2022年公司開始大批量量產650V-1200V SiC MOSFET,新產品優異的性能得到了用戶的肯定，可滿足60萬輛車載應用需求。蔚來汽車第50萬臺電驅動系統量產下線應用落地2.1.5 碳化硅應用落地動態2022年7月29日，蔚來汽車發文稱，伴隨著機械臂將一臺180KW碳化硅永磁同步電機運輸至AGV小車上，蔚來第50萬臺量產電驅動系統正式下線。這是蔚來電驅動的又一個重要里程碑。從南京先進技術中心一

49、期完工開始，蔚來用六年時間實現了智能電驅動系統從0到50萬臺的飛躍式進步。從首臺到10萬臺下線，歷經2年多；而在第40萬臺下線短短4個月后，蔚來迎來了第50萬臺電驅動系統。首臺ET5電驅系統C樣，也在位于新橋園區的蔚來電驅系統制造基地正式下線。該制造基地規劃年產能130萬臺，已建成全球領先的柔性化智能生產線。產線大量應用6軸機器人、3D視覺識別技術、自動化物流等智能方案，整線自動化率超80%，可實現永磁與感應電驅系統的共線生產。SiC車型現代IONIQ 6電動流線型今年Q3量產應用落地2.1.5 碳化硅應用落地動態 2022年7月14日，現代汽車旗下純電動汽車專屬品牌IONIQ(艾尼氪)第二款

50、車型IONIQ(艾尼氪)6正式發布，這款采用800V碳化硅逆變器的車型即將在今年量產。IONIQ(艾尼氪)6基于現代汽車集團電動汽車專用平臺E-GMP打造，具備400V/800V超高速充電功能。標配800V充電功能，同時無需額外組件或適配器即可兼容400V充電。與之前的IONIQ 5一樣，IONIQ 6也配備了無障礙 V2L（車輛到負載）功能，可以實現雙向充電功能。采用了碳化硅技術，大幅提高了效率。據WLTP標準估計，IONIQ 6的能耗低于14 kWh/100km,這將使其成為市場上最節能的車輛之一。碳化硅逆變器與800V馬瑞利比利時 Bluways應用落地2.1.5 碳化硅應用落地動態馬瑞

51、利開發全新800V碳化硅逆變器平臺全球領先汽車供應商馬瑞利公司（Mareli）開發了一款全新、完整的800V碳化硅（SiC）逆變器平臺。除此之外，馬瑞利的全新800V逆變器平臺還具有優化的熱結構，這要歸功于創新結構和冷卻通道設計。這些設計大大降低了碳化硅組件本身和冷卻液之間的熱阻。在高功率應用中，功率模塊散熱性能非常重要。比利時 Bluways 推出一款集成 SiC 逆變器的軸向磁通電動機比利時Bluways在iVT博覽會上推出了一款集成SiC逆變器的軸向磁通電動機。在這種永磁軸向磁通電動機中，每個感應器都有自己的逆變器。在這種架構下，逆變器和電力電子設備共享相同的制冷電路。此外，碳化硅半導體

52、的使用允許高開關頻率，僅以熱的形式損失一半的能量。這些芯片對于800V系統尤其重要，它們可以實現更快的充電和更好的性能。南方電網推出基于碳化硅的汽車充電樁應用落地2.1.5 碳化硅應用落地動態 2022年7月12日，南方電網官網宣布推出了第四代充電樁產品。據悉，該產品在碳化硅器件應用、內部結構標準化、一次充電成功率等方面均取得了突破。南網碳化硅充電樁采用碳化硅技術，其充電樁充電峰值效率達96%，充電場站能耗下降11%。全新的電氣和結構設計，將DC接觸器和熔斷器的電壓規格提升至1000伏，充電樁單槍輸出功率由187.5千瓦提升至250干瓦。一次充電成功率為91.2%，比上一代產品提升6%?！笆?/p>

53、五”期間，南方電網計劃投資100億，新建充電樁14萬個，2023年實現南網區域鄉鎮充電設施全面覆蓋。碳化硅電動摩托車應用電動飛機應用應用落地2.1.5 碳化硅應用落地動態碳化硅電動摩托車應用碳化硅電動飛機應用奧迪子公司杜卡迪發布的電摩宣布搭載碳化硅逆變器800V電壓架構，45分鐘內充電至80%，將電源線、電機和逆變器都做得更小，更高的電壓能夠以更低的電流產生相同的功率。車尾集合一組20kW的充電插座，無需等待電池冷卻就可在短時間內完成快速充電。逆變器采用碳化硅 MOSFET 設計，重量為5公斤，工作效率高達99%。降低散熱器重量。先進的冷卻技術，電池和電機共用一個雙回路液體冷卻系統，以解決長時

54、間的駕駛過熱而導、致斷電的問題。杜卡迪是一家意大利摩托車生產商，2012年4月被大眾集團奧迪收購。Archer 電動飛機采用碳化硅技術美國霍尼韋爾將為 Archer Aviation 電動垂直起降(eVTOL）飛機提供飛行控制驅動技術，以及帶有碳化硅器件的蒸汽循環系統（Micro VCS）熱管理技術。據“行家說三代半”此前報道，2020年霍尼韋爾的 Micro VCS 系統已被整合到Eviation 公司的全電動飛機 Alice 中。Archer 的目標到2024年實現生產飛機認證。CONTENTS目錄第三代半導體碳化硅行業概覽碳化硅產業鏈分析產業鏈各環節介紹下游應用市場分析產業鏈供給端分析1

55、22.12.22.33投資分析和相關建議4附錄：功率半導體器件介紹2111244113237285目錄二、碳化硅產業鏈分析：下游應用市場與產業鏈供應一、第三代半導體碳化硅行業概覽三、投資分析和相關建議碳化硅產業鏈介紹：產業鏈及技術流程，各環節主要廠商，競爭格局、市場動態、技術突破碳化硅產業下游需求市場分析新能源汽車直流充電樁碳化硅產業供給分析42光伏逆變器5G通信電源管理工業應用-軌道交通、風電2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.1 汽車芯片從應用環節可以分為5大類：主控芯片、存儲芯片、功率芯片、信號與接口芯片、傳感器芯片新能源汽車快速增長，將拉動功率芯片需求快速上升

56、432.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.2 新能源汽車中，功率半導體價值量占比大幅上升，碳化硅功率半導體器件應用范圍廣泛23%11%21%55%13%43%27%0%20%40%60%80%100%120%傳統燃油車純電動車各芯片價值量比重對比MCU功率半導體傳感器其他傳統燃油車 半導體價值量417美元，功率半導體單車價值量87.6美元新能源汽車 半導體價值量834美元，功率半導體單車價值量458.7美元相比傳統燃油車，功率半導體價值量增長4倍多SiC功率器件二極管單極型肖特基二極管(SBD、JBS)雙極型PiN晶體管單極型MOSFETJFET雙極型BJT、GTOIG

57、BT功率模塊混合型模塊硅基器件+碳化硅器件全SiC模塊碳化硅器件+碳化硅器件碳化硅功率器件產品結構其中，新能源汽車主要應用SBD與MOSFET器件和功率模塊44注：功率半導體器件詳細介紹可見報告末附錄2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況DC/AC逆變器DC/DC轉換器電動機發電機輔助逆變器高壓電池AC/DC轉換器DC/DC轉換器12V電池輔助逆變器新能源汽車中與功率器件相關的架構外部電源OBC：on-board charger452.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況AC-

58、DC轉換器PFC整流電路將交流電轉為直流電PFC電路調整電壓電流相位DC-DC轉換器LLC電路將高壓電轉為低壓電供低壓用電器/電池使用供電主逆變器DC-AC將直流電轉為交流電，驅動汽車具體需要哪些器件？每種電路需要哪些器件？交流充電樁AC-DC轉換器：圖騰柱無橋PFCSBDMOS主要是碳化硅SBDDC-DC轉換器：三相全橋LLCSBD4MOS4主逆變器SBDMOS462.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況1從DC/AC逆變器的技術原理看碳化硅器件優勢DC/AC逆變器的作用：將直流電(DC)轉換為正弦交流電(AC)，需要經過兩個步驟。首

59、先產生方形交流電，再使方形變成正弦型最基本的交流電，只需產生正電壓，再產生負電壓，不斷重復即可因此，產生方形交流電，只需要讓流經電動機的電流一會是正向的，一會是反向的全橋逆變電路1.1步驟一：產生方形交流電472.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況全橋逆變電路工作原理如下圖所示，可以發現只需要控制開關不停切換，電流就可以不斷從正到負，從負到正地切換。因此，開關切換的速度，就決定了輸出交流電的頻率步驟二：將方形交流電轉換為正弦型交流電1從DC/AC逆變器的技術原理看碳化硅器件優勢需要用到脈沖寬度調制，改變切換開關的持續時間如下左圖所示，

60、一開始持續時間短一些，中間持續時間長一些，這樣就會出現峰值。慢慢將數字信號轉化為模擬信號控制開關持續時間的器件：比較器1.21.3482.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況1從DC/AC逆變器的技術原理看碳化硅器件優勢比較器Comparator作用1：防止S1、S2或者S3、S4同時接通，防止短路作用2：比較三角波交流電和正弦波交流電，形成電動機的電壓差形成正弦交流電492.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況1從DC/AC逆變器的技術原理看碳化硅器件優勢逆變器工作原理及技術難

61、點總結：之前逆變器常用器件硅基IGBT，而在DC/AC逆變器上，SiC MOSFET相比于硅基IGBT最大的優勢在于高頻、開關損耗小。技術方面：頻率遠高于硅基IGBT原理：在DC轉為AC的第一步中，要將直流電轉化為方形交流電。這就需要在全橋逆變電路上，不斷切換開關，從而使電流正負交替，形成方形交流電。在這一步中，想要提高交流電頻率，核心就是提高切換開關的速度優勢：用硅基IGBT做開關，能達到100KHZ已經是很不錯的水平，但是SiC MOSFET可以達到MHZ，甚至幾十MHZ成本方面：開關損耗大幅降低，節省能量損耗原理：硅基IGBT是雙極的晶體管器件，SiC MOSFET是單極的晶體管器件，由

62、于單極的屬性，不存在拖尾電流，而且載流子遷移率較高，所以大大降低了開關損耗優勢：根據ROHM的研究，SiC MOSFET的總能量損耗相比硅基IGBT可以大幅減少73%502.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況2從DC/DC轉換器的技術原理看碳化硅器件優勢DC/DC的作用：新能源汽車的車載DC/DC轉換器，是為了實現車內高壓電池和低壓電瓶之間的功率轉換。因為車內有很多低壓用電器，比如動力轉向、水泵、車燈等等，如果直接用高壓電池供電會燒壞，必須將高壓電轉為低壓電，才可以給這些用電器正常供電。DC/DC的工作原理：以12V轉5V為例理想情況

63、：在電路中，不斷閉合和斷開開關，形成PWM波，開關閉合和斷開的時間比為5:7實際情況：不可能在電路中“手動”閉合和斷開開關。所以會用MOS管來代替，并加一個控制電路輸出電壓反饋給控制電路，然后指導MOS管的輸出512.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況2從DC/DC轉換器的技術原理看碳化硅器件優勢DC/DC的工作原理：以12V轉5V為例這樣輸出的波形我們想要的波形問題：僅通過控制電路和穩定的5V還是有很大的差別解決這個問題的初步思路：濾波假設為T假設為T根據之前定義，高平和低平的時間分配是5:7，假設高平為5x，低平為7x那么5x+7

64、x+5x+7x=24x=T，x=T/24左邊兩塊的面積=(5x*12)*2=120 x=5T，右邊的面積=5*T=5T，面積相同！只要把實際電壓波形的部分“向下填充”就可以形成與5V穩定電壓一樣的效果這個過程：濾波需要的器件：電容522.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況2從DC/DC轉換器的技術原理看碳化硅器件優勢DC/DC的工作原理：以12V轉5V為例加一個電容，實現濾波的作用加入電容后產生了新問題電流公式：在MOS管閉合導通時，電壓突變為12V，在有電容的時候，dt會變成無窮小，電流I會變為無窮大因此，雖然加入電容可以起到濾波的

65、作用，形成穩定的5V電壓的效果，大致上實現了從高壓像低壓的轉換。但是還需要抑制這個無窮大的電流 加入電感電感：既能抑制電流，又不會消耗能量加一個電感，抑制電壓突變時形成無窮大的電流電感也有一個問題，它的電流不能突變。因此在MOS管斷開，電流為0時，需要接一根導線，讓電容放電，使電流平緩下降532.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況2從DC/DC轉換器的技術原理看碳化硅器件優勢DC/DC的工作原理：以12V轉5V為例加入導線后，當MOS管斷開時，電容通過導線放電，可以使電感兩端的電流不突變為0但是單純的導線會讓下圖紅框部分短路加入二極管

66、，它只能單向傳輸電流，從而可以讓電容放電的通路暢通，而阻斷左邊這個短路的電路DC/DC的拓撲結構542.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況2從DC/DC轉換器的技術原理看碳化硅器件優勢DC/DC的工作原理：以12V轉5V為例第一步：MOS管不停切換開關，形成方形交流電壓Ua第二步：電容進行濾波，電感防止無窮大電流的出現，形成紋波Ub(已經在5V附近波動)第三步：二極管保證MOS管斷開時，電容能放電，使電感上的電流不突變為0，同時防止左邊的電路短路。而MOS管導通、斷開的過程，加上電容放電，就形成三角波電流I最后，將電流拆分成直流分量和

67、交流分量，交流分量流過電容，直流分量就流過用電器基本實現目標將12V轉換為5V供低壓用電器使用552.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況2從DC/DC轉換器的技術原理看碳化硅器件優勢導通損耗當MOS管導通時，會流過電流，MOS管本身有電阻，此時消耗的能量叫做導通損耗。電阻越小，導通損耗越少SiC MOSFET的優勢寬禁帶寬度：在更高電壓下，電子才會從價帶轉移到導帶，導致晶體失效。所以具有更高的擊穿電場強度，更耐高壓低導通電阻：因為更耐高壓，所以在承受相同電壓下，只需要更低的電阻數據支撐：根據ROHM研究，900V下，SiC MOSFE

68、T的芯片尺寸只需要Si MOSFET的1/35，就可以實現相同導通電阻562.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況3從OBC的技術原理看碳化硅器件優勢OBC(on-board charger)的作用：OBC即車載充電器，主要應用于高壓電池充電。新能源汽車在充電時，不是直接將電池連接到外部充電器，而是通過OBC連接外部電源，再通過OBC給車內的高壓電池充電，起到保護作用OBC典型電氣結構：PFC+DC/DCPFC電路：用于功率因數校正3.1功率因數補償原理在負載具有電感性時，在繞組電感的作用下，負載電流滯后于電源電壓電流與電壓不同相，就會

69、產生無功功率。要傳輸相同功率，電流就要增大，使電路損耗增加572.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況3從OBC的技術原理看碳化硅器件優勢3.1功率因數補償原理：電容式功率因數補償裝置在補償之前，無功分量要在發電機和電動機兩端來回傳輸功率因數補償：在電動機附近增加電容，則無功分量只在電容和電動機之間傳輸，減少損耗3.2功率因數校正：整流二極管，用于使電源和電壓同相整流二極管它只在輸入電壓大于電容電壓時導通，否則為截止狀態那么，只有二極管導通時才會有電流。而在截止狀態下，電流就為0這段時間是截止狀態，無電流初步實現電壓和電流同相582.2

70、.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況3從OBC的技術原理看碳化硅器件優勢3.3功率因數校正：PFC電路解決電流畸變問題雖然整流后實現了電壓與電流同相，但是電流不再是原來的正弦波，電流發生了畸變。這仍然會產生無功功率，增大電路損耗在整流二極管后接PFC電路，就可以將畸變電流校正為正弦波電容式功率因數補償裝置只能減小損耗PFC電路可以將電流調制到與電壓同相，并解決電流畸變，從而可以消除無功功率，提高功率因數592.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況3從OBC的技術原理看碳化硅器件優勢

71、升壓二極管升壓電感功率開關管3.4功率因數校正：PFC電路中相關器件的使用，以及碳化硅的優勢升壓二極管根據開關頻率，二極管有幾種狀態正向導通狀態此時為降低損耗，要選擇正向導通壓降(VF)值盡可能小的二極管反向截止狀態反向漏電流(IR)會產生損耗，要選擇反向漏電流盡可能小的二極管開關切換狀態降低開通關斷損耗，要選擇輸入電容(QC)小、開通關斷速度快的二極管（PFC電路）應用：SiC SBD（碳化硅肖特基二極管）1、SiC SBD相比于硅二極管，反向漏電流幾乎可以忽略不計，大大降低了電路損耗2、SiC SBD的VF、QC兩個參數也比硅二極管更好602.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車

72、2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況3從OBC的技術原理看碳化硅器件優勢3.5OBC-DC/DC中碳化硅器件的優勢在DC/DC前段，需要用開關管不斷閉合、斷開，將直流電逆變為交流電（可參考1：DC/AC逆變器）目前使用器件：CoolMOS。在直流電壓400V以下，系統功率不超過6.6kW時，選擇650V 20A的開關管即可，此時CoolMOS具有技術和成本優勢未來趨勢？“充電焦慮”下，800V時代即將到來3.5.1從技術上看為什么800V是新能源車的趨勢新能源車充電痛點：集中出行放大“充電焦慮”充電慢：電量充滿要1小時，而加油加滿只要3分鐘等位難：節假日集中出行，排隊充電時間長，排

73、隊到充滿要3小時如何解決？提高充電速度提高充電功率充電功率公式P(W)=U(V)x I(A)提高電流：例如特斯拉大電流快充但電流I變大，Q=I2Rt發熱量也會變大結論：高壓快充是更常見的解決方案612.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況3從OBC的技術原理看碳化硅器件優勢3.5.2從車企布局看為什么800V是新能源車的趨勢比亞迪極氪嵐圖廣汽埃安極狐長安長城全新e平臺3.0，搭載800V高壓充電技術，充電5分鐘，續航150kmSEA浩瀚智能進化體驗架構800V電壓平臺，360kW超級快充布局880V高電壓平臺，最大充電功率可達480kW

74、布局800V高壓快充，最高支持350kW的超級快充，充電10分鐘行駛400km將在全國一線城市建立24座360kW的專屬超充站發布了800V電驅平臺，最快可充電10分鐘續航200km甲龍車型支持800V超級快充，峰值電流高達600A，充電10分鐘續航401km保時捷最早發布支持800V車型Taycan大眾純電轎車Project Trinity新平臺支持800V奔馳發布奔馳MMA架構，支持800V超充奧迪發布PPE平臺，支持800V電壓，直流充電峰值功率達到270kW理想純電車型將采用800V架構小鵬在新車型G9上將實現800V高壓碳化硅平臺自主品牌海外合資造車新勢力各大主機廠布局高壓快充發揮示

75、范作用800V時代即將到來622.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.3 新能源汽車對碳化硅器件的應用情況3從OBC的技術原理看碳化硅器件優勢3.5OBC-DC/DC中碳化硅器件的優勢過往：400V平臺DC/DC器件需求：開關管器件硅基CoolMOS可以很好地滿足需求性能：導通電阻和輸入電容處于領先地位成本：雖然SiC MOSFET的性能更有優勢，但價格比CoolMOS高3-5倍，車企都不會選用SiC MOSFET現在與未來：800V硅基CoolMOS：電壓提升后，650V 20A的CoolMOS不能滿足要求，必須要900V以上規格。成本大幅上升SiC MOSFET：與C

76、oolMOS價格差距縮小，導通電阻和輸入電容方面的優勢差距擴大結論：未來SiC MOSFET在OBC上的應用將更加廣泛OBC小結1、OBC簡單架構PFC+DC/DC2、PFC中碳化硅器件優勢SiC SBD反向漏電流硅二極管降低反向截止狀態下的損耗3、DC/DC中碳化硅器件優勢高壓快充趨勢下，SiC MOSFET相比CoolMOS的性能優勢更加明顯，價格差距縮小632.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.4 新能源汽車中碳化硅器件優勢總結1逆變器中SiC的導通損耗、開關損耗顯著更低2逆變系統中SiC的總損耗相對Si更低3細分器件：SiC MOSFET與IGBT損耗對比4細分

77、器件：SiC MOSFET導通電阻低實現更高功率密度。SiC導通電阻低，熱損失很低，允許更高的開關頻率、更緊湊的封裝空間，減少功率模塊的冷卻能力需求。因此只需要比Si半導體更小的封裝空間，實現更高功率密度續航能力提升。導通電阻低，開關損耗更低，可以應用更高的開關頻率，且高頻損耗較小，從而減小了諧波損耗總體比較分器件642.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.4 新能源汽車中碳化硅器件優勢總結1DC/AC逆變器 SiC MOSFET vs IGBT2DC/DC轉換器 SiC MOS vs Si MOS按應用劃分優勢：碳化硅MOSFET更高頻、開關損耗更小優勢：碳化硅MOSF

78、ET導通電阻遠小于Si MOS3OBC-PFC SiC SBD vs 硅二極管優勢：碳化硅SBD的反向漏電流可忽略，大大降低損耗4OBC-DC/DC SiC MOSFET vs CoolMOS優勢：高壓快充下，SiC MOSFET在輸入電容QC，導通壓降VF均明顯好于CoolMOS，且價格差距降低123、4652.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.4 新能源汽車中碳化硅器件優勢總結：材料器件應用大擊穿電場強度大帶隙大漂移速度大導熱率高壓高頻高溫高功率小能耗小體積小重量小成本結論：從技術上看，碳化硅應用在新能源汽車上將具有巨大優勢662.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析

79、：新能源汽車2.2.1.5 新能源汽車碳化硅需求分析1新能源車企布局SiC情況：已有大量車企布局SiC時間(2021)國內車企采用碳化硅情況3月30日力世紀擬投資20億元在上海設立合資公司，推出采用800V碳化硅雙逆變器的電動跑車和豪華電動汽車4月1日Integral Powertrain宣布為NI0 333 Formula E賽車團隊提供SiC逆變器電動機4月1日蔚來采用SiC功率模塊的旗艦轎車ET7車身正式下線4月21日云度汽車正在研發基于SiC功率元器件的電機控制器4月21日江淮汽車與博世簽訂了SiC逆變器等方面戰略協議5月13日比亞迪擴建模塊生產線，對外招標采購SiC分選機和SiC測試

80、機5月13日寧波車企與SiC企業簽訂新能源汽車研發應用合作協議5月18日一汽集團合資企業蘇州億馬半導體的碳化硅模塊項目正式投產，一期投資2億元8月3日吉利汽車宣布采用羅姆SiC器件2雖然受到市場看好，但目前市場滲透率仍不高從目前數據來看，硅基半導體在新能源汽車中的應用仍然是主流，SiC芯片應用仍未普及。根據Yole預測，2024年SiC器件在功率器件中滲透率達9%，短期內很難達到硅基的占比水平。硅基方案與SiC方案預計將長期共存4%4%5%7%9%86%88%90%92%94%96%98%100%102%20202021202220232024SiC與Si在新能源汽車市場應用情況SiSiC數據

81、來源：Power SiC 2019672.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車3SiC器件導入路徑與未來預測2016201720182019202020212022OBCSiC SBDSiC SBD+SiC MOSDC/DCSi MOSSiC MOS逆變器IGBTSiC MOS從導入時序看，國外很多公司已經在2018年開始將SiC肖特基勢壘二極管和MOS管用在OBC上，SiC在車載電源領域OBC和DC/DC中的市場滲透率逐漸提升。通過在這些場景上的應用，將帶動SiC產品技術成熟與成本下降。2.2.1.5 新能源汽車碳化硅需求分析682.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車4

82、SiC器件分應用全球市場規模預測（單位：百萬美元）45870.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%010002000300040005000逆變器增長率3410.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%0100200300400OBC增長率570.00%50.00%100.00%150.00%200.00%250.00%0102030405060DC/DC增長率逆變器中SiC器件市場規模(百萬美元)OBC車載充電機(百萬美元)DC/DC轉換器(百萬美元)分應用市場規模：Yole預測2027年逆變器中應用SiC器件的

83、市場規模將達到45.9億美元分應用市場增速：根據Yole數據，新能源汽車逆變器、OBC和DC/DC中SiC市場規模CAGR分別為39%、38%和85%，雖然DC/DC轉換器市場規模較小，但成長率最大發展趨勢判斷：各應用市場預測增長率在2021-2025呈逐漸下降狀態，預計2025年可能會成為SiC的“市場爆發點”數據來源：Yole2.2.1.5 新能源汽車碳化硅需求分析692.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車5我國新能源汽車碳化硅需求測算2.2.1.5 新能源汽車碳化硅需求分析特斯拉應用碳化硅情況參考Model 3：特斯拉應用碳化硅器件車型。目前特斯拉Model 3主要應用SiC

84、 MOSFET，用于主驅逆變器電力模塊碳化硅襯底需求量：特斯拉Model 3的SiC MOSFET總共為48顆，對應單車消耗約0.25片6英寸碳化硅襯底未來趨勢：碳化硅器件不僅可用于主驅逆變器，還可用于OBC、DC/DC轉換器、高壓輔驅控制器等，考慮未來碳化硅器件成本降低，應用場景有望進一步延伸，預計單車消耗量有望達到0.5片6英寸襯底當前情況SiC MOSFET應用于主逆變器，約48顆未來滲透輔助逆變器OBC車載充電器IGBTSiC MOSFETSi FRDSiC SBDSi MOSSiC MOSDC/DC轉換器Si MOSFETSiC MOSFET預計未來單車碳化硅器件可達到100-150

85、顆消耗6英寸襯底0.5片702.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車5我國新能源汽車碳化硅需求測算2.2.1.5 新能源汽車碳化硅需求分析參考特斯拉Model 3情況，做出如下假設：國內新能源汽車銷量：根據EVTEC EXPO數據，得到2021-2025年國內新能源汽車銷量的預測分別為330、424、545、700、900萬輛。碳化硅在新能源汽車中的滲透率：根據特斯拉Model 3、Model Y車型銷量，估計2021年碳化硅在新能源汽車應用的滲透率為18%左右?？紤]到當前碳化硅器件替代硅基器件的主要限制因素為成本因素，未來襯底尺寸的擴大和良率的提高將有效降低襯底成本，從而降低器件成

86、本，預計碳化硅在新能源汽車應用的滲透率將逐年提高。單車碳化硅襯底需求量：根據特斯拉Model 3測算，當前一輛新能源汽車大約消耗0.25片6英寸碳化硅襯底，預計未來隨著應用場景從主驅逆變器拓展到OBC、DC/DC轉換器等場景后，單車消耗襯底量也將提高。碳化硅襯底單片售價：根據光大證券數據，2021年碳化硅襯底約為7000元一片，假設襯底價格每年下降10%。滲透率的兩層含義車企層面單車層面“宏觀滲透率”：開始采用碳化硅器件的車企增加“微觀滲透率”：單車上更多器件采用碳化硅材料712.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車5我國新能源汽車碳化硅需求測算2.2.1.5 新能源汽車碳化硅需求分

87、析20212022202320242025我國新能源汽車銷量(萬輛)330424545700900SiC在新能源車應用滲透率18%21%24%27%30%單車消耗6英寸SiC襯底片數0.250.250.250.50.56英寸碳化硅襯底需求(萬片)14.8522.2632.794.5135單片售價(元)70006300567051034592.7碳化硅襯底市場規模(億元)10.40 14.02 18.54 48.22 62.00 參考特斯拉Model 3/Y銷量，2021年碳化硅器件在新能源汽車滲透率為18%，假設2025年滲透率達到30%。襯底單價從7000元/片逐年以10%的降幅遞減，則在此

88、假設下，2021-2025年我國6英寸碳化硅襯底需求量分別為：14.85萬片、22.26萬片、32.7萬片、94.5萬片、135萬片，預計2025年市場規模達到62億元人民幣。722.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車1比亞迪2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況732020年，比亞迪漢EV搭載高性能集成化SiC MOSFET電機控制模塊上市。這是全球首款進入量產的高集成車規碳化硅模塊的車型，比亞迪也成為國內首個在自產電動車上應用自主研發SiC模塊的車企。百公里加速度3.9秒高集成度車規SiC功率模塊電機峰值扭矩為350N m輸出功率200KW升級后橋電機整體效率也有所提升動力性、

89、經濟性更加優越銅夾互連工藝提升芯片過電流能力。SiC模塊的逆變器最大化保證電池輸出的能量的利用效率王朝家族新加速冠軍比亞迪漢EV性能參數電機類型交流永磁同步電機系統綜合最大功率（K.W）163-363系統綜合最大扭矩（N.M）330-680NEDC綜合工況純電續航里程（KM）506-605電池容量（KWh）64.8-76.930%-80%快充電量時間25min0-100KM加速時間（s)3.9-7.9IGBT智慧“中國芯”后高性能碳化硅MOSFET電機控制系統漢EV相關指標2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車1比亞迪2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況74從SiC MOS 功率

90、器件/模塊到搭載于漢EV、唐EV 的 SiC MOSFET模塊，比亞迪在碳化硅領域布局已久。從2018年開始，比亞迪碳化硅MOS器件就批量應用于DC/DC、OBC中。比亞迪充配電三合一采用電力電子集成技術，將車載電源（OBC+DC/DC轉換器）與配電箱（PDU）深度集成，做到“輕量化、小型化、集成化及低成本”。通過運用碳化硅MOS，DCOBC功率密度可達2.1KW/L。應用到逆變器中的SiC模塊采用納米銀燒結工藝和國際先進AMB（活性金屬釬焊）Si3N4厚銅技術，大幅降低熱阻，降低芯片結溫10以上，更優的散熱性能大大提升了芯片使用壽命，產品可靠性更高，無懼各類嚴苛路況20172018-2019

91、-20202021-比亞迪半導體團隊打破技術壟斷，自主研發出適合于新能源汽車使用的兩款碳化硅功率MOS器件BF930N120SNU（1200V/30A）和BF960N120SNU（1200V/60A）并同步研制開發1200V/200A和1200V/400A全 SiC MOS模塊。2019年推出SiC MOSFET模塊2020年，比亞迪漢EV搭載高性能集成化SiC MOSFET電機控制模塊上市。2020年12月，比亞迪半導體表示目前在規劃自建產線，這也是國內車企首次自建SiC生產線SiC+DC/DC、OBCSiC MOSFETSiC MOS 功率器件/模塊 2021年8月11日前后，比亞迪漢的第

92、100000輛新車在深圳比亞迪全球總部重磅下線，其電機控制器首次使用了比亞迪自主研發制造的高性能碳化硅功率模塊，這也是全球首家、國內唯一實現在電機驅動控制器中大批量裝車的SiC三相全橋模塊。未來的某個階段，比亞迪SiC將全面實現車型產品覆蓋，帶來全系產品的性能進階。SiC 未來全覆蓋2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2蔚來2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況75蔚來選用了其最新的 VE-TracDirect SiC 功率模塊。采用了安森美的第二代SiC MOSFET技術，使性能、能效和質量都達到新的水平，同時與上一代IGBT共享兼容的封裝尺寸。蔚來ET7和ET5是現有兩款采用

93、了SiC電驅系統的純電動汽車。兩款都是基于400V電壓平臺的電動汽車。碳化硅功率模塊替代了傳統的硅基IGBT功率模塊 電驅動噪聲降低5-15dB 主驅電機CLTC工況效率91.5%電流能力提升30%以上 百公里加速3.9S 電控系統的綜合損耗降低了4%6%蔚來 ET7SiC電力驅動系統前軸永磁同步電機180kWSiC 功率器件電機控制器后軸異步感應電機300kW優化減速器10.48速比性能參數電機類型前軸永磁同步電機后軸異步感應電機系統綜合最大功率（K.W）480系統綜合最大扭矩（N.M）850NEDC綜合工況純電續航里程（KM）1000電池容量（KWh）75-15030%-80%快充電量時間

94、48min-1h0-100KM加速時間（s)3.8相關指標2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2蔚來2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況76蔚來在400V階段率先采用碳化硅功率模塊，也代表著蔚來為迎接“800V時代”到來在做的準備。在SiC的垂直布局上，蔚來組建了碳化硅研發實驗室。作為蔚來汽車子公司，蔚然（南京）動力科技有限公司去年擴建項目包含8個內容，其中包括新增碳化硅（SiC）實驗室，蔚然動力將自研一條碳化硅（SiC）功率模塊工藝實驗生產線，新增若干測試設備，設計生產能力每年5000套模塊。性能參數電機類型前軸永磁同步電機后軸異步感應電機系統綜合最大功率（K.W）360系統

95、綜合最大扭矩（N.M）700NEDC綜合工況純電續航里程（KM）500-1000電池容量（KWh）75-15030%-80%快充電量時間48min-1h0-100KM加速時間（s)4.3SiC電力驅動系統前軸永磁同步電機150KWSiC 功率器件電機控制器后軸異步感應電機210KW優化減速器更高速比蔚來 ET5相關指標產品合作方-臻驅科技2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車3上汽2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況772022年1月上汽大眾首個基于碳化硅技術的“三合一”電驅動樣件完成試制并亮相。該電驅動未來將搭載于上汽大眾的ID.4 X純電動汽車上，可提升至少4.5%的續航里程

96、。項目組在完成碳化硅材料和功率模塊調研后，決定與國內領先的碳化硅功率半導體模塊供應商“臻驅科技”合作，加快開發進程。電控最高效率達99.9%每百公里節省0.645 度電續航里程提升4.5%首個“三合一”MEB碳化硅電橋 根據臺架測試結果，這一款大眾品牌首套碳化硅電橋電驅產品不僅匹配MEB平臺各方面的嚴格技術需求，而且效率對比目前電驅產品有了全方面提升 在EMC方面的測試結果出色成立時間 2017年產品優勢 深耕第三代功率半導體領域，迭代開發了多款碳化硅產品，完成了從模塊、電驅動系統到整車級別的開發與測試 碳化硅功率模塊在動態性能超越傳統IGBT技術&團隊 超130位研發工程師 70%博士或碩士

97、學位，30%海外留學工作經驗融資 2021年完成3億元人民幣B2輪融資 主要投資者:君聯資本、中金資本、上?？苿摶?、聯想創投、招商局資本、拓金資本2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車3上汽2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況78在SiC方面，上汽選擇的是“股權合作”+“戰略投資”的方式。此外，上汽對上游碳化硅襯底也非常重視,“國產碳化硅第一股”天岳先進公布其戰略投資者繳款認購名單，寧德時代旗下問鼎投資、廣汽集團旗下廣祺柒號、上汽集團、小鵬汽車均現身投資榜。2018年3月2020年2021年上汽集團上海瀚薪上海瀚薪科技有限公司是一家致力于研發與生產第三代寬禁帶半導體功率器件及功

98、率模塊的高科技企業。英飛凌合資成立據彭博社報道，上汽正在探索如何確保其碳化硅芯片供應途徑，包括與零組件制造商組建合資企業。尚頎資本旗下市場化私募股權投資平臺共同出資5億上汽英飛凌汽車功率半導體（上海）有限公司投資A+輪積塔半導體積塔是國內領先車規級芯片及SiC功率器件生產企業該投資助力積塔半導體加快IGBT和SiC功率器件等的研發進程，推動汽車核心芯片自主可控。比亞迪半導體投資A輪上汽產投投資2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車4吉利2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況79Smart精靈#1是由奔馳和吉利共同設計研發的純電動小SUV，設計來自奔馳，而技術源于吉利，基于吉利SEA

99、 浩瀚架構打造。芯聚能碳化硅主驅模塊成功登陸smart精靈#1量產車，成為國內第一批由第三方提供的，進入量產乘用車的碳化硅主驅模塊。芯聚能的碳化硅模塊和使用芯聚能碳化硅模塊的控制器均已進入量產狀態（SOP）。百公里加速度6.7秒碳化硅主驅模塊電機峰值扭矩為343Nm純電續航560kmSmart精靈#1性能參數電機類型永磁同步電機系統綜合最大功率（K.W）200系統綜合最大扭矩（N.M）343NEDC綜合工況純電續航里程（KM）535-560電池容量（KWh）15030%-80%快充電量時間0.5h0-100KM加速時間（s)6.7相關指標2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車4吉利

100、2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況80隨著碳化硅等功率器件技術和產能逐漸完善，毫無疑問的是，吉利在國際主流碳化硅產品的供應基礎上，繼續不斷完善本土化采購對吉利的新能源汽車版圖更為有利。吉利汽車宣布采用羅姆 SiC 器件。吉利將利用羅姆的先進 SiC 功率解決方案，開發高效電控系統和車載充電系統，以延長電動汽車的續航里程，降低電池成本并縮短充電時間。吉利將在目前處于開發階段的純電動汽車（EV）的核心系統中采用羅姆生產的新一代半導體，另外雙方今后還將在該領域推進共同開發。2021年5月17日2021年8月2021年10月未來吉利與芯聚能半導體、芯合科技等，合資成立了廣東芯粵能半導體有限公司布局

101、車規級功率半導體，與芯聚能產業鏈上下形成聯動。在“智能吉利2025大會”上，宣布將于2023年量產自研自產的碳化硅高功率芯片。正式發布了“雷神動力”E驅包含400V和800V架構，而800V電驅包含基于碳化硅的控制器和高效油冷電機，綜合效率超92%，最大功率超475千瓦，可實現百公里加速低于3秒。采用SiC 器件自研自產碳化硅&800V電驅成立廣東芯粵能半導體吉利曾在對外IPO招股書中提到，吉利汽車通過將第三代半導體碳化硅材料運用于功率器件，將整車電壓平臺提升至800V整車800V2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車5小鵬汽車2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況81小鵬是國內第

102、一家采用800V碳化硅平臺的車企，是國內“第一個吃螃蟹的人”。2021年11月19日，小鵬汽車對外正式發布 SUV新車型小鵬G9，這是國內第二款采用碳化硅的量產車型，也是國內基于首款碳化硅800V平臺的量產車型。小鵬汽車將功率器件列為公司下一步要提升的方向，也非常關注SiC模塊的國產化。性能參數電機類型/系統綜合最大功率（K.W）230系統綜合最大扭矩（N.M）717NEDC綜合工況純電續航里程（KM）最高706KM電池容量（KWh）100增加200KM續航充電量時間5min0-100KM加速時間（s)3.7s-3.9s電機最大輸出功率（KW）480800V高壓SiC平臺小鵬G9小鵬汽車電控團

103、隊到訪廣東省大灣區集成電路與系統應用研究院，表達了對SiC功率半導體未來前景的看好。2020年11月11日 小鵬還戰略投資了碳化硅襯底制造商天岳先進，進一步推進與SiC產業鏈伙伴的合作。2022年 國內碳化硅（SiC）功率半導體和芯片解決方案提供商上海瞻芯電子科技有限公司獲小鵬汽車獨家投資。瞻芯電子已成為中國第一家自主開發并掌握6英寸SiC MOSFET和SBD工藝，以及SiCMOSFET驅動芯片的公司。瞻芯陸續在車規級高電壓、低電阻SiC MOSFET器件上的突破，圍繞以SiC應用為核心的Turn-key芯片方案供應商戰略，穩步推進SiC IDM的戰略轉型，即將打通從設計到生產的閉環。202

104、2年2月16日相關指標2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車6東風汽車2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況82有著“國字號”光環的東風汽車，在汽車功率半導體，尤其是碳化硅領域，也有相應的布局，以解決功率半導體器件“卡脖子”問題。性能參數系統組成超級快充系統、超低系統能耗、高性能電池、SiC電驅總成無線充電電驅效率+5%工況效率91%續航能力+5%充電效率92.3%充電速率充電10分鐘，續航400公里整車高性能電池搭載4C電芯嵐圖中央智慧大腦OIB展示東風汽車先后成立了智新半導體和智新科技。其中，智新半導體是與中車時代合資成立的，旨在實現IGBT核心資源自主掌控，可以說是東風公司發

105、展新能源汽車的主陣地。2019年 智新科技股份有限公司CTO周海鷹提到，其800V碳化硅電控方案將即將展出，而模組封測線正是與中車時代合資建設的智新半導體公司。據悉，智新半導體三期項目將研發、生產更高級的碳化硅IGBT模塊。2020年6月相關指標嵐圖高性能電池嵐圖800V-SiC電驅總成嵐圖800V高電壓系統及OIB-中央智慧大腦展示東風的高端汽車品牌嵐圖展示了自研800V高電壓平臺及超級快充技術2019年9月超級快充峰值電流600A應用碳化硅產品電機峰值扭矩為750Nm超長續航802km機甲龍百公里加速度3.7秒 前后高性能永磁同比電機 800V超充，解決續航焦慮 國內800V唯二玩家之一

106、超級快充，超長續航，50萬以上高性能跑車2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況長城汽車全新品牌沙龍汽車旗下的首款車型-機甲龍，也引進了800V高壓技術，支持800V超級快充，峰值電流高達600A，充電10分鐘，即可實現CLTC續航401公里。該款車型已應用了碳化硅產品，據悉，長城汽車后續的系列車型也將規?；膽锰蓟璁a品。7長城汽車相關指標性能參數電機類型前后永磁同步電機系統綜合最大功率（K.W）400系統綜合最大扭矩（N.M）750（CLTC)續航里程（KM）802電池容量（KWh）充電10min續航401KM，15min續航545KM快充

107、電量時間充電10min續航401KM，15min續航545KM0-100KM加速時間（s)3.72.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車7長城汽車2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況84可以預見的是，吉利汽車、長城汽車等自主品牌垂直切入、參投國內第三代半導體廠商以綁定產能，本土化采購漸成趨勢。長城汽車也同樣重視碳化硅產業上下游、器件應用的布局。2021年12月29日，長城汽車入股SiC襯底企業同光股份的消息獲得了業界的廣泛關注。2021年9月，同光股份的“年產10萬片SiC單晶襯底項目”已投入運行。未來，同光股份還規劃建設2000臺SiC晶體生長爐生長基地和加工基地，SiC單晶襯底

108、年產能將可達60萬片。2021年6月2021年12月16日2021年12月29日未來五年，長城汽車的累計研發投入達到1000億元，而碳化硅等核心技術正是他們的戰略發展方向。入股同光股份長城“2025戰略”長 城 汽 車 也 在 花 巨 資 采 購 SiC 逆 變 器 2021年12月16日，緯湃科技官微宣布，他們與長城汽車簽訂了高壓逆變器供貨協議，總金額高達數十億人民幣。根據協議，緯湃科技將為長城汽車旗下中高端電氣化平臺配套新一代高壓逆變器，可根據客戶需求適配不同功率、不同模塊（硅基/SiC）的應用。采購SiC逆變器 2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車8廣汽2.2.1.6 車企

109、在碳化硅的布局情況85“超1000公里續航純電車”AION LX PLUS，其“四合一”電驅系統由兩組永磁同步電機和兩個不同速比的減速器、電機控制器高度集成而來，采用同軸向布置在車輛后橋。廣汽埃安擁有800V大功率充電模塊，最高電壓為1000V，充電樁功率輸出不低于480kW，并可升級到600kW。百公里加速度3.9秒SiC 800V大功率充電模塊電機峰值扭矩為700Nm綜合工況續航1008kmAION LX PLUS性能參數電機類型兩擋雙電機“四合一”集成電驅系統（永磁同步電機）系統綜合最大功率（K.W）180-360系統綜合最大扭矩（N.M）350-700NEDC綜合工況純電續航里程（KM

110、）600-1008電池容量（KWh）83.3-144.4快充電量時間SOC從零到80，充電8min0-100KM加速時間（s)3.9-7.9相關指標“四合一”電驅系統由兩組永磁同步電機和兩個不同速比的減速器、電機控制器高度集成而來，采用同軸向布置在車輛后橋。在充電倍率6C下，SOC從零到80，所需充電時間為8分鐘，SOC從30到80，所需充電時間僅為5分鐘 相比同級別動力單元體積減少30%，重量減輕25%電機驅動效率高達90%輪端扭矩高達6100Nm2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車8廣汽2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況86廣汽集團非常關注碳化硅領域的發展，并積極尋找優秀

111、的碳化硅功率器件供應商。2021年9月2021年11月2022年廣汽集團上海瀚薪科技潤峽招贏從事碳化硅、IGBT等零部件的研發和生產。旗下市場化私募股權投資平臺瞻芯電子投資基本半導體投資C輪廣汽資本藍海華騰廣汽零部件子公司合資公司碳化硅芯片企業。SiC頭部企業進一步推動碳化硅功率器件的研發進度以及制造基地的建設，著力加強在新能源汽車及光伏發電領域的市場拓展碳化硅技術廠商中車時代半導體投資合資成立2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車9北汽新能源2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況87北汽在碳化硅領域布局已久。20162018201912月，北汽新能源與中車時代簽署戰略協議，重點圍

112、繞IGBT模塊、碳化硅等技術進行合作。據湖南日報報道，中車時代電氣擁有目前國際SiC（碳化硅）芯片生產線的最高標準。8月，搭載碳化硅電機控制器的北汽新能源實車在吐魯番完成夏季高溫試驗。10月，北汽投資的北京安鵬行遠新能源產業投資中心（有限合伙）也投資了SiC半導體企業上海瞻芯電子科技。投資瞻芯電子戰略協議北汽新能源就開始了對SiC控制器的開發，北汽新能源也是國內最早整車搭載SiC材料控制器并進行量產的企業之一，主要應用于車載OBC及DC-DC中。12月，北汽產投成為國內領先的SiC功率器件設計公司森國科的股東。202020213月，飛锃半導體獲得北汽集團等機構上億元的戰略投資5月，北汽產業投資

113、基金，參與完成同光半導體數億元D輪融資。5月，昕感科技已經完成了天使輪投資，投資方包括北汽產業投資等。據悉，昕感科技是一家SiC功率器件及模組廠商。11月，北汽第四代自主碳化硅電機控制器（MCU）開發成功，并正式應用于新項目整車開發。自主碳化硅電機控制器（MCU）滿足功能安全最高等級和ASPICE LEVEL3等級，達到國內最高安全等級。第四代自主碳化硅電機控制器（MCU）年初開發出了第一臺完全自主開發的SiC電機控制器樣機。北汽就搭載了基本半導體等企業的碳化硅二極管，進行了“極限高溫”和“極限低溫”測試SiC 電控投資森國科2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車10一汽集團2.2

114、.1.6 車企在碳化硅的布局情況88國內外車企都深諳800V高壓快充是里程焦慮的“破局者”之道，而“SiC+800V”這套組合拳在現在看來也是趨勢。據了解，一汽的紅旗轎車目前已經對碳化硅進行裝車測試。20212019一汽與美國ACP、億馬先鋒成立協同創新實驗室，將開展碳化硅技術等研究。一汽領投1億元，成為億馬先鋒的第二大股東。億馬先鋒生產的SiC模塊產品正在歐洲戴姆勒公司進行測試，其IGBT和碳化硅IPU產品也已先后在一汽、中車、東風等整車企業進行了項目匹配。SiC模塊測試創新實驗室2020未來一汽集團合資企業蘇州億馬半導體的碳化硅模塊項目正式投產，一期投資 2 億元，年產30萬個模塊。億馬半

115、導體投產未來將開發800V碳化硅系統，未來幾年，紅旗車型將正式采用碳化硅器件。800V碳化硅系統上車2.2.1 碳化硅產業下游應用市場分析：新能源汽車11理想汽車2.2.1.6 車企在碳化硅的布局情況89理想汽車創始人、董事長兼CEO李想曾表示，碳化硅電驅系統是理想汽車高壓純電平臺的四個核心技術之一。在超級快充技術和碳化硅電驅方面，理想正在自研480千瓦級別的超充平臺，其中包括整車850V以上的變壓平臺，以及基于碳化硅的電驅動系統等。理想汽車與國內半導體龍頭企業三安光電共同出資組建蘇州斯科半導體有限公司，主要專注于第三代半導體碳化硅車規芯片模組的研發及生產。理想汽車三安光電蘇州斯科半導體國內半

116、導體龍頭企業主要從事新能源汽車SiC芯片和模塊的研發項目將于2022年6月中旬啟動廠房建設，年內竣工后進入設備裝調預計2023年5月啟動樣品試制2024正式投產后，將逐步形成年產240萬只半橋生產能力合資成立四川理想智動科技有限公司該公司的成立或意味著，理想汽車可能正在布局汽車芯片設計，并且未來在旗下車型上用上自研芯片。至于造什么芯，SiC芯片有一定的可能性，同時也能造自動駕駛芯片。投資成立2.2.2 碳化硅產業下游應用市場分析：直流充電樁2.2.2.1 直流充電樁整體市場空間分析1直流充電樁優勢明顯充電技術交流充電樁直流充電樁無線充電電壓220V380V無電功率7kW60kW等無充滿電時間8

117、-10小時20-90分鐘7-8小時適用車型乘用車全部車型小型車、公交車安裝地點小區停車場集中式充電站集中式充電站優點成本低時間短操作簡單直流充電樁俗稱“快充”，輸入電壓為380V，充電功率高達60kW，極大縮短充電時間?？梢暂^大程度上緩解新能源汽車出行的“充電焦慮”2新能源汽車快速發展帶動充電樁需求上升33.150.777.7125.6120.6136.7147.8-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%02040608010012014016020152016201720182019202020212014-2021年7月中

118、國新能源汽車銷量銷量(萬輛)增速新能源汽車預計2025年滲透率超過20%。充電樁作為新能源汽車充電關鍵基礎設施，需求將隨新能源汽車產業發展而上升數據來源：華經產業研究院902.2.2 碳化硅產業下游應用市場分析：直流充電樁2.2.2.1 直流充電樁整體市場空間分析3充電樁車樁比分析47.844.843.813.543.52.930123456789201520162017201820192020中國2015-2020車樁比變化趨勢中國車樁比車樁比=新能源汽車保有量/充電樁保有量。我國車樁比自2015年來逐漸降低，但距離1:1的目標還有較大空間，說明充電樁數量還有望繼續增長政策利好充電樁行業發展

119、時間文件名稱主要內容2016關于加快居民區電動汽車充電基礎設施建設的通知分批在京津冀魯、長三角、珠三角等地重點城市開展試點示范。規范新建居住區充電設施建設，加強現有居民區設施改造。2016關于統籌加快推進停車場與充電基礎設施一體化建設的通知鼓勵引導有實力的停車場管理企業及充電服務企業開展停車充電一體化項目建設運營。到2020年,居住區停車位、單位停車場、公交及出租車場站、公共建筑物停車場、社會公共停車場、納入國家充電基礎設施專項規劃的高速公路服務區等配建的充電基礎設施或預留建設安裝條件的車位比例明顯提升,有效滿足電動汽車充電基本需求。2017加快單位內部電動汽車充電基礎設施建設到2020年，公

120、共機構新建和既有停車場要規劃建設配備充電設施(或預留建設安裝條件)比例不低于10%;中央國家機關及所屬在京公共機構比例不低于30%;在京中央企業比例力爭不低于30%。2018提升新能源汽車充電保障能力行動計劃力爭用3年時間大幅提升充電技術水平,提供充電設施產品質量,加快完善充電標準體系,全面優化充電設施布局,顯著增強充電網絡互聯互通能力,快速升級充電運營服務品質,進一步優化充電基礎設施發展環境和產業格局。2019關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知2019年6月25日后地方財政不再對新能源汽車(新能源公交車和燃料電池汽車除外)給予購置補貼，轉為用于支持充電(加氫)基礎設施“短板”

121、建設和配套運營服務等方面。2019綠色出行行動計劃 完善行業運營補貼政策，加大對充電基礎設施的補貼力度，將新能源汽車購置補貼資金逐步轉向充電基礎設施建設及運營環節，推廣落實各種形式的充電優惠政策。數據來源：華經產業研究院912.2.2 碳化硅產業下游應用市場分析：直流充電樁2.2.2.2 碳化硅在直流充電樁的應用優勢1材料優勢回顧物理特性4H-SiCSi帶隙3.261.12擊穿電場20.25熱導率3.41.5理想本體遷移率800/1151400/450電子飽和速度2e71e7高帶隙和高擊穿電場：相同材料厚度下，耐壓等級更高高熱導率：碳化硅器件熱阻更小低理想本體遷移率：碳化硅器件導通電阻更小高電

122、子飽和速度：開關速度更快2直流充電樁技術原理及碳化硅應用優勢：直流充電樁簡化電路圖1、三相交流380V輸入電壓2、兩路維也納AC/DC電路3、經過AC/DC后，轉為800V直流電4、兩路全橋LLC DC/DC電路，輸出250-950V直流電，供新能源汽車充電922.2.2 碳化硅產業下游應用市場分析：直流充電樁2.2.2.2 碳化硅在直流充電樁的應用優勢2直流充電樁技術原理及碳化硅應用優勢1、三相交流380V輸入電壓2、AC/DC電路3、經過AC/DC后，轉為800V直流電4、兩路全橋LLC DC/DC電路，輸出250-950V直流電，供新能源汽車充電AC/DC電路相關器件：開關晶體管、整流二

123、極管開關晶體管關鍵指標：開關速度碳化硅器件優勢：開關頻率更大可用器件：SiC MOS整流二極管關鍵指標：開關損耗碳化硅器件優勢：可降低開關損耗具體舉例：相比目前器件FRD（超快恢復二極管1200V 40A），英飛凌1200V CoolSiC SBD 20A的正向電流壓差更小，反向恢復能量更低，可以大大提高整流電路效率，整體可提升0.5%左右DC/DC電路相關器件：開關晶體管關鍵指標：開關管的導通損耗碳化硅器件優勢：導通電阻低，大大降低導通損耗具體舉例：英飛凌SiC MOSFET與Si MOSFET相比，導通電阻更小，使電路的電流有效值降低，最終導通損耗大大減小，整體效率可提升0.3%左右932

124、.2.2 碳化硅產業下游應用市場分析：直流充電樁2.2.2.3 直流充電樁碳化硅需求分析2.83.13.33.74.14.54.91315.818.723.63038.649.721.426.232.840.850.76480.3010203040506070809020212022202320242025202620272021-2027全球充電樁的碳化硅器件市場規模預測（百萬美元）分立晶體管碳化硅模組分立二極管數據來源：Yole根據Yole預測，至2027年全球充電樁的碳化硅器件市場規模為1.35億美元，對應CAGR為24%。與之相比，新能源汽車的碳化硅器件市場規模接近50億美元，對應CA

125、GR為39%。942.2.3 碳化硅產業下游應用市場分析：光伏逆變器2.2.3.1 光伏逆變器介紹與市場空間光伏逆變器（PV Inverter）可以將光伏（PV）太陽能板產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電，從而反饋給商用輸電系統，或供離網的電網使用集中型逆變器組串型逆變器戶用逆變器此類逆變器的光伏逆變方式是將光伏電池在陽光照射下生產的電流進行串聯，通過逆變器將直流電轉換為交流電。其優點在于功率大、穩定性強、便于管理和維護；缺點在于MPPT電壓范圍較窄，無法實現對每一路組件的運行條件進行監控；組件配置復雜、占地面積大。此類逆變器將光伏組件產生的直流電轉變為交流電，經過匯總后進行升壓與并網。其

126、優點在于功率較小，MPPT電壓范圍寬，不受陰影、雨霧天氣遮擋影響，且體積較小，安裝靈活。缺點是逆變器與元器件數量多，系統監控難度大以及穩定性較差。此類逆變器功率小于1000瓦，將陽光照射生成的直流電進行串聯，通過微型逆變器將直流電逆變為交流電接入電網。其優點在于可對單獨組件進行獨立MPPT控制，可提高整體效率，缺點在于交流側連線復雜性較高，且總效率低于組串型逆變器。500-2500kW應用于大型廠房、電站3-60kW各類光伏電站1kW以下戶用用途952.2.3 碳化硅產業下游應用市場分析：光伏逆變器2.2.3.1 光伏逆變器介紹與市場空間8438831.25%45.24%38.46%17.59

127、%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%45.00%50.00%0501001502002503003504004502016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025光伏逆變器出貨量（GW）增速近年來全球光伏逆變器出貨量持續增長，預計2025年全球光伏逆變器出貨量將達到388GW2016-2025全球光伏逆變器出貨量及增速預測數據來源：碳化硅芯觀察在光伏市場的政策引導和驅動下，中國光伏發電裝機容量的增長與集中式電站、分布式光伏電站的規模擴張可直接推動光伏逆變器需求，行業規模有望于

128、2025年達到206億元4150576268741011301732060501001502002502016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025中國光伏逆變器市場規模(億元)CAGR19.6%2016-2025中國光伏逆變器市場規模預測數據來源：頭豹研究院962.2.3 碳化硅產業下游應用市場分析：光伏逆變器2.2.3.2 光伏逆變器技術原理與碳化硅器件優勢DC-DC轉換器：半橋LLC電路光伏面板SBDMOS22儲能電池包DC-AC逆變器：PWM電路SBDMOS光伏電網972.2.3 碳化硅產業下游應用市場分析：光伏逆變器2.2.3.2

129、光伏逆變器技術原理與碳化硅器件優勢1光伏逆變器：逆變電路簡單原理在光伏中的逆變電路基本原理與新能源汽車的DC/AC逆變器類似。在電路中，涉及功率器件的部分主要是逆變橋上的開關晶體管，通過控制四個晶體管的閉合和斷開，將直流電不斷切換方向，形成交流電。目前逆變橋上的開關晶體管主要采用IGBT982.2.3 碳化硅產業下游應用市場分析：光伏逆變器2.2.3.2 光伏逆變器技術原理與碳化硅器件優勢2碳化硅器件優勢傳導損耗低：開關管閉合時，主要出現傳導損耗，兩者差距不明顯，碳化硅MOSFET略有優勢關斷損耗低：相比IGBT，碳化硅MOSFET不存在拖尾電流，關斷損耗大幅降低傳導與關斷損耗低提高電路效率并

130、降低成本導熱率低：IGBT的導熱率相對高，散熱一直是IGBT設計中的重點。相比之下碳化硅MOSFET導熱率低，一方面可以減少熱管理成本，另一方面可以搭載更高頻緊湊的控制器，實現功能提升40kHZ的SiC MOSFET和16kHZ的IGBT，溫升相同的情況下，功耗下降了40%，系統尺寸更小，效率提高50%以上。不僅提高效率，還可以降低尺寸、重量992.2.3 碳化硅產業下游應用市場分析：光伏逆變器2.2.3.3 我國光伏領域對6寸碳化硅晶圓的需求預測40.7156.1475.0589.03110.39132.3337.90%33.68%18.63%23.99%19.87%0.00%5.00%10

131、.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%05010015020025030035040045020202021E2022E2023E2024E2025E全球、國內光伏逆變器新增裝機量預測全球光伏逆變器新增裝機量(GW)國內光伏逆變器新增裝機量(GW)國內增速根據IHS Markit預測得出全球光伏逆變器新增裝機量，根據中國光伏產業配套供應鏈發展論壇數據，得出國內需求占全球比重在2021年為30.02%，預計2022年達到33.96%，假設2023-2025年占比為33%。根據全球新增裝機量預測及中國需求占比預測，得到中國2020-2025年光伏逆變器新增

132、裝機量預測1002.2.3 碳化硅產業下游應用市場分析：光伏逆變器2.2.3.3 我國光伏領域對6寸碳化硅晶圓的需求預測基于IHS Markit數據，得到2021-2025年國內光伏逆變器新增裝機量的預測；基于前瞻產業研究院，光伏逆變器主要可以分為組串式逆變器和集中式逆變器，根據CIIA數據，可以得到2021-2025年兩種光伏逆變器的占比，以及價格；根據CASA預測碳化硅在光伏逆變器中的滲透率在2021-2025年分別為15%、20%、30%、36%、40%；測算結果：結合上述數據與假設，預計2025年國內光伏逆變器碳化硅市場規模為33.88億元人民幣；2021202220232024202

133、5國內光伏新增裝機量(GW)56.1475.0589.03110.39132.33組串式逆變器占比60%65%65%70%70%組串式逆變器價格(元/W)0.430.410.390.380.37集中式逆變器占比40%35%35%30%30%集中式逆變器價格(元/W)0.240.230.220.210.20光伏逆變器均價(元/W)0.350.350.330.330.32碳化硅滲透率15%20%30%36%40%碳化硅價值量20%20%20%20%20%光伏碳化硅市場規模(億元)5.89 10.51 17.63 26.23 33.88 1012.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理電源管理

134、芯片：屬于模擬芯片，負責電子設備的電能供應，負責電子設備所需的電能變換、分配、檢測等管控功能。電源管理芯片可劃分為AC/DC、DC/DC、驅動IC、保護芯片、LDO、負載開關、PMIC等。常見的電源：主要有兩大系列，分別是車載與通訊系列，以及通用工業與消費系列，前者使用的電源電壓一般為48V、36V、24V，后者使用的電源電壓一般在24V以下。1022.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.1 電源管理芯片市場規模根據觀研天下數據，2018年全球電源管理芯片市場規模約為251億美元，受益于物聯網和5G時代，其應用領域不斷拓展、需求不斷增加，預計2026年市場規模將擴張至550

135、億美元，其中DC-DC、LDO、PMIC等品類規模占比較高。190210230251550010020030040050060020152016201720182026市場規模CAGR=9%全球電源管理芯片市場規模(億美元)13.94%13.12%11.82%9.27%8.35%7.86%6.18%29.45%標準電源管理集成芯片(PMICs)DC/DC轉換器(集成mosfet)其他電源類芯片低壓差線性穩定器(LDOS)電池管理芯片(BMICS)定制電源管理集成芯片(PIMCS)2021年電源管理芯片各品類規模1032.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.2 電源管理芯片應

136、用領域電源管理芯片下游應用領域包括移動和消費電子、工業控制、汽車、電信與基建等。其中，移動與消費電子的占比最大，隨著消費電子品類的增多以及新能源汽車的發展，應用于消費電子與汽車領域的電源管理芯片占比有望繼續提升。電源管理芯片應用領域全球電源管理芯片應用情況51%16%13%8%9%3%移動和消費電子工業計算機汽車和軌道交通電信和基建醫用1042.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.2 電源管理芯片應用領域：新能源汽車車規級芯片新能源汽車中，電源管理芯片應用于內部芯片供電以及動力電池系統充放電。充電樁中使用大電壓DC/DC和AC/DC產品。競爭格局：車用芯片要求較高，需要通過

137、車規級認證，目前擁有車規級電源管理芯片生產能力的國產廠商比較少，國際領先廠商主要是TDK(日本)、博世(德國)等。1367315 3520545 國內新能源汽車銷量(輛)國內新能源汽車銷量(輛)1052.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.2 電源管理芯片應用領域：工業及基建智能電表智能電表：在智能電表中，電源管理芯片主要負責調節電壓電流，為內部芯片供電。在國家推動電網智能化的趨勢下，智能電表覆蓋率不斷提升，相關芯片用量也有所增加。市場規模概覽：電表更換周期通常為8年，2009年國家電網發布智能電網規劃，大規模安裝智能電表，2018年起智能電表將迎來替換周期，根據方正證券，

138、預計未來3-5年內智能電表招標總量將超過3億只。國家電網智能電表招標量(萬只)1062.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.2 電源管理芯片應用領域：工業及基建通信基站通信基站應用領域：受益于5G的快速發展和普及，通信基站有望為電源管理芯片市場帶來新增量。5G基站主要包括宏基站和小基站，宏基站覆蓋半徑大，小基站靈活精確、易于部署。根據前瞻產業研究院，未來5年內我國將建成宏基站近400萬座。根據JP Morgan，每個宏基站的電源管理芯片成本約為50-100美元。同時根據SCF預測，2025年全球小基站需求量將增長到7000萬個，未來小基站電源管理芯片市場規模有望超過1.5億

139、元人民幣。中國新建5G宏基站數量以及電源管理芯片市場規模2.683.95.364.142.932.190123456020406080100120202020212022202320242025新建5G基站數量預測(萬座)相關領域電源管理芯片市場規模預測(億元)華為5G小基站主要零部件成本拆解1072.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.2 電源管理芯片應用領域：消費電子5G手機國內5G設備出貨量上升趨勢明顯：5G商用以來，國內5G手機出貨量不斷上升，2021年4月中國5G手機出貨量2142萬臺，較去年同期增長近10倍。5G手機兼容2、3、4G，射頻前端芯片用量大增，帶動電

140、源芯片出貨增長。5G功耗較大帶動快充領域興起：5G功耗較大，帶動快充AC/DC、DC/DC、電荷泵芯片出貨增長。27281507 2750 2142 1673 2000 2300 1700 1500 2700 2900 2700 2632 1137 1619 1459 1774 05001000150020002500300035005G手機每月出貨量5G手機每月出貨量1082.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.2 電源管理芯片應用領域：消費電子TWS耳機音頻傳輸設備：在音頻傳輸設備中，電源芯片主要為內部芯片供電以及驅動音頻功放，應用領域包括TWS耳機(智能藍牙無線耳機)

141、以及藍牙音箱設備等。TWS耳機市場規?？焖僭鲩L，2016-2019年市場規模從16.1億美元增長至118.4億美元，2024年有望達到420.9億美元。作為TWS耳機及充電倉的重要組成部分，電源管理芯片受益明顯。TWS耳機趨勢：消費者對TWS的長續航、智能化的要求，也將使其對電源管理芯片的要求提高，電源管理芯片在TWS耳機的成本占比有望提升。2016-2024年TWS耳機市場規模16.171.798.1118.4167.4245.5324.8391.9420.901002003004005002016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024藍牙設備出貨量

142、Airpods充電倉拆解圖1092.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.2 電源管理芯片應用領域：消費電子TWS耳機TWS耳機兩大陣營：TWS耳機主要分為蘋果陣營和安卓陣營。其中蘋果Airpods系列TWS耳機大部分電源管理芯片都來自于德州儀器(TI)，國內廠商切入機會比較小。安卓TWS耳機的品牌則比較多，包括華為、小米、漫步者等多家國內廠商，且國內廠商市占率比較高，相關芯片國產化的機會相對較大。國內電源管理芯片廠商：在安卓TWS陣營中，鈺泰、圣邦微、矽力杰、韋爾等廠家的電源管理芯片已經在安卓TWS耳機中被廣泛應用。隨著安卓TWS出貨量及市占比逐漸提升，該領域為電源管理芯片

143、帶來巨大國產替代空間。安卓及蘋果TWS耳機出貨量對比(萬副)趨勢：安卓TWS耳機出貨量逐年提升，給國內TWS耳機廠商以及相應電源管理芯片廠商帶來較大發展空間1102.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.2 電源管理芯片應用領域：消費電子音箱藍牙音箱：藍牙音箱使用的電源管理芯片包括LDO、DC/DC等，主要用于充電、為內部芯片供電以及驅動音頻功放等方面。藍牙音箱出貨量：根據藍牙技術聯盟，2020年全球藍牙設備出貨量4億臺，預計2025年出貨量將超過6億臺，藍牙設備主要分為普通藍牙音箱、智能音箱和藍牙耳機等品類，普通藍牙音箱主打音質，智能音箱主打人機交互體驗。根據IDC數據，2

144、020年我國智能音箱出貨量3676萬臺。全球藍牙設備出貨量(億臺)44.54.95.45.96.402468202020212022202320242025藍牙設備出貨量367642004700010002000300040005000202020212022中國智能音箱出貨量中國智能音箱出貨量(萬臺)1112.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.2 電源管理芯片應用領域：消費電子快充快充緩解“充電焦慮”：多攝像頭、高刷屏幕、5G射頻使耗電量大增，在電池容量難以實現革命性突破的情況下，快充成為緩解續航焦慮的首選方案。5W充電器通常使用肖特基二極管整流，而快充更多會使用次級同

145、步整流，多使用一顆AC/DC芯片?？斐漕^應用領域：快充頭主要終端應用為手機、平板、筆記本。預計2023年手機、平板、筆記本總銷量為17.43億臺，2020-2023年復合增長率為3.31%?？斐漕^市場規模預測：一方面，各大手機品牌取消附贈充電頭，將新增快充頭單件銷量；另一方面，手機、平板和筆記本出現了統一Type-C接口的趨勢，不必要一臺設備配一個充電頭，預計2023年手機、平板和筆記本電腦與充電器的出貨比例降低為1：0.8，快充充電頭銷量為13.94億個，預計充電頭AC/DC芯片市場規模為8.36億美元。全球手機、平板、筆記本出貨量(億臺)1122.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管

146、理2.2.4.3 電源管理芯片中的碳化硅替代空間功率MOSFET是電源管理芯片的核心器件之一：電源的開關管主要使用的是MOSFET，功率MOSFET能輸出較大的工作電流，功率MOSFET主要包括兩種類型，N溝道MOSFET和P溝道MOSFET。N溝道MOSFET：漏極D接正極，源極S接負極，柵極G正電壓時導電溝道建立，N溝道MOSFET開始工作。主要應用于AC/DC電源、DC/DC轉換器、逆變器設備。P溝道MOSFET：漏極D接負極，源極S接正極，柵極G負電壓時導電溝道建立，P溝道MOSFET開始工作。用于負載開關、高邊開關等。N溝道MOSFETP溝道MOSFET1132.2.4 碳化硅產業下

147、游應用市場分析：電源管理2.2.4.3 電源管理芯片中的碳化硅替代空間：消費級快充快充市場迅速滲透：從手機出發，快充技術逐步覆蓋到了平板電腦、筆記本電腦、顯示器、新能源汽車、電動工具、IoT設備等七大市場。市場領域出貨量(2020年)智能手機12.9億平板電腦1.6億筆記本電腦2.35億顯示器1.37億新能源汽車0.03億電動工具4.9億IOT設備8.54億總計44.1億全球快充分領域出貨量(億臺)12.91.62.351.370.034.98.5444.1銷售額智能手機平板電腦筆記本電腦顯示器新能源汽車電動工具IOT設備總計1142.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.3

148、 電源管理芯片中的碳化硅替代空間：消費級快充充電器市場規模逐年提升，快充市占率逐漸提高：根據BCC Research的數據，快充充電器在充電器市場中的滲透率有望從2017年的20.2%提升至2022年的24%。未來隨著5G手機的普及，手機能耗加大，“充電焦慮”問題將進一步推升快充充電器的市場占有率。61.9468.4286.8815.4817.2727.43050100150201620172022充電器市場規模(億美元)普通充電器(億美元)快速充電器(億美元)80%79.80%76%20%20.20%24%0%20%40%60%80%100%120%201620172022兩類充電器市場份額

149、(億美元)普通充電器(%)快速充電器(%)1152.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.3 電源管理芯片中的碳化硅替代空間：消費級快充碳化硅器件在消費電子領域的應用：由于碳化硅晶圓相比硅晶圓成本高昂，最先主要是進入了新能源汽車、光伏等領域，在消費電子領域應用不多。但近年來隨著USB PD快充技術的普及，大功率快充電源市場逐漸興起，碳化硅二極管在這部分市場中開始滲透。碳化硅應用優勢：在大功率快充電源產品中，碳化硅二極管搭配氮化鎵功率器件，可以將PFC級的工作頻率從100kHZ提升到300kHZ，減小升壓電感體積，實現高功率密度的設計，同時產品效率大幅提升?？斐漕^領域SiC二極

150、管相比Si二極管的優勢反向恢復時間短：硅二極管反向恢復電流的峰值高，有的甚至會數倍于正向電流，這不但會增加二極管的損耗，也會引起較大的EMT（電磁干擾），相比之下碳化硅二極管沒有反向恢復電流，恢復時間更短。擊穿電場強度更高：SiC的臨界擊穿場強是Si的10倍左右，這意味著SiC具有更高的電壓耐受，耐壓等級可達到3300V以上，適用的場合更廣泛，在相同功率下SiC的尺寸可以做到更小。另外器件的導通電阻更小，高壓損耗低。導熱率高，工作溫度高且壽命更長：硅管在150175之后，可靠性和性能指標明顯下降。SiC二極管的性能基本不受結溫的影響，最高工作溫度175依舊可以可靠運行，因此穩定性更高，維護成本

151、降低。高飽和電子漂移速率：SiC材料的飽和電子漂移速率是Si材料的2倍，使碳化硅器件的工作頻率更高。1162.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.3 電源管理芯片中的碳化硅替代空間：消費級快充已有公司在快充頭產品中應用碳化硅器件：美浦森、APS、泰科天潤等國產公司的碳化硅二極管已經開始應用于消費級快充頭產品中。Baseus 2C1A 120W 氮化鎵充電器 GaN+SiC充電器在PFC整流電路中使用一顆來自APS的碳化硅二極管MOMAX 2A2C 100W 氮化鎵快充充電器采用美浦森的碳化硅SBD配合英諾賽科的氮化鎵開關管以及恩智浦PFC控制器REMAX 2A2C 100W

152、 氮化鎵快充充電器采用美浦森碳化硅SBD以及英諾賽科的氮化鎵開關管泰科天潤的碳化硅二極管多家客戶將泰科天潤的碳化硅二極管應用在快充領域1172.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.3 電源管理芯片中的碳化硅替代空間：智能電網傳統電網正在向智能電網轉變：智能化電網設備及更優良器件的應用，是實現其集智能、靈活、互動、兼容、高效等多功能于一體的關鍵。傳統硅基器件現狀：已在小功率電網領域實現了部分應用，但由于損耗大、體積大等缺陷，尚無法在高壓大功率的輸電領域展開應用。比如目前商用硅基IGBT的最大擊穿電壓僅為6.5kV，所有的硅基器件都無法在200以上正常工作，很大程度上降低了功率

153、器件的工作效率。碳化硅器件替代機會：碳化硅基功率器件能很好地解決這些問題，碳化硅功率器件關斷電壓最高達200kV和工作溫度高達600。碳化硅基功率開關由于具有極低的開啟態電阻，并且能應用于高壓、高溫、高頻場合，是硅基器件的理想替代者，另如果使用碳化硅功率模塊，與使用硅功率電源裝置相比，由開關損失引起的功率損耗可降低5倍以上，體積與重量減少40%，將對未來電網形態和能源戰略調整產生重大影響。寬禁帶高飽和電子漂移速率高熱導率高工作溫度耐高壓低損耗碳化硅器件有望在大功率電網領域替代硅基器件1182.2.4 碳化硅產業下游應用市場分析：電源管理2.2.4.3 電源管理芯片中的碳化硅替代空間：智能電網國

154、家電網的碳化硅替代方案：在國家電網公司科技項目支持下，國網智能電網研究院成功制備3300V/50A的碳化硅二極管芯片，正向導通壓降為2.5V，已先后在中國電科十三研究所、第五十五研究所以及中科院微電子所完成工藝驗證。國網智能電網未來規劃：計劃未來將繼續在碳化硅領域加大科研力度，計劃建設國內首條電力系統專用高壓碳化硅工藝中試線，開展1200V-20kV大功率碳化硅電力電子器件的研發。1192.2.5 碳化硅產業下游應用市場分析：工業領域2.2.5.1 工業領域軌道交通大幅應用，SiC優勢明顯碳化硅器件的優勢：軌道交通車輛中，牽引變流器是機車大功率交流傳動系統的核心設備，碳化硅器件的耐高溫、高頻和

155、低損耗的特性能夠提高牽引變流器裝置的效率，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。應用案例1東京地鐵：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。應用案例2小田急電鐵：2014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%。應用案例3深圳地鐵：2021年6月，我國株洲中車時代聯合深圳地鐵集團基于3300V等級高壓大功率Si

156、C MOSFET的高頻化應用自主開發了地鐵列車全碳化硅牽引逆變器，綜合能耗降低10%以上，中低速段噪聲同比下降5分貝以上，溫升同比降低40C以上。碳化硅器件在軌道交通領域的滲透率將逐漸提升1202.2.5 碳化硅產業下游應用市場分析：工業領域2.2.5.2 工業領域風力發電風力發電的原理：風力發電的原理是利用風力帶動風車葉片旋轉，捕獲風能并在風電變流器里變換成電能，最終不斷注入電網實現發電，功率器件是風機能量轉換的重要器件。碳化硅器件的優勢：碳化硅逆變器在節能、減小系統尺寸和成本方面優于硅基設備，風力發電系統需要盡可能減少功率損失來提高風能利用效率，因此這些性能至關重要。因此碳化硅逆變器可以為

157、風力發電等可再生發電系統提供電源變換和接入方案。成本優勢：硅基器件變流裝備的體積和重量大，導致占工程總成本30%的海上換流平臺造價高達10億元人民幣，但如果使用碳化硅器件，則可以使換流器體積重量減小一半以上，大幅降低平臺造價，促進遠海風電開發利用。我國風力發電現狀：我國風電機組產量全球領先，國家政策支持新能源發電發展。截至2021年11月，我國風電并網裝機容量已突破3億千瓦，風電機組產量已占據全球2/3以上的市場份額，同時我國對于風電等清潔能源的政策支持也將促進風電裝機量增加，例如國家能源局在2021年5月提出2023年風電、太陽能裝機容量達到12億千瓦以上的任務，將推動碳化硅應用市場的增長。

158、31.162.77591.4114.8129.7149163.7184.3210.1282.7300.20200400201020112012201320142015201620172018201920202021國內2010-2021風電裝機容量(GW)新增裝機量(GW)累計裝機量(GW)1212.2.6 碳化硅產業下游應用市場分析：5G通信2.2.6.1 5G通信驅動技術升級，GaN射頻器件逐步替代LDMOS射頻器件材料的主要類型：射頻器件的材料主要有GaAs、基于Si的LDMOS和GaN。LDMOS PA(功率放大器)的帶寬會隨著頻率的增大而減小，導致其僅在不超過3.5GHz的頻率范圍內

159、有效。GaAs PA是目前的市場主流，出貨占比在90%以上，但是器件功率較低，低于50W。射頻器件材料趨勢：隨著通訊頻段向高頻遷移，基站和通信設備需要支持高頻性能的PA，GaN射頻器件相比LDMOS和GaAs的優勢逐漸體現出來。GaN材料的優勢：相比GaAs，GaN有更高的功率密度和更高的截止頻率，可以實現器件的小體積化，在5G技術等尺寸受限的應用中，GaN-on-SiC將在高頻解決方案領域起主導作用。在低頻領域，GaN-on-SiC與LDMOS相比，在量產時能夠以同等成本結構提供更優異的性能，功率處理能力加強。GaN材料滲透率趨勢：當前業界的部分公司例如Macom和英諾賽科正在將低成本的Ga

160、N-on-Si應用在射頻器件上，隨著材料工藝的成熟和成本的下降，GaN在射頻市場的滲透率將持續上升，逐漸替代GaAs和LDMOS，預計2025年滲透率將達到50%以上。不同材料的功率和頻率第三代半導體材料GaN的滲透率逐漸上升1222.2.6 碳化硅產業下游應用市場分析：5G通信2.2.6.2 5G領域中GaN-on-SiC的發展空間GaN的材料優勢：5G基站對于射頻信號的峰值平均功率要求高，需要通過引進包絡跟蹤(ET)技術來維持PA的效率。該技術下5G的包絡帶寬高達100MHz，轉換器的開關頻率要求更高。傳統硅基器件的性能受到高損耗和低能效的影響，而GaN器件能夠達到更好的性能，從而逐漸被廣

161、泛應用。GaN-on-SiC的應用領域：遠程無線電頭(RRH)基站和5G大規模MIMO廣泛應用了GaN-on-SiC器件，例如華為、諾基亞和三星均在其5G大規模MIMO設施中采用了GaN技術。此外基于中國運營商之間的5G網絡共享協議，GaN-on-SiC也被5G sub-6 GHz有源天線系統(AAS)采用，從而部署更高效的天線類型。市場規模：根據CASA，全球移動通信基站射頻功率器件市場規模約10億美元，國內中興、華為、大唐的總需求約3-4億美元，GaN的滲透率約為8%-12%，空間較大且市場快速滲透。毫米波小基站大規模MIMO波束形成載波聚合高頻、高效高功率密度陣列天線小尺寸寬禁帶III/

162、V族器件(GaN/GaAs)III/V族器件(GaN/GaAs)GaNGaN123CONTENTS目錄第三代半導體碳化硅行業概覽碳化硅產業鏈分析產業鏈各環節介紹下游應用市場分析產業鏈供給端分析122.12.22.33投資分析和相關建議4附錄：功率半導體器件介紹2111244113237285目錄二、碳化硅產業鏈分析：下游應用市場與產業鏈供應一、第三代半導體碳化硅行業概覽三、投資分析和相關建議碳化硅產業鏈介紹：產業鏈及技術流程，各環節主要廠商，競爭格局、市場動態、技術突破碳化硅產業下游需求市場分析：新能源汽車、充電樁、光伏、電源管理、工業應用、5G碳化硅產業供給分析碳化硅半導體生產流程及產業鏈價

163、值拆解襯底環節分析：供需情況、產能供給趨勢、國內外差距、技術發展方向、可關注標的外延環節分析：競爭格局、可關注標的器件環節分析：全球競爭格局、國內外差距、未來發展趨勢、可關注標的碳化硅功率模塊：產品分類、應用優勢、主要布局公司情況碳化硅封裝環節：封裝類型、器件與模塊的封裝現狀、技術發展趨勢125代工廠商2.3 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅半導體生產流程及產業鏈價值拆解生產流程：從硅粉和碳粉，如何生成下游的碳化硅器件？高純硅粉/碳粉高純碳化硅粉原料均勻混合硅粉和碳粉去除痕量雜質特定晶型/顆粒度碳化硅顆粒按工藝配方吸附環境中殘余的反應微粉破碎/篩分/清洗生長腔室頂部設置碳化硅籽晶避免無序氣相結晶形

164、成多晶態碳化硅圓柱狀碳化硅晶錠升華產生Si/Si2C/SiC2等不同反應氣體運輸至結晶位置在籽晶表面進行原子沉積碳化硅晶體晶錠加工切割碳化硅晶片將SiC晶體沿著一定的方向切割成厚度不超過1mm的薄片晶片研磨晶片拋光晶片清洗碳化硅襯底碳化硅襯底 碳化硅外延 碳化硅器件1262.3 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅半導體生產流程及產業鏈價值拆解生產流程：從硅粉和碳粉，如何生成下游的碳化硅器件？碳化硅襯底 碳化硅外延 碳化硅器件碳化硅外延生長方法與晶體生長方法相近PVT升華或物理氣相傳輸法MBE分子束外延法LPE液相外延法CVD化學氣相沉積法目前主流方法1272.3.1 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅半導

165、體生產流程及產業鏈價值拆解生產流程：從硅粉和碳粉，如何生成下游的碳化硅器件？碳化硅襯底 碳化硅外延 碳化硅器件做好外延的SiC晶圓對晶圓進行清洗注入掩膜：氧化硅薄膜涂上光刻膠曝光：使光刻膠的部分區域變成易溶顯影：利用顯影液溶解光刻膠的易溶部分刻蝕：通過刻蝕工藝將光刻膠圖形刻到掩膜上經過顯影，圖形被轉移到光刻膠層，但還沒有到碳化硅襯底上1第一步：注入掩膜，將圖形轉移到掩膜上1282.3.1 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅半導體生產流程及產業鏈價值拆解生產流程：從硅粉和碳粉，如何生成下游的碳化硅器件？碳化硅襯底 碳化硅外延 碳化硅器件2第二步：離子注入注入鋁離子，并移除掩膜注入氮離子形成N型導電區高

166、溫退火，激活注入的離子沉積柵氧層沉積柵電極層3第三步：制作柵極形成門極控制結構門極：是晶體管中陰陽極之外的第三極，用于控制晶體管的關斷。當門極的電位達到一定正電壓V0時，晶體管就導通，低于這個電位，晶體管就斷開1292.3.1 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅半導體生產流程及產業鏈價值拆解生產流程：從硅粉和碳粉，如何生成下游的碳化硅器件？碳化硅襯底 碳化硅外延 碳化硅器件淀積一層絕緣特性良好的電介質層，防止電極之間擊穿在鈍化層上開孔，并濺射金屬形成漏極和源極當漏源電極和柵源電極施加正壓時，溝道開啟，電子從源極流向漏極形成從漏極向源極的電流將功率器件集成到晶圓襯底上4 2第四步：制作鈍化層和漏源電極

167、1302.3.1 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅半導體生產流程及產業鏈價值拆解碳化硅半導體產業鏈價值拆解襯底外延器件47%23%20%在硅基半導體中，襯底部分占比前道工序平均成本結構的7%，晶圓設備及工藝的占比最高達到50%。但是在碳化硅領域，碳化硅襯底成本占整體材料接近50%數據舉例：SiC 6寸晶圓成本總體為6400元，則其中襯底+外延的價值量在3840元左右1312.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.1 全球晶圓襯底供需情況4 1上游襯底產能供不應求當前產能嚴重供不應求2021年特斯拉全球銷量達93.6萬輛，主要為Model 3/Model Y車型貢獻。預計特斯拉未來2年M

168、odel 3/Model Y年產能將達到200萬輛，其中美國工廠100萬輛+中國工廠50萬輛+德國柏林工廠50萬輛。假設2022年Model 3/Model Y產量150萬輛，單車消耗0.25片6英寸SiC晶圓，則一年將消耗37.5萬片SiC晶圓。目前全球SiC晶圓總產能約為50-60萬片/年，假設行業平均良率為50%，有效產能僅為25-30萬片/年。僅特斯拉一家公司，就能消耗全球SiC晶圓的總產能。國內外廠商持續加碼擴產Wolfspeed、II-VI、英飛凌等國際大廠紛紛加大投資，助推產量大幅提升。國內方面，2021年一季度國內新增SiC項目合計投資金額已經超過2020年全年水平，是2012

169、-2019年合計值的5倍以上。1322.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.1 全球晶圓襯底供需情況4 2國內外廠商紛紛擴產21年國外企業擴產情況21年國內企業擴產情況1月羅姆宮崎新工廠竣工，累計投資35.8億，產能預計提升5倍2月徽芯半導體嘉定中試線基地啟動2月英國紐波特晶圓廠計劃將產能擴大到14000片/周4月東尼電子募資新建碳化硅材料項目2月SK Systems開始少量生產碳化硅晶圓5月河北天達晶陽碳化硅晶片二期項目簽約擴產4月漢磊科技將投資11.6億元發展化合物半導體，包括SiC產能的進一步提升5月瀚天天成碳化硅產業園二期封頂，該項目擬建設6英寸SiC外延晶片7月意法半導

170、體宣布在瑞典雪平工廠新建SiC襯底工廠，用來生產8英寸產品6月國宏中宇山東一期項目開始啟動生產8月昭和電工融資3.4億元擴大產能6月天科合達投資22億元建設碳化硅襯底和外延項目11月II-VI投資64億元進行碳化硅業務擴產6月湖南三安碳化硅項目投產，月產3萬片6寸晶圓11月Yes Power Technix在釜山新建工廠，產能翻倍7月露笑科技一期設備完成安裝調試，預計9月實現小批量生產1332.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.2 全球襯底行業環境：襯底環節競爭格局SiC襯底(國內|國外)Wolfspeed(美國)ROHM(日本)II-VI(美國)道康寧(美國)昭和電工(日本)

171、CR360%11%29%2020年導電型碳化硅襯底份額WolfspeedII-VI其他33%36%30%1%2020年半絕緣型碳化硅襯底份額WolfspeedII-VI山東天岳其他百億級市場從全球襯底競爭格局來看，雖然在半絕緣型碳化硅襯底方面，國產公司山東天岳已經進入全球CR3，市占率高達30%。但在下游應用市場規模更廣闊的導電型碳化硅襯底中，國外兩大龍頭企業Wolfspeed和II-VI占據了70%以上的份額，導電型襯底仍然有較大的國產替代空間。天科合達同光晶體山西爍科露笑科技三安光電天岳先進國內導電型龍頭國內半絕緣龍頭晶盛機電1342.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.3

172、全球襯底產能供給趨勢：器件廠商紛紛提前鎖定晶圓供給，CR3提高材料自用率供應商時間下游企業所屬行業產品Wolfspeed2021年8月意法半導體(意大利-法國)半導體6寸SiC晶圓2019年11月ABB(瑞典-瑞士)電力SiC器件2019年11月采埃孚汽車SiC器件2019年9月德爾菲汽車SiC器件2019年8月安森美半導體6寸SiC晶圓2019年5月大眾汽車SiC器件2018年2月英飛凌半導體6寸SiC晶圓II-VI2019年12月未披露5G通訊6寸、8寸碳化硅基氮化鎵外延片ROHM2020年1月意法半導體(意大利-法國)半導體6寸SiC晶圓下游廠商鎖定上游材料大廠產能：在供給端產能有限的局

173、面下，下游各應用領域廠商需要確保獲得穩定高質量的碳化硅襯底供應才能放開對碳化硅的使用。導電型襯底CR3壟斷90%產能，而目前上游大廠的產能基本都被國外企業的長期供貨訂單鎖定，襯底產能第一的Wolfspeed已與意法半導體(特斯拉供應商)、安森美(蔚來供應商)、英飛凌(現代汽車供應商)等企業達成了總價值10億美元左右的長期協議。國內下游廠商渠道較少：相比之下，國內僅有吉利、宇通汽車等幾家車企與國際襯底龍頭企業達成戰略合作關系。而器件廠商更是少有能拿到國際襯底廠商訂單的機會。1352.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.3 全球襯底產能供給趨勢：器件廠商紛紛提前鎖定晶圓供給，CR3提

174、高材料自用率Wolfspeed：Wolfspeed投資者大會(2021年11月)數據顯示，2021財年襯底材料和芯片對營收的貢獻相差不大，但是預計2024年后，Wolfspeed的營收將有2/3來自芯片產品。這說明公司會將更多的襯底材料用于自身生產的器件之中，而不再直接作為產品出售給其他下游外延和器件廠商。ROHM：ROHM2025年希望獲取30%的市場份額，但目前公司襯底和器件市場份額均低于20%，而且器件的市場份額更低。因此，如果ROHM想完成30%市占率的目標，向下游器件延伸是必然的路徑，這也將提高ROHM襯底的自用率。II-VI：最近II-VI從通用技術獲得了器件和模塊的制造技術，顯然

175、也希望向下游延伸，必將提高襯底材料的自用比率。40%55%材料自用比例2021年：30%獲得器件和模塊制造技術國際襯底大廠逐漸提高自用率將是趨勢總結需求端：下游的國際器件廠商紛紛鎖定上游襯底材料大廠的產能，擠占國內器件廠商可獲得的襯底份額供給端：上游襯底材料大廠均有提高材料自用比率的趨勢，未來可能使襯底對外供給進一步減少中國廠商必須加大對原材料的掌控，自主研發、增加產能是必然的路徑1362.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.4 國產襯底廠商與國外先進水平的技術差距各尺寸量產時間晚國際廠商量產時間線1990：2英寸碳化硅襯底2010：4英寸碳化硅襯底2015：6英寸碳化硅襯底20

176、19：wolfspeed推出8英寸碳化硅襯底樣品，預計2022年實現量產國內廠商相關時間線(天科合達)2006：小批量生產2英寸碳化硅襯底2017：大批量生產4英寸碳化硅襯底2020：大批量生產6英寸碳化硅襯底大尺寸供應落后國際龍頭情況已能批量供應4-6英寸導電型和半絕緣型碳化硅襯底已經成功研發并開始建設8英寸產品生產線國內廠商情況半絕緣型襯底：基本只能供應4英寸導電型襯底：從4英寸到6英寸逐步過渡。8英寸導電型襯底僅在研發階段供應鏈部分依賴國外國際龍頭情況行業龍頭企業能夠結合上游原材料、設備供應商的技術發展趨勢，在供應鏈上進行提前布局國內廠商情況部分生產環節原材料和加工檢測設備依賴外資供應商

177、等，技術創新難度相對較大。在供應鏈配套上的能力較弱目前國內公司與國外龍頭襯底廠商相比，存在各尺寸量產時間晚，大尺寸供應落后，供應鏈無法完全自主可控等問題。國內外SiC襯底的制備存在一個尺寸升級周期的差距，突破一個尺寸大約需要5年時間。1372.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.4 國產襯底廠商與國外先進水平的技術差距2英寸4英寸6英寸8英寸1995wolfspeed量產2002II-VI量產2006wolfspeed量產20092010II-VI量產2012wolfspeed量產2015天岳先進量產2017天科合達量產2019天岳先進量產2020天科合達量產2022wolfsp

178、eed開始投產整體來看，我國主要碳化硅襯底廠商已經實現6英寸襯底量產，而國際巨頭wolfspeed已經具備8英寸襯底量產能力。1382.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.4 國產襯底廠商與國外先進水平的技術差距4 1襯底關鍵參數差距較大參數國產企業1國產企業2Wolfspeed總厚度偏差TTV(um)15155彎曲度Bow(um)406020翹曲度Wrap(um)60510襯底領域最關注三個幾何參數TTV(總厚度偏差)、Bow(彎曲度)、Wrap(翹曲度)目前國內襯底廠商的技術，至少需要2年時間達到Wolfspeed的水平2良率相比國外廠商較低據統計，目前國內碳化硅襯底廠商的平

179、均良率為40%左右。相比之下，國外碳化硅襯底廠商的平均良率為60%左右襯底良率低，將導致有效產能進一步縮減，使襯底供給不足，價格進一步升高相比傳統硅片可能不具備價格優勢，難以釋放市場需求1392.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.4 國產襯底廠商與國外先進水平的技術差距參數天科合達同光晶體WolfSpeed直徑Diameter(mm)150.00.2150.00.25150.00.25厚度Thickness(m)350253502535025總厚度偏差TTV(m)15155彎曲度Bow(m)404020翹曲度Wrap(m)606010表面粗糙度Roughness(nm)0.50

180、.3微管密度Micropipe Densuty(2)0.51電阻率Resistivity(cm)0.0150.0250.0150.028多型Polytype AreasNone0六方空洞Hex Plates累計面積0.05%NA裂紋CracksNoneNA一致性問題：除了三個關鍵幾何參數外，國內產品的一致性問題是難以攻克的短板，國產襯底目前較難進入主流供應鏈。主要包含兩個方面：（1）由于國內廠商起步相對較晚，在材料匹配、設備精度和熱場控制等技術角度需要長時間的專門知識累積；（2）國內廠商的客戶較少且比較分散，客戶的反饋速度更慢，反饋內容不徹底。結果：技術差距直接導致襯底綜合性能較差。一致性問題

181、導致優質襯底比例較低，直接導致襯底的成本大幅上升。2.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.5 碳化硅襯底制備環節技術難點4 1碳化硅合成環節目前主流方法為高溫合成法反應方程式Si（多晶硅）+C（石墨）SiC2000攝氏度左右的高溫環境優點工藝簡單、無需開發新設備已經實現國產化缺點顆粒小、純度低、成本高2制備碳化硅單晶：長晶環節目前碳化硅單晶的制備方法：物理氣相傳輸法(PVT)、頂部籽晶溶液生長法(TSSG)和高溫化學氣相沉積法(HT-CVD)。目前TSSG法主要用于實驗室，商業化的技術路線主要是PVT和HT-CVD。PVT是目前主流長晶方法：采用PVT法生長的SiC單晶所需要的設

182、備簡單，操作容易控制，設備價格較低且運行成本較低，成為主流方法。物理氣相傳輸法PVT高溫化學氣相沉積法HT-CVD優點設備成本低，結構簡單技術成熟，方法主流耗材成本較低缺陷少純度高摻雜方便缺點生長速率慢缺陷難以控制長晶過程中可監控生長參數少設備昂貴、耗材成本高反應緩慢可監控生長參數少1412.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.5 碳化硅襯底制備環節技術難點目前國產企業基本都是利用PVT法生長SiC單晶采用該方法需要經過三個步驟：SiC源的升華、升華物質的運輸、表面反應和結晶具體步驟在準密閉的坩堝系統中，采用感應或電阻加熱；將作為生長源的SiC固態混合物置于溫度較低的坩堝底部，將

183、籽晶固定在溫度較低的坩堝頂部；低壓高溫下，生長源會升華，并分解產生氣態物質；生長源和籽晶之間存在溫度梯度，從而會形成壓力梯度，這些氣態物質就由于壓力梯度的存在，被運輸到低溫的籽晶位置，使籽晶開始生長。PVT法長晶的三大難點：晶型控制、摻雜控制、熱場控制。同時，由于SiC晶棒還需要進過切片、研磨、拋光和清洗等工藝，才能成為SiC襯底，后續還存在表面控制的難點。1422.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.5 碳化硅襯底制備環節技術難點晶型控制摻雜控制表面控制熱場控制Step1：放置SiC固體混合物原料Step2：SiC源升華，形成氣體物質Step3：溫度梯度形成壓力梯度Step4：

184、氣體物質沉積到籽晶上Step5：籽晶逐漸生長固氣固1432.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.5 碳化硅襯底制備環節技術難點環節難點具體闡釋晶體生長熱場控制SiC單晶生長條件苛刻，需要在高溫下進行。單晶在2300攝氏度以上高溫的密閉石墨腔內完成“固-氣-固”的轉化重結晶過程。存在生長周期長、控制難度大的問題，容易產生微管、包裹物等缺陷。SiC晶體生長熱場存在溫度梯度，導致晶體生長過程會存在原生內應力，將誘生位錯、層錯等缺陷。晶型控制SiC存在200多種晶體結構類型，只有4H型(4H-SiC)等少數晶型是所需的半導體材料。然而不同晶型之間的能量轉化勢壘很低，很容易產生晶型轉變，造

185、成多型夾雜缺陷。制備過程中難以穩定控制單一特定晶型。摻雜控制晶體生長過程需要嚴格控制外部雜質的引入，才能獲得極高純度的半絕緣晶體或定向摻雜的導電型晶體。切磨拋等加工環節表面控制將晶棒加工成晶片，需要經過切割、研磨、拋光、清洗。碳化硅襯底是高硬度脆性材料，加工過程中容易出現開裂問題，加工后襯底容易存在翹曲等質量問題。1442.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.6 碳化硅襯底價格較高原因和突破思路1碳化硅襯底價格較貴的原因生長溫度2300攝氏度以上長晶周期長晶棒厚度小晶型要求高切割磨損高比硅單晶生長的溫度高2倍7天只能生長2cm只有個別晶型才能用SiC硬度極高脆度也極高時間成本工藝

186、成本碳化硅襯底的成本，相比于硅襯底較高。限制了在下游器件的滲透率數據舉例碳化硅襯底市場價格由龍頭公司Wolfspeed主導。6英寸碳化硅襯底的價格約為1000美元/片，是對應硅襯底的5-6倍。未來襯底成本降低的關鍵思路1：擴大尺寸提高晶圓利用率思路2：優化技術優化工藝和設備，提高長晶速度控制損耗和缺陷，提高良率1452.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.6 碳化硅襯底價格較高原因和突破思路2突破思路：擴大尺寸由于襯底為圓形，而芯片為長方形。因此襯底邊緣的部分就無法用于制作芯片，只能舍棄，造成浪費。而當襯底尺寸擴大后，邊緣的浪費就會越小，則單位襯底能生產的芯片越多，單位芯片的成本

187、就會降低6英寸(150mm)8英寸(200mm)裸片總數448845邊緣裸片數占比14%7%SiC襯底從6英寸擴大到8英寸，一張晶圓的裸片增加，且邊緣裸片數占比降低了7%，晶圓的利用率將大大上升擴大尺寸的數據支持Wolfspeed認為8英寸襯底的生產成本將顯著降低公司預測在2024財年，Mohawk Valley FAB(MVF)8寸晶圓廠的單顆裸片成本將僅為Durham六寸晶圓廠的37%。其中，28%來自良率提高，25%來自規模效應，10%來自自動化減少的人工和生產周期大廠動向襯底廠商：2019年II-VI推出半絕緣型8寸SiC襯底；Wolfspeed宣布投入10億美元量產8寸SiC器件廠商

188、：英飛凌預計2023年開始量產8寸SiC襯底，2025年量產8寸SiC襯底器件1462.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.6 碳化硅襯底價格較高原因和突破思路3突破思路：優化技術碳化硅合成環節：通過新的合成技術，降低最初始的SiC原料成本原技術高溫合成法新技術化學氣相沉積Si+C=SiCSiCl3CH3=SiC+3HClHCl+NaOH=NaCl+H2O顆粒度小連續反應，可一直生成碳化硅，顆粒度較大純度低反應溫度低，生成物僅有SiC和HCl，HCl變成氣體后留下的SiC純度就會很高成本高高溫合成法：100-150$/kg化學氣相沉積：30-40$/kg成本降低1472.3.2

189、碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.6 碳化硅襯底價格較高原因和突破思路3突破思路：優化技術長晶環節：AI高精度制造碳化硅結晶，提高襯底良率原技術物理氣相轉移法SiC升華沉積到籽晶上“固-氣-固”生長速度極慢缺陷難以控制新技術AI高精度制造在網絡空間建立晶體生長模型利用機器學習技術建立預測模型，準備300個CFD模擬結果訓練模型得到缺陷最小的生長環境結晶缺陷數量降至原來的1%使單晶生長變得可監控大大提升品質與良率1482.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.6 碳化硅襯底價格較高原因和突破思路3突破思路：優化技術加工環節：激光冷切割技術，減少碳化硅晶圓損耗，降低單位成本原技

190、術金剛砂線切割在切削液下進行線切割SiC材料易碎加工緩慢需要進行研磨處理凹槽和印痕新技術激光冷切割技術激光技術定位分裂范圍聚合物涂覆在材料表面誘導應力，精準分裂材料切片時間大大縮短材料損耗大幅降低不需進行磨削原：多線切割新：激光冷切切片時間4-5天17分鐘材料損耗(per wafer)300um100um切割伴隨損耗200um0um研磨伴隨材料損耗100um100um三只鑄錠襯底數量183片264片單片平均時間31-39分鐘15分鐘單片磨削時間16小時不需要磨削1萬片襯底所需鑄錠數量1641141萬片襯底所需加工時間219-273天104天1492.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3

191、.2.6 碳化硅襯底價格較高原因和突破思路3突破思路：優化技術加工環節：Smart Cut技術Smart Cut技術原用于第一代半導體領域，主要思路和步驟如下：氫離子注入：在室溫下向硅片A注入氫離子，從而在硅表面層下形成一層富含氫離子的硅層預鍵合：室溫下將硅片A合B的拋光面貼合在一起，使兩個硅片鍵合在一起。A、B之間至少有一片的表面，將用熱氧化法形成SiO2層熱處理：高溫下，高濃度氫離子層會形成氣泡，氣泡急劇膨脹把硅片在富含高濃度氫離子層的地方分開，發生分離1502.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.6 碳化硅襯底價格較高原因和突破思路3突破思路：優化技術加工環節：Smart

192、Cut技術Smart Cut技術的優點源于法國Soitec上海新傲科技獲使用權單晶襯底可重復利用10次以上Smart Cut技術來源于法國公司Soitec。憑借Smart Cut技術，Soitec成功開發出多種優化襯底來滿足不同市場的多樣化需求。已經廣泛應用于SOI襯底的批量生產，包括FD-SOI，RF-SOI,Power-SOI，Photonics-SOI和Imager-SOI。SOI晶圓為行業提供了解決方案，以制造更高性能和更高能效的電子制造元件。2015年，Soitec與上海新傲科技（Simgui）股份有限公司建立合作關系，擴大200-mm晶圓的生產。通過此次合作，上海新傲科技（Simg

193、ui）有權使用Smart Cut技術制造200-mm SOI晶圓，并享有在中國分銷和銷售所生產200-mm SOI晶圓的獨家權利。通過優化鍵合步驟，實現高水平的導電性和導熱性高表面質量和低粗糙度減少晶圓背面研磨步驟Smart Cut技術可以將一片晶圓片用作三次甚至更多，襯底成本可降至1/3，接近硅基器件成本同時，2022年Soitec發布了首款Smart Cut 200-mm SiC襯底，已經實現在SiC領域的應用1512.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.6 碳化硅襯底價格較高原因和突破思路4碳化硅襯底價格變動趨勢隨著碳化硅襯底制備技術的提升及產能擴張，碳化硅襯底及外延單位面

194、積價格或將下降。此外，隨著襯底直徑不斷擴大、單晶可用厚度不斷增加，單位面積襯底成本將不斷降低。據半導體時代產業數據中心（TD）預測，在2020年至2025年期間，碳化硅晶片在半導體領域出貨量的復合增長率將達到43.8%，到2025年還將達到80萬片，可大規模應用于電動汽車等領域，碳化硅襯底價格有望下降。全球發達國家及中國不斷推出相關政策支持第三代半導體材料發展隨著下游新能源汽車等產業的需求帶動下，國外碳化硅襯底生產商紛紛宣布擴產在寬禁帶半導體產業的政策支持和行業快速發展刺激下，國內廠商開始布局碳化硅產業鏈1522.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.6 碳化硅襯底價格較高原因和突

195、破思路4碳化硅襯底價格變動趨勢153碳化硅襯底晶體缺陷（TSD、BPD）發展趨勢碳化硅襯底價格發展趨勢（RMB/）資料來源：CASA資料來源：CASA目前主流廠商均有能力制備低微管密度襯底（1/cm2），TSD、BPD 密度的降低將會成為襯底廠商研發工作的重點，因此預計襯底中的 TSD 及 BPD 密度將會不斷下降。以直徑 150mm 單晶與直徑100mm 單晶為例作比較，150mm 生長成本大約為 100mm 的 1.5-2 倍，可用面積卻是 100mm 的 2.25 倍。當前單晶可用厚度也在不斷增加。單位面積襯底成本將不斷降低。2.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內

196、外碳化硅襯底公司動向SiC晶圓大尺寸化良品率提高規模效應邊緣浪費降低可造芯片增加單位成本降低有效面積增加晶圓利用率提高生產浪費減少降低單位成本壓低襯底價格每提高一個尺寸大約需要5年時間頭部企業競爭優勢持續擴大規模效應驅動成本下降擠占后發公司利潤空間襯底領域重點關注頭部廠商動向1542.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 碳化硅襯底國際巨頭產能情況區域公司名稱商業模式襯底技術路線產品產能規劃美國WolfspeedIDMPVT法：6寸量產，8寸小規模量產襯底+外延+器件+模塊6寸產能16萬片，預計2025年為90萬片/年美國II-VIIDMPVT法：6寸量產，8寸推出樣品襯底+外

197、延+器件+模塊目前產能7萬片/年，預計2025年擴產到10萬片/年日本ROHMIDMPVT法：6寸量產，8寸推出樣品襯底+外延+器件+模塊目前產能5萬片/年，2025年后擴產至30萬片/年歐洲意法半導體IDMHT-CVD法+PVT法：6寸量產，8寸樣品襯底+外延+器件+模塊目前產能2.5萬片/年，2025年擴產到12萬片/年日本住友金屬襯底LPE法：6寸樣品，PVT法：6寸量產襯底+外延預計2025年擴產到10萬片/年韓國海力士襯底PVT法：6寸量產，8寸樣品襯底+外延2021年3萬片，預計2025年到20萬片/年1552.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國際龍頭情況：科

198、銳（WolfSpeed）科銳（WolfSpeed）：公司成立于1987年，是一家開發制造半導體材料和設備的美國公司，也是全球碳化硅基半導體材料及器件龍頭。該公司主要基于碳化硅、氮化鎵和相關化合物生產半導體材料以及發光二極管、照明、電源盒射頻等半導體產品。WolfSpeed部門目前主要生產SiC和GaN襯底及外延，并且將半導體材料廣泛應用于電源、射頻、功率器件等領域的生產。2020年WolfSpeed在碳化硅襯底市場的占有率為45%，在碳化硅器件市場占有率為26%，均位居首位。1561987年 成立CreeResearch,Inc.公司1991年 發布了世界上第一個商用碳化硅晶片1993年 于納

199、斯達克啟動IPO2011年 收購Ruud Lighting，擴大銷售渠道公司發展歷程2018年 以3.45億歐反收購英飛凌射頻功率業務2019年 出售LED照明部門同年宣布擴大SiC碳化硅產能2020年 以3億美元將其LED業務出售2021年 公司將正式更名為Wolfspeed2.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國際龍頭情況：科銳（WolfSpeed）157產品系列產品大類產品名稱產品說明WolfSpeed功率產品(Power)分立式碳化硅MOSFET公司于2011年開發出了業界首款全面符合認證的碳化硅 MOSFET，碳化硅MOSFET取代硅器件，可降低開關損耗和傳導損耗

200、，并實現更高阻斷電壓和雪崩能力。碳化硅肖特基二極管WolfSpeed擁有種類廣泛的碳化硅肖特基二極管，二極管特有的MPS（合并后的PiN型肖特基）設計，使其比標準的肖特基勢壘二極管更強大、更可靠。碳化硅模塊WolfSpeed的標準電源模塊，采用最新的碳化硅芯片組、最小化的封裝寄生效應，提高了產品性能。這些模塊使用人們熟知的工業標準，有完整的設計文檔和門極驅動板。射頻產品(RF)GaN HEMT器件WolfSpeed射頻器件核心在于GaN HEMT。它所能實現的性能遠超任何其他技術，而且適用于任何應用。射頻代工GaN代工作為GaN-on-SiC MMIC技術的領導者，公司擁有設計協助、測試和支持

201、，可幫助實現從初始開發到重復生產的規格。半導體材料SiC和GaN材料WolfSpeed正在通過行業最廣泛的SiC和GaN材料推動創新。WolfSpeed提供直徑達150毫米的襯底和外延選項，提供垂直集成的材料產品。LED組件Xlamp,J Series LED,LED模塊可廣泛應用于照明應用，包括一般照明、便攜式、建筑、信號和交通照明等領域。WolfSpeed公司產品介紹資料來源：公司官網，中信建投2.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國際龍頭情況：科銳（WolfSpeed）公司產能：隨著公司出售LED及照明產品業務，WolfSpeed成為公司的唯一收入來源。根據WolfS

202、peed數據顯示，預計2022年和2024年的產能分別達到167K平方英尺到242K平方英尺，折算6寸對應的85萬片和123萬片，2024年至2026年公司營業收入將從15億美元增長到21億美元。研發成果：半導體研發成效顯著。2021年WolfSpeed的研發支出為1.78億美元，占營收比例為34%。整體來看，公司的研發支出一直保持穩定。目前，公司已經研制出了100-150mm的SiC襯底和相應的碳化硅和氮化物外延技術，并完成了首批200mm碳化硅晶圓的樣品制備。其研發費用大量投資于200mm的SiC材料制造，同時用于擴充產能，其他部分則廣泛用于提高襯底和外延質量、高性能的功率和射頻器件開發。

203、1582.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國際龍頭情況：羅姆(ROHM)羅姆(ROHM)：羅姆是全球著名半導體廠商，以制造和銷售半導體、集成電路和電子元件為主，產品包括IC、二極管、LED、SiC功率器件等。羅姆公司以高功率、模擬、標準產品這三個產品系列為中心，加速技術開發。2020年ROHM在SiC襯底市場的占有率為20%，在SiC器件市場的占比為21%，均位居全球第二位，其子公司SiCrystal專注于SiC襯底的生產。159公司發展歷程2.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國際龍頭情況：羅姆(ROHM)產業鏈：公司擁有完整的Si和SiC產業鏈，涵

204、蓋襯底生長、外延制備以及器件生產的全套工序，這種垂直的綜合業務體系不僅能保證產品和材料的穩定供應，也可以滿足客戶靈活多樣的需求。與此同時，ROHM也在持續開發生產線，并外包半導體的封裝測試工序來建立新型的供應系統，以此跟進市場變化同時滿足各類需求。研發投入與技術：2020年ROHM的研發支出為2.85億美元，同比下降8.09%，占營收比例為8.76%。研發費用基數在半導體行業中仍位居前列。目前，ROHM已經實現了150mm的碳化硅襯底制作，并提供由SiC晶棒生產到晶圓制造，再到封裝測試等完整的垂類服務。公司的SiC材料可以提供SiC-SBD、SiC-MOS，還可用于功率器件的生產。戰略合作：2

205、021年8月，吉利汽車與羅姆進一步締結戰略合作，前者將利用羅姆先進的碳化硅功率方案開發高效的電控和充電系統。這意味著ROHM進一步擴大了其SiC業務，并致力于電動汽車及相關領域的半導體應用研發。1602.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國際龍頭情況：II-VIII-VI：公司成立于1971年，是一家全球領先的開發、制造和銷售工程材料和光電元件設備以及材料的垂直整合類公司，為通信、工業、航天、半導體設備、消費電子和智能汽車的多元化應用提供創新產品。目前，II-VI在半導體領域的成果主要包括SiC的襯底和外延技術開發。161II-VI 業務總結2.3.2 碳化硅產業鏈供給分析

206、：襯底環節2.3.2.7 國際龍頭情況：II-VI擴產布局：公司在2021年4月宣布擴大在中國的SiC晶圓制造規模，以服務全球最大的電動汽車和清潔能源市場。II-VI已在中國福州建立了一條用于生產SiC襯底的后端加工線，業務包括邊緣研磨、CMP、清潔和檢查等，該廠預計將在五年內將SiC襯底的制造能力提高5-10倍，包括200mm的SiC襯底制造。技術水平：目前，II-VI所擁有的碳化硅襯底具備高質量和低位錯密度，且晶圓尺寸已達200mm并處于世界領先地位，該襯底目前已用于電動汽車和5G等電力電子以及射頻電子領域。同時，II-VI 可在150mm的晶圓上生產一流均勻性的SiC外延，包括250微米

207、及以上的厚層生長和低濃度摻雜層，是世界最先進的SiC外延技術之一。公司所獨創的3D SiC技術可以充分利用SiC材料，以最小損耗實現極高的功率處理，可將電流密度提高30%并縮小相應的芯片尺寸，這對SiC為原料的芯片制程壓縮具有重要意義。領先工藝：此外，公司還提供以III、IV 主族為主的包括GaAS、InP等化合物的外延晶片，晶圓尺寸涵蓋2-6英寸，且廣泛用于射頻和光子領域。特別地，II-VI在2021年6月推出了用于150毫米SiC晶圓的加熱離子注入代工服務，可以很好消除晶體缺陷并且提供高水平的摻雜度，II-VI是世界唯一擁有該項技術的企業。1622.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2

208、.3.2.7 國際龍頭情況：ST Microelectronics意法半導體(ST Microelectronics)：公司成立于1987年，是一家位于瑞士負責設計、開發、制造和銷售半導體產品的跨國企業。該公司由法國的“Thomson Semiconducteurs”和意大利的“SGS Microelettronica”兩家公司合并而成，是歐洲目前收入最高的半導體芯片制造商。2019年12月，ST完成了對SiC晶圓制造商Norstel的收購，標志著公司正式覆蓋SiC襯底和外延業務。截止2020年，意法半導體在碳化硅器件市場的占有率約為 8%左右。163ST業務總結2.3.2 碳化硅產業鏈供給分

209、析：襯底環節2.3.2.7 國際龍頭情況：ST Microelectronics合作情況：意法半導體24%的晶圓生產業務為外包性質，公司于2021年8月與WolfSpeed擴大了150mm碳化硅晶圓的供應協議，后者將會向ST持續提供150mm的SiC襯底和外延，總價值超8億美元。研發與技術：2020年ST的研發支出為15.48億美元，近十年均保持15%以上的穩定占比。目前，ST已經宣布完成了首批200mm的SiC晶圓的制造，基于對Norstel的收購公司獲得了硅錠生長的技術積累，并進一步實現了晶體位錯缺陷最小化。公司正在積極推進200mm的碳化硅襯底制造。1643.2 碳化硅襯底投資建議2.3

210、.2.7 碳化硅襯底國內公司產能情況區域公司名稱商業模式資本運作及技術來源技術路線產能規劃中國天科合達襯底+設備IPO輔導中，核心技術團隊為中科院物理所陳小龍團隊PVT：4寸量產，6寸小批量目前達到4寸7萬片/年產能中國天岳先進襯底已上市PVT：4寸量產，6寸小批量2021年產量為4寸5.7萬片。未來規劃年產能4寸10萬片，6寸30萬片中國河北同光襯底IPO輔導，核心技術團隊為山東大學及半導體所PVT：4寸量產，6寸小批量-中國山西爍科襯底中電二所PVT：4寸量產，6寸小批量現有年產能7.5萬片，未來計劃投資10億元產能規劃半絕緣型襯底5萬片，導電型襯底20萬片中國露笑科技襯底已上市，核心技術

211、團隊為中科院硅酸鹽所陳之戰團隊PVT：6寸小批量試產-中國三安光電IDM已上市，核心技術團隊源自NorstelPVT：4寸量產，6寸小批量規劃年產能6寸12萬片1652.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內已上市公司情況：天岳先進（已上市）天岳先進：公司于2010年成立，是一家國內領先的第三代半導體襯底材料廠商，主要從事碳化硅襯底的研發、生產和銷售。目前，公司已經掌握涵蓋設備設計、熱場設計、粉料合成、晶體生長和襯底加工等環節的核心技術，主要產品為半絕緣型碳化硅襯底，公司半絕緣型碳化硅襯底在國內屬于絕對龍頭地位。1662.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7

212、 國內已上市公司情況：天岳先進（已上市）產銷量均大幅提升：2020年公司碳化硅襯底產能為4.8萬片，同比增長140.52%，銷量為3.9萬片，同比增長99.39%。同時，公司產能利用率近年來基本維持在100%左右，產能接近飽和狀態。2021年公司碳化硅襯底產能在6.7萬片，銷量5.7萬片左右。產銷率穩中略降：公司近3年產銷率保持在80%以上，但由于近年來積極擴產，產銷率略有下降。良品率穩健提升：襯底良品率方面，2018-2020年襯底良品率總體保持在70%以上。碳化硅襯底產能利用率情況碳化硅襯底產銷率情況公司晶棒與襯底良率1672.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內已上

213、市公司情況：天岳先進（已上市）襯底供給客戶情況：公司客戶集中度較高，保持較為穩定的水平。公司最大客戶占公司接近50%的收入，前兩大客戶占比將近80%。為滿足國家戰略需要，公司近年來將產能主要用于半絕緣型碳化硅襯底的生產，該類襯底產品主要用于外延生長射頻器件，并最終應用于新一代信息通信和無線電探測等領域。主要客戶A：公司與客戶A于2010年開始建立合作關系，研發用于無線電探測領域的產品。2018年，公司開始向客戶A批量銷售半絕緣型碳化硅襯底。2021年，公司與客戶A繼續簽訂了數額為上萬片的采購框架協議，證明公司產品的下游客戶認可程度較高。主要客戶B：雙方于2014年建立合作關系，開始研發用于制作

214、氮化鎵射頻芯片的半絕緣型碳化硅襯底。2019年公司通過客戶B的合格供應商體系認證，雙方簽訂了銷售框架協議，公司開始向客戶B批量銷售半絕緣型碳化硅襯底，2020年客戶B成為公司的第二大客戶。2021年雙方簽訂了全年上萬片的采購框架協議，未來的業務合作量仍將持續增長。而且客戶B向公司采購的半絕緣型碳化硅襯底已用于其最終產品中，合作關系穩定密切。公司目前收入占比情況未來發展規劃公司目前至少80%的收入來源于半絕緣型碳化硅襯底對于應用領域更廣的導電型襯底，銷售額還較少目前，公司正在積極完善6英寸導電型襯底，已經送樣至多家下游客戶進行驗證1682.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國

215、內可關注未上市標的：天科合達(未上市)天科合達：國內最早實現碳化硅晶片產業化的企業，率先成功研制出6英寸碳化硅晶片。在導電型碳化硅襯底領域排國內第一。SiC布局情況：公司目前在新疆、北京、徐州、深圳共布局4個碳化硅項目，合計投資超過30億元，建成后未來年產能超過26萬片。2014年，新疆天科合達“年產7萬片碳化硅晶片高技術產業化示范工程項目”通過驗收。江蘇天科合達一期、二期年產能約7萬片。2020年8月，北京天科合達項目開工，建成后可年產碳化硅襯底12萬片。2021年6月，深圳市重投天科半導體公司(天科合達持股25%)將建設碳化硅單晶和外延生產線等，總投資約22億元。1692.3.2 碳化硅產

216、業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內可關注未上市標的：天科合達(未上市)2010.01天使輪融資天華新產業投資4150萬人民幣2015.02A輪融資中和元北京駿豪融生投資合肥普朗克科技2017.04新三板2017.12定向增發國開證券廣東將苑投資首都科技發展在冊股東4500萬人民幣2018.12定向增發1.77億人民幣2019.10定向增發哈勃投資德沁資產集成電路產業基金2020.03戰略融資德沁資產中科創星風展投資大數長青資產2021戰略融資新疆天富能源3.75億人民幣天科合達過往融資歷程1702.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內可關注未上市標的：天科合達(未

217、上市)2019：碳化硅項目投產碳化硅項目投產：江蘇天科合達總投資5億元，占地面積26000平方米，可實現年產4-8英寸碳化硅襯底6萬片2020：新項目開工北京天科合達項目開工，建成后可年產碳化硅襯底12萬片2021年：通過IATF16949認證順利通過SGS的IATF 16949:2016質量管理體系認證，并獲得質量管理體系認證證書。是世界范圍內認可的汽車行業質量管理體系2022：新疆天科合達二期項目竣工達產碳化硅項目達產：新疆天科合達藍光半導體有限公司的二期“年產電子專用材料單晶襯底1500錠、單晶原料50噸潔凈廠房及配電站建設項目”預計6月竣工達產總投資1億元，建筑面積6142.4平方米，

218、預計建成后將安裝100臺單晶生產設備，可達到年產單晶襯底1500錠、單晶原料50噸的規模材料主要將應用于5G通訊模塊、新能源汽車的電池和功率模塊2022：重啟IPO2022年4月天科合達公告擬申請在中華人民共和國境內首次公開發行股票并上市，輔導機構為中金公司。這意味著天科合達自2020年10月16日終止科創板IPO申請之后，再次重啟上市1712.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內已上市公司情況：三安光電（已上市）三安光電股份有限公司：三安光電成立于2000年11月，是國內LED芯片的領先公司，作為LED領域的領軍者，已經向同源工藝的第三代半導體延伸，并逐漸發展成為國內化

219、合物半導體巨頭。主營業務：公司主要從事化合物半導體材料和器件的研發與應用，以砷化物、氮化物、磷化物以及碳化硅等化合物半導體新材料所涉及的外延片、芯片為核心業務。碳化硅布局：湖南三安半導體項目總投資160億元，是全球第三條、中國首條碳化硅全產業鏈生產線。2020年8月，公司的全資子公司湖南三安以3.82億元收購北電新材，強化碳化硅襯底布局。碳化硅產能：2021年6月，湖南三安一期項目完成建設并順利投產，可月產3萬片6英寸碳化硅晶圓，即36萬片/年。2021年11月，公司量產下線碳化硅SBD全系列產品。器件材料器件種類應用領域光電GaAs、GaN、藍寶石LED、光伏電池照明、顯示、背光、農業、醫療

220、、光伏發電等微波射頻GaAs、InP、GaN、LT/LN功率放大器、濾波器、低噪聲放大器、射頻開關器、混頻器、振蕩器、單片微波集成電路等移動通信設備和基站、WiFi/藍牙模組、衛星通信、CATV等電力電子GaN、SiCSBD、MOSFET、IGBT消費電源快速充電器、家用電器、新能源汽車、不間斷電源、光伏/風能電站、智能電網、高速鐵路等光通訊GaAs、InP光電探測二極管、垂直腔面激光發射器、分布反饋式激光器通信基站、數據中心、3D感應等1722.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內已上市公司情況：三安光電（已上市）碳化硅產品認證情況：三安光電的650V 20A碳化硅二極

221、管于2022年1月首批入選汽車芯片推廣應用推薦目錄，并收獲來自OBC領域頭部企業和主機廠的訂單，實現車規級功率器件上車。2021年，三安光電導入碳化硅功率器件客戶549家，量產交付產品66款。大量新增訂單來源于新能源汽車、光伏逆變器等。產學研基因：公司高度重視與國內重點高校及科研機構的產學研合作，同時注重與國際、國內上中下游同行業的技術交流。與清華大學、廈門大學、華東科技大學、天津大學等重點院校建立了產學研合作關系。20142014年5月公司設立廈門三安集成并實施建設30萬片/年砷化鎵和6萬片/年氮化鎵外延片生產線。此后三安光電開始延伸其III-V族化合物的生產經驗，正式涉足化合物晶圓制造的代

222、工服務。2015全面布局化合物半導體，致力于打造化合物半導體制造領先平臺，三安集成開始實施試運生產。2015年10月，三安集成電路開始實施試生產。20162016年11月，公司與GCS合資設立廈門三安環宇集成電路有限公司。20172017年1月公司HBT工藝通過重點客戶產品認證。20182018年12月三安集成宣布推出國內第一家6英寸SiC晶圓代工制程，且全部工藝鑒定試驗已完成。20192019年4月26日公司公告稱，擬投資120億元在湖北省葛店經濟技術開發區興辦III-V族化合物半導體項目，主營Mini/Micro LED外延與芯片產品及相關應用的研發、生產、銷售。7月29日該項目舉行開工儀

223、式。20202020年7月，長沙三安第三代半導體項目正式開工，該項目總投資160億元，主要建設具有自主知識產權的襯底、外延、芯片及封裝產業生產基地。20212021年6月，三安光電湖南項目一期投產。預計年產量達36萬片六寸碳化硅晶圓。1732.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內已上市公司情況：三安光電（已上市）公司名稱擴產項目工廠投資金額基本情況產能規劃項目進展湖南三安湖南三安碳化硅半導體產業化二期項目長沙總投資金額160億元，二期項目規模約61億元國內首條、世界第三條碳化硅全產業鏈生產線，垂直整合了自襯底材料-外延生長-晶圓制造-封裝測試等環節2020年7月建設，一期

224、2021年6月投產，2022年開始規劃二期建設6寸碳化硅晶圓規劃產能3萬片/月，即36萬片/年截至2021年底，項目已完成碳化硅產能3000片/月，該項目處于建設期，已建產能爭取2022年7月前全面達產湖南三安碳化硅半導體產業化一期項目截至2022年4月，一期項目已實現從碳化硅晶體生長到器件封測的量產線全線貫通，并于2021年11月量產下線碳化硅SBD全系列產品三安集成微波射頻、電力電子、光通訊、濾波器四大板塊的晶圓研發和生產項目廈門45億元2014年開始建設，占地面積為180000平方米光通信芯片產品21年初月產能規劃為5000片綜合月產能達30000片晶圓。21年初光通信芯片月產能達到10

225、00-2000片砷化鎵、濾波器生產項目泉州333億元(規劃)2017年開始建設，占地面積超過1500000平方米。目前已有砷化鎵和濾波器垂直整合生產線21年底月產能規劃12000片綜合月產能達8000片砷化鎵晶圓，128Mu顆濾波器公司產能情況1742.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內已上市公司情況：晶盛機電（已上市）浙江晶盛機電股份有限公司：是一家專門從事晶體材料生長、高端晶體生長設備、自動化裝備的研發、制造與銷售的企業。晶盛機電的主營業務為生產半導體材料的關鍵設備，且近年來開始布局碳化硅襯底材料生產。過往主營業務：公司圍繞硅、碳化硅、藍寶石三大主要半導體材料開發出

226、一系列關鍵設備，并適度延伸至材料領域，產品涉及光伏、半導體、LED照明和消費電子、工業四大領域。光伏領域主營業務：晶體生長設備、晶體加工設備、晶片加工設備等具體產品：全自動單晶爐、多晶鑄錠爐、滾圓磨面一體機、截斷機、切片機、疊瓦自動化生產線等半導體領域主營業務：晶體生長設備、晶體加工設備、半導體耗材產品進展：實現鍺、硅、藍寶石、碳化硅等材料的晶體生長和加工核心裝備國產化。碳化硅布局：成功生長6英寸碳化硅晶體，碳化硅外延設備已經通過客戶驗證藍寶石和工業領域藍寶石領域：提供滿足LED照明襯底材料和窗口材料所需的藍寶石晶錠和晶片工業領域：為半導體產業、光伏產業和LED產業提供智能化工廠解決方案175

227、2.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內已上市公司情況：晶盛機電（已上市）碳化硅襯底布局動向：國際上Wolfspeed、II-VI等企業的6英寸碳化硅晶片制造技術基本成熟完善，下游器件制造商對碳化硅晶片的采購需求逐漸轉為6英寸。國內襯底廠商也陸續實現6英寸碳化硅晶片量產，在8英寸碳化硅晶片尚未實現產業化的情況下，6英寸碳化硅晶片將成為市場主流產品。公司基于在碳化硅領域的經驗，近年來開始發展半導體材料端業務。公司布局半導體材料的優勢2017推出EDP15-ZJS全自動晶體滾磨一體機，兼容藍寶石、單晶硅和碳化硅晶棒的加工2018研制出6英寸碳化硅晶體生長爐，采用物理氣相沉積法

228、生長碳化硅單晶2020.8自主研發6英寸碳化硅外延爐2020.9成功開發6英寸碳化硅外延爐，兼容4英寸和6英寸碳化硅外延生長2021碳化硅外延設備實現銷售公司在晶體生長、外延設備等方面研發成果顯著：1762.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內可關注未上市標的：河北同光(未上市)公司名稱：河北同光半導體股份有限公司成立時間：2012-05-28注冊地：河北省主要業務及產品：碳化硅單晶及碳化硅單晶拋光片制造、加工和銷售碳化硅襯底布局：2021年9月5日，河北同光年產10萬片直徑4-6英寸碳化硅單晶襯底項目，在保定市淶源縣經濟開發區投產。該項目總投資約9.5億元、規劃占地11

229、2.9畝，布局單晶生長爐600臺，購置多線切割機、研磨機等加工設備200多臺，建成具有國際先進水平的碳化硅單晶襯底生產線投資亮點：碳化硅襯底項目投產后產能和銷售收入有望大幅提升。據董事長介紹，項目滿產運行后能夠將產能提升3倍，產品將面向5G通訊、智能汽車、智慧電網等領域，滿足芯片需求，預計年銷售收入5-10億元。同時，公司正謀劃建設2000臺碳化硅晶體生長爐生長基地和年產60萬片碳化硅單晶襯底加工基地，擬總投資40億元。到2025年末實現滿產運營后，預計新增產值40-50億元過往融資歷程：天使輪(中國農發重點建設基金)、A輪(國投創業)、B輪(昆侖萬維)、C輪(CPE源峰)、C+輪(中國銀河證

230、券)、D輪(聯新資本領投，云暉資本、浩瀾資本、北汽產業投資、合肥梵宇跟投)、Pre-IPO輪(匯川技術、CPE源峰、紅馬資本、聯新資本等)、戰略融資(長城汽車領投，君犀投資跟投)1772.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內可關注未上市標的：山西爍科(未上市)公司簡介：山西爍科晶體有限公司是國內從事第三代半導體材料碳化硅生產和研發的領軍企業，成立于2018年。公司全面掌握了碳化硅生產裝備制造、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，形成了碳化硅粉料制備、單晶生長和晶片加工的整套生產線。并在國內率先完成4、6、8英寸高純半絕緣碳化硅單

231、晶襯底技術攻關。碳化硅產能：現有年產能7.5萬片，未來計劃投資10億元，規劃產能為半絕緣型襯底5萬片，導電型襯底20萬片。高純碳化硅晶片4英寸6英寸N型導電型碳化硅晶片4英寸6英寸N型碳化硅晶錠、SiC粉料1782.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內可關注未上市標的：山西爍科(未上市)2009年 組建研發團隊，專業從事碳化硅研究2018年 山西爍科晶體有限公司注冊成立2019年 碳化硅材料產業基地(一期)項目成功封頂2020年 碳化硅材料產業基地(一期)項目進行試投產2020年 碳化硅材料產業基地建設完成并全面投產2021年 成功研制出8英寸晶體2022年 成功研制8英

232、寸晶片公司發展歷程最新近況2022年3月，山西爍科成功研制8英寸碳化硅晶體，并實現了8英寸N型碳化硅拋光片的小批量生產過往融資情況投資方為中電科投資1792.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內已上市公司情況：露笑科技（已上市）露笑科技：公司的傳統業務為光伏發電、漆包線和機電設備。光伏業務主要為光伏電站運營，主要形式為集中式和分布式光伏電站，客戶為國家電網。漆包線是一種涂覆固化樹脂絕緣的導電金屬電線，廣泛應用于電機、家用電器、電子通訊等領域。機電業務主要包括新能源電機、渦輪增壓器等。藍寶石行業積淀深厚業務發展歷程：公司2014年4月與伯恩光學合資設立伯恩露笑，從事藍寶石晶

233、球和晶棒的生產、生產和銷售，2014年底完成200臺藍寶石長晶設備的安裝和調試工作，2015年1月開始試生產。產品情況：預計為蘋果生產藍寶石屏幕，但由于蘋果改變技術路線，未采取藍寶石屏幕。積累了大量的生產藍寶石長晶爐的經驗藍寶石晶體與碳化硅晶體生長之間具有相似性基于藍寶石業務積淀突破多項碳化硅長晶爐和長晶環節關鍵技術1完成6英寸石英管式碳化硅晶體生長爐開發2完成大尺寸碳化硅單晶制備相關理論研究，通過計算機模型輔助計算，形成單晶制備過程物質與熱量傳輸、缺陷演變等基本規律3緩解晶型生長控制難、微管密度大、晶體背向腐蝕問題，提升單晶質量4合成高純度碳化硅原料，原料中對電阻率提升有害的特定雜質的濃度小

234、于1ppm1802.3.2 碳化硅產業鏈供給分析：襯底環節2.3.2.7 國內已上市公司情況：露笑科技（已上市）致力打造碳化硅“設備-襯底-外延”的產業鏈布局：在碳化硅長晶爐(設備)方面，公司2020年公告和中科鋼研、國宏中宇簽訂約3億元的碳化硅長晶爐銷售合同。碳化硅襯底布局情況：露笑科技于2020年10月與合肥北城資本管理有限公司、長豐四面體新材料有限公司簽署合資協議，約定三方合作在合肥長豐縣投資建設“第三代功率半導體(碳化硅)產業園項目”，項目公司即合肥露笑半導體材料有限公司。露笑科技增資完成后將持有合肥露笑半導體55.65%股權。該項目分三期擬合計投資100億元，分階段實現6英寸和8英寸

235、導電型碳化硅襯底片及外延片量產。目前布局進度：目前已經實現6英寸碳化硅襯底片年產能2.5萬片，預計2022年6月將擴張至10萬片。公司2020年11月24日公告，與東莞天域簽訂戰略合作協議，東莞天域將優先選用公司的6英寸導電型碳化硅襯底，2022、2023、2024年公司需為東莞天域預留產能不少于15萬片。項目階段項目內容預計投入資金(億元)一期年產24萬片6英寸導電型碳化硅襯底片產線6英寸碳化硅外延片中試線研發中心建設21二期年產10萬片6英寸碳化硅外延片生產線年產10萬片8英寸碳化硅襯底片生產線39三期年產10萬片8英寸碳化硅外延片生產線年產15萬片8英寸碳化硅襯底片生產線401812.3

236、.3 碳化硅產業鏈供給分析：外延環節2.3.3.1 外延是碳化硅生產的第二核心，外延質量將直接影響器件性能 碳化硅外延片是指在碳化硅襯底上生長一層有一定要求的單晶薄膜(外延層)的碳化硅片。在晶體生長和晶片加工的過程中，不可避免地會在表面或近表面產生缺陷，導致襯底的體材料質量和表面質量下降，直接影響器件性能。而外延層生長可以消除許多缺陷，使晶格排列整齊，表面形貌得到改觀。碳化硅外延生長方法與晶體生長方法相近。外延生長有化學氣相沉積法(CVD法)、液相外延法(LPE法)、升華或物理氣相傳輸法(PVT法)、分子束外延法(MBE)法。目前主流方法為化學氣相沉積法。外延過程關鍵因素是C/Si原子比率。它

237、的變化會影響外延層的背景摻雜濃度、外延層的導電類型、外延生長速率、外延缺陷密度、外延層表面粗糙度等。外延質量對器件性能影響很大，同時外延質量也非常依賴襯底質量。在碳化硅襯底上異質生長氮化鎵外延層，可用來制造中低壓高頻功率器件(小于650V)、大功率微波射頻器件以及光電器件。在碳化硅襯底上同質生長碳化硅外延層，可用于制造高壓功率器件。外延加工占碳化硅器件成本結構的23%，僅次于襯底材料。碳化硅襯底碳化硅外延氮化鎵外延SBD,MOSFET,IGBTGaN HEMT,GaN MOSFETGaN HEMTGaN HBTGaN MESFETVESEL,LD,Mini LED1822.3.3 碳化硅產業鏈

238、供給分析：外延環節2.3.3.2 外延市場競爭格局：外延技術與設備高度融合，外延設備由四大公司壟斷外延環節技術壁壘相對較低，對第三方廠商的成熟設備依賴程度高：外延設備主要由意大利LPE、德國Aixtron、日本TEL和Nuflare壟斷。具體而言，各個外延企業基本是使用上述公司的商用設備，買設備就會有相應的工藝匹配，就能夠做出產品，國內外差距不大。國際與國內公司情況：國際上碳化硅外延企業主要有昭和電工、II-VI、Norstel、Wolfspeed、ROHM、三菱電機、英飛凌等。國內主要為東莞天域和瀚天天成，兩家公司均已實現產業化，可供應4-6英寸外延片。技術門檻較低上游襯底廠商滲透下游器件廠

239、商滲透外延環節的危機與投資思路：獨立外延企業必須加大體量形成規模優勢，降低價格因此該領域新企業進入較少1832.3.3 碳化硅產業鏈供給分析：外延環節2.3.3.3 外延市場價格變動趨勢碳化硅襯底是碳化硅外延的主要成本來源，未來單位面積價格有望下降：在外延價格構成中，襯底占據了外延50%以上的成本，隨著襯底價格下降，碳化硅外延價格也有望降低。碳化硅外延的成本構成還包括設備、廠務和人工成本部分，隨著設備的改進，此類成本也將降低：隨著客戶對外延質量要求的提高，研發和良率損失部分成本也將保持在7%左右。184碳化硅外延片成構成碳化硅外延價格發展趨勢（RMB/）資料來源：CASA資料來源：CASA2.

240、3.3 碳化硅產業鏈供給分析：外延環節2.3.3.4 國內可關注未上市標的：瀚天天成(未上市)瀚天天成電子科技(廈門)有限公司：公司于2011年3月在廈門成立，是一家研發、生產、銷售碳化硅外延晶片的中美合資企業。公司是國內首家、全球第四家可以生產銷售6英寸碳化硅外延晶片的公司，是中國第一家提供產業化3英寸、4英寸和6英寸碳化硅半導體外延晶片的生產商。主營業務：碳化硅外延晶片，目前產品已經可以滿足600V、1200V、1700V、3300V功率器件的量產需求。主要客戶：公司已有客戶100多家，其中海外客戶45家，包括安森美、博世，國內客戶主要是華為、時代電氣、比亞迪半導體、泰科天潤等。盈利能力：

241、公司2020及2021年營收為6000萬、1.7億，凈利潤為-1000萬和2000萬，2022及2023年預測營收為5億和10億，凈利潤為2億和4億。產能布局：碳化硅產業園項目一期投資6.3億元，目前已投產；二期項目總投資13.4億元，將新建10條6英寸產線。一期產能6萬片/年，二期產能40萬片/年2011.03公司成立2012.03開始供應3英寸和4英寸碳化硅半導體外延晶片2014.4開始供應6英寸碳化硅外延晶片2020華為哈勃投資入股1852.3.3 碳化硅產業鏈供給分析：外延環節2.3.3.4 國內可關注未上市標的：瀚天天成(未上市)引入外延設備巨頭AIXTRON設備：2019年11月，

242、AIXTRON為瀚天天成提供一臺AIX G5WW C設備，支持公司進一步開發下一代碳化硅外延片產品，主要用于制造電動汽車中的功率器件。隨著AIX G5WW C設備引入，2019年公司年產能增加到60000片。碳化硅產業園項目(一期)建成投產：2018年5月備案信息顯示，瀚天天成碳化硅產業園項目(一期)總投資6.3億元，擬建6英寸碳化硅外延晶片產業化項目，目前一期項目已建成投產。碳化硅產業園項目(二期)正在建設：2021年5月9日報道，瀚天天成二期項目總投資13.4億元，將新建10條6英寸碳化硅生產線。同時，二期項目還將完成高品質6英寸碳化硅外延片的研發，實現外延表面致命缺陷密度0.5cm2、外

243、延片內摻雜濃度均勻性5%、表面大于0.3um的顆粒50個。備案時間項目內容金額2020年12月高質量6英寸SiC外延片的研發和產業化項目，建設10條6英寸碳化硅外延片生產線1.59億元2020年9月瀚天天成碳化硅加速擴產項目，建筑面積41206平方米13.4億元2019年5月6英寸碳化硅外延晶片生產線技術改造項目0.3億元2018年12月6英寸碳化硅外延創新技術產業化項目，計劃采購3臺碳化硅外延爐及其配套檢測設備等，對6英寸碳化硅外延生產線進行創新技術升級1.37億元2018年6月6英寸碳化硅外延晶片生產線技術改造項目0.3億元2018年5月“瀚天天成碳化硅產業園”項目，購置一批碳化硅外延爐及

244、檢測設備等，擬建6英寸SiC外延晶片產業化項目6.3億元1862.3.3 碳化硅產業鏈供給分析：外延環節2.3.3.4 國內可關注未上市標的：瀚天天成(未上市)過往融資歷程：時間融資輪次投資機構2022-05-20戰略融資銀潤資本2020-11-27戰略融資哈勃投資2020-06-23戰略融資中南創投2020-03-01A+輪惠友資本2019-09-24A輪Elevation Capital2016-02-04Pre-A輪廈門火炬創投、國開行2015-01-27天使輪高新科創1872.3.3 碳化硅產業鏈供給分析：外延環節2.3.3.4 國內可關注未上市標的：東莞天域(未上市)東莞市天域半導體

245、科技有限公司：公司成立于2009年，是我國首家專業從事第三代半導體碳化硅外延片研發、生產和銷售的高新技術企業。2010年，公司與中國科學院半導體所合作成立了“碳化硅技術研究院”。公司是中國第一家獲得汽車質量認證(IATF 16949)的碳化硅半導體材料供應鏈企業，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。碳化硅領域布局：東莞天域在中國擁有最多的碳化硅外延爐，目前碳化硅外延片產能為5000片/月，即6萬片/年。根據公司與露笑科技的協議，預計公司未來碳化硅外延片出貨量將超過15萬片/年。上游供應商布局 2021.11：世界級碳化

246、硅襯底供應商II-VI成為東莞天域的戰略合作伙伴，為天域提供6英寸導電型SiC襯底 2021.11：2022-2024年露笑半導體需為東莞天域預留6英寸導電型襯底不少于15萬片碳化硅外延片擴產 2022.4：松山湖擬征收地塊6.316公頃，合計94.7畝，保障東莞天域半導體項目落地 該項目主要內容為新增產能達100萬片/年的6/8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研發；6/8英寸碳化硅外延晶片的生產和銷售 項目計劃2025年竣工。預計2025年實現營收8.7億元，2028年全面達產實現年營收84.7億元過往融資歷程2021年7月1日，獲得華為哈勃投資的戰略融資公司最新

247、一輪投前估值120億，融資12億，計劃2023年上半年申報IPO1882.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.1 碳化硅器件行業全球競爭格局SiC器件(國內|國外)泰科天潤華潤微比亞迪半導體新潔能世紀金光聞泰科技斯達半導基本半導體揚杰科技Wolfspeed(美國)ROHM(日本)Infineon(德國)CR5ST(意大利)Onsemi(美國)Wolfspeed,27%ROHM,22%Infineon,16%ST,8%其他,27%全球SiC功率器件競爭格局新能源汽車,33%電源設備,21%光伏,17%國防軍工,11%牽引系統,8%充電樁,5%其他,5%SiC功率器件下游應用分布 在

248、SiC功率器件領域，全球主要的市場份額掌握在美國Wolfspeed和日本ROHM兩大全產業鏈覆蓋的行業龍頭手中，市占率分別為27%和22%。由于SiC的認證周期較長，中國廠商切入速度相對緩慢。目前SiC器件滲透率較低，主要受制于原材料(襯底、外延)的產能緊缺，提高碳化硅襯底、外延產能以及產品品質是碳化硅產業發展的主要方向。瞻芯電子派恩杰愛仕特上海瀚薪美浦森時代電氣清純半導體清芯半導體長飛半導體1892.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.1 碳化硅器件行業全球競爭格局國產廠商情況：如下圖所示為各類廠商碳化硅器件的具體布局，可以發現相比于國外廠商的多元化布局，國內廠商大部分仍以碳化

249、硅SBD為主，部分公司開始布局碳化硅MOSFET，但大部分平面型結構。1902.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.2 碳化硅器件國內外技術差距溝槽結構成本和性能優勢明顯：目前ROHM Gen3結構(Gen1 Trench)結構的芯片面積相當于Gen2(Plannar2)的75%，導通電阻可降低50%；ROHM Gen3結構(Gen2 Trench)結構使導通電阻比以往產品降低了40%，并使開關損耗比以往產品降低50%。碳化硅MOSFET結構概況：不管是從國內還是國外來看，可量產的SiC溝槽結構高度稀缺。目前平面結構廠商主要包括Wolfspeed、ST，國內包括瞻芯、瀚薪和派恩杰

250、等公司。而業界能夠量產SiC溝槽結構的僅有ROHM的雙溝槽結構、英飛凌的半包溝槽結構和日本住友的接地雙掩埋結構。芯片面積減少75%導通電阻降低40%開關損耗降低50%1912.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.3 國內器件廠商未來發展趨勢：MOSFET廠商可能面臨更大成本壓力現階段MOSFET廠商具有優勢：SiC MOSFET相比SiC SBD的難度大，毛利率高，產品賺錢能力更強。同時在全球碳化硅MOSFET缺貨的背景下，國內廠商具有較大的國產替代空間，目前已有瞻芯電子、派恩杰和基本半導體等公司的碳化硅MOSFET正在出貨。未來國產MOSFET可能面臨較大競爭壓力：相比于SBD

251、，MOSFET對晶圓尺寸成本效益的敏感度明顯更高，隨著國外廠商8寸晶圓的量產，可能會使國外MOSFET毛利率大幅提高，屆時國產MOSFET公司將面臨較大競爭壓力，缺乏競爭優勢。同時從目前技術代差來看，國內外的SBD技術差距較小，有追趕機會，但MOSFET技術代差較大，短期內國產公司可能較難完成從平面型結構向溝槽型結構的轉變。產品類別國內領先國際領先備注工藝SBD6寸量產8寸即將量產MOSFET6寸通過工業級認證8寸即將量產設計SBD差距較小國際領先公司的產品芯片面積比國內小20%-30%MOSFET平面型溝槽型良率SBD差距較小，國內已經能達到90%以上SBD對8寸不敏感MOS對8寸很敏感MO

252、SFET演進到8寸之后，差距將進一步擴大1922.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.3 國內器件廠商未來發展趨勢：MOSFET廠商可能面臨更大成本壓力未來國產MOSFET可能面臨較大成本壓力：Wolfspeed公告稱8寸MOSFET成本能降低約63%，若溝槽結構的成本為平面結構的75%(根據ROHM產品數據測算)，則當溝槽結構演變到8寸平臺時，成本將大幅降低。國內外廠商利潤空間對比：如果國外的溝槽型MOSFET能夠演變到8寸，相比于6寸平面型MOSFET，毛利率將具有明顯的優勢，則國外器件廠商為了搶占市場，將有更大的降價空間，使國內廠商處于不利地位。1932.3.4 碳化硅產業

253、鏈供給分析：器件環節2.3.4.4 國內廠商發展模式對比：IDM和FablessIDM的主要優勢：(1)SiC的IDM模式對系列化的產品開發速度更快、成本更低；(2)IDM模式壟斷了全球稀缺的工藝來源，能夠更好地保證公司產品的供應。Fabless的主要優勢：(1)有利于MOSFET，由于國內IDM還不具備成熟的碳化硅MOSFET工藝能力，只能選擇代工，Fabless在MOSFET的進展速度更快；(2)國外代工廠相比于國內供應鏈，更容易讓客戶接受，下游客戶認證周期變短；(3)后期隨著襯底技術發展，不需要公司自身投入資本切換產線，只需代工廠自行切換為8英寸產線，節省了額外的工藝研發和資本性支出。I

254、DMFabless工藝設計可雙向互動可自主掌控產能實驗性投片成本較低工藝研發速度快量產能力強晶圓尺寸升級靈活工業研發速度慢量產能力弱晶圓尺寸升級不靈活需要迎合代工廠的工藝水平掌控產能的能力弱試驗流片成本高對SiC SBD友好對SiC MOSFET友好優勢劣勢優勢劣勢2.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.5 器件價格變化趨勢195碳化硅電力電子器件價格進一步下降，與同類型Si器件價差縮?。寒斍疤蓟杵骷杀炯s為硅的4-5倍，而器件的主要成本來源是碳化硅襯底，在上游襯底材料商紛紛擴產后，未來2-3年碳化硅襯底供應加大，襯底價格下降有望帶動碳化硅器件的成本下降。變動趨勢：2020年受

255、疫情影響，產品供貨周期延長，但從全年情況來看，碳化硅器件有所下降，與傳統產品的價差持續縮小。SiC SBD產品價格略有下降，降幅較前兩年有所收窄。價格對比：根據CASA中Mouser數據顯示，650V的碳化硅SBD年底均價較2019年底下降了13.2%，1200V的碳化硅SBD均價2020年較2019年下降了8.6%，與硅器件的差距在4.5倍左右。SiC MOSFET降價明顯，與硅器件價差收窄到2.53倍之間。因此，隨著6英寸晶圓不斷擴產形成規模經濟后，碳化硅MOSFET的價格有望下降。650V碳化硅SBD價格（元/A）1200V碳化硅SBD價格（元/A）2019與2020SIC MOSFET

256、價格對比（元/A）資料來源：Mouser，Digi-key，CASA資料來源：Mouser，Digi-key，CASA資料來源：Mouser，CASA2.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內公司：時代電氣(已上市)公司名稱：株洲中車時代電氣股份有限公司；公司定位：IDM模式企業，同時掌握IGBT、SiC、大功率晶閘管、IGCT器件及其組件技術；碳化硅主要產品：碳化硅SBD；碳化硅產能：2022年4月開始建設項目，工期24個月，預計將現有4英寸碳化硅芯片線10000片/年的能力提升到6英寸碳化硅芯片線25000片/年；過往SiC布局2017年，公司碳化硅器件項目通過科技成果

257、鑒定高性能SiC SBD、MOSFET電力電子器件產品研制與應用驗證實現SiC SBD 650V/150A、1200V/100A、1700V/50A、3300V/32A、5000V/3A五個代表品種的研制目前已經實現出貨的產品主要是碳化硅SBD，已經應用于軌道交通、電動汽車等領域近期動向2022年4月12日，公司宣布其控股子公司株洲中車時代半導體有限公司擬投資4.62億元進行碳化硅芯片生產線技術能力提升建設項目，項目建設工期為24個月項目建成達產后，預計將掌握溝槽型SiC MOSFET的研發能力，同時將現有4英寸芯片提升到6英寸，將現有4英寸碳化硅芯片線10000片/年的能力提升到6英寸碳化硅

258、芯片線25000片/年布局亮點：將掌握溝槽型碳化硅MOSFET研發能力、當前芯片尺寸升級、產能擴大1962.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內公司標的：聞泰科技(已上市)公司名稱：聞泰科技股份有限公司；公司定位：IDM模式；布局動向：2019年6月，聞泰科技斥資268億元收購全球功率半導體龍頭安世半導體；2020年12月，領投國內第三代半導體企業基本半導體的B輪融資，用于加強車規級碳化硅功率模塊的研發和生產；SiC產能：2021年11月，推出工業級650V/10A的碳化硅SBD，該產品樣品已經開始供貨。同時其收購公司安世半導體的漢堡晶圓廠已經部署Aixtron的MOCV

259、D設備，采用G5 WWC技術進行碳化硅外延批量生產。碳化硅起量：2021年11月，公司旗下安世半導體推出工業級650V/10A的碳化硅SBD，正式進入高功率碳化硅二極管市場。安世半導體計劃持續擴充碳化硅二極管產品組合，預計推出共計72款在650V和1200V電壓、6-20A電流范圍下工作的工業級部件和車規級部件。產學研能力：2022年1月，聞泰科技與清華大學成立工業與車規半導體芯片聯合研究中心。雙方此次聯合對于發揮雙方優勢，攻關解決車規半導體芯片領域的關鍵核心技術、推動產教融合和行業發展具有重要意義。1972.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內公司：斯達半導(已上市)公

260、司名稱：嘉興斯達半導體股份有限公司；公司定位：國內IGBT龍頭企業，同時致力于二極管、SiC等功率芯片的設計和工藝以及IGBT、SiC等功率模塊的設計、制造和測試；已經從Fabless向IDM轉型；碳化硅產能：公司SiC芯片研發及產業化項目達產后，預計將形成年產6萬片6英寸碳化硅芯片的能力。同時公司還建設了年產8萬顆車規級全碳化硅功率模組生產線和研發測試中心；碳化硅功率模塊：2020年6月，宇通客車宣布其新能源技術團隊正在采用斯達半導體和Wolfspeed合作開發的1200V碳化硅功率模塊，推進碳化硅逆變器在新能源大巴領域的應用。持續擴產：2020年12月，公司擬總投資2.29億元建設全碳化硅

261、功率模組產業化項目，建設年產8萬顆車規級全碳化硅功率模組生產線和研發測試中心；2021年6月，公司向“SiC芯片研發及產業化”等4個項目擬募資35億元，年產能目標為6萬片6英寸碳化硅芯片。1982.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內公司：華潤微(已上市)公司名稱：華潤微電子有限公司；公司定位：國內IDM功率半導體龍頭，MOSFET銷量全國領先；發展優勢：擁有豐富的硅基功率器件經驗，前瞻性布局第三代半導體領域，利用IDM優勢，從產品設計、制造工藝、封裝技術和系統應用等方面大力推進碳化硅器件產品的產業化；碳化硅產能：650V/1200V的碳化硅JBS已經穩定銷售；截至202

262、1年11月，公司自用的6英寸碳化硅晶圓生產線的產能約為1000片/月，年產能1.2萬片。2020年7月：公司發布第一代650V/1200V的工業級碳化硅SBD產品系列，已經進入目標領域多個標桿客戶2021年12月：公司發布自主研發的1200V碳化硅MOSFET，并推出第二代650V/1200V的碳化硅JBS產品升級迭代材料端布局對產業鏈上游進行相關布局，目前已經參股國內頭部碳化硅襯底和外延廠商，例如廈門瀚天天成等。1992.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內公司：新潔能(已上市)公司名稱：無錫新潔能股份有限公司；公司定位：Fabless龍頭，是國內MOSFET等功率器件

263、設計領域的領軍企業；碳化硅產能：碳化硅MOSFET產品處于流片驗證階段，一廠區的碳化硅SBD設計產能為691.2萬顆/年，碳化硅MOSFET為134.4萬顆/年。2021年11月：公司擬募資不超過14.5億元，用于建設SiC/GaN產業化等項目“SiC/GaN功率器件及封測的研發及產業化”項目總投資約2.23億元，2024年建成后可年產SiC/GaN功率器件2640萬只“SiC/IGBT/MOSFET等功率集成模塊的研發及產業化”項目總投資約5.08億元，建成后將年產362.6萬只SiC/IGBT/MOSFET等功率集成模塊定增擴產SiC研發能力公司積極與高校和科研院校開展聯合研發目前已建立江

264、蘇省功率器件工程技術研究中心、東南大學-無錫新潔能功率器件技術聯合研發中心、江南大學-無錫新潔能功率器件技術聯合研發中心2002.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內公司：揚杰科技(已上市)公司名稱：揚州揚杰電子科技股份有限公司；公司定位：集芯片設計、制造、封測為一體的功率半導體IDM廠商；主要產品：各類電力電子器件芯片、MOSFET、IGBT、碳化硅SBD、碳化硅JBS、大功率模塊、功率二極管等；碳化硅產能：2019年，公司650V/1200V碳化硅器件開發成功，碳化硅MOSFET系列產品正在與行業相關客戶進行合作，各項可靠性指標已達標；重要營收來源IGBT和MOSFE

265、T等半導體器件是公司的主要營收來源2021年上半年，公司半導體器件收入15.7億元，占總收入75.7%，同比上升77.1%產品應用市場：下游應用領域廣泛，其中光伏領域收入占公司總收入的比重達到15%-20%布局SiC時間較早2015年：募資1.52億元用于碳化硅芯片、器件研發及產業化建設項目2019年：650V/1200V碳化硅器件開發成功2021年：碳化硅MOSFET實現小批量生產2012.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內公司：比亞迪半導體(已上市)比亞迪半導體發展歷程：比亞迪成立芯片設計部，主攻電池保護IC的研發2002年正式進軍IT行業微電子及光電子領域2004

266、年成立微電子項目部及光電子項目部2005年成立LED項目部2007年完成LED全產業鏈布局，正式成立照明品牌2010年公司完成微電子與光電子部門的整合2014年公司正式更名為比亞迪半導體有限公司2020年功率半導體：包括IGBT模塊和SiC模塊在內的，從設計、制造、封裝與測試到系統級應用的全產業鏈IDM模式制造智能控制IC：主要是工業級和車規級MCU芯片，用編程來實現系統控制，公司目前采用Fabless生產模式智能傳感器：CMOS圖像傳感器、指紋傳感器、電磁傳感器。用于檢測光線、指紋及電磁變化，目前采用Fabless光電半導體：LED產品及精密光電器件等。主要是生產車燈和LED面板制造及服務：

267、為客戶提供功率器件和集成電路的晶圓制造、封裝測試和LED照明管理服務，基本是代工生產比亞迪半導體五大主營業務板塊2022.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內公司：比亞迪半導體(已上市)比亞迪半導體碳化硅布局時間線：2020年 比亞迪推出首款1200V 840A/700A三相全橋碳化硅功率模塊，已應用到比亞迪車型上。2022年 公司于2022.6.20宣布，近期全新推出1200V 1040A 碳化硅功率模塊，克服模塊空間限制的難題，在不改變原有模塊封裝尺寸的基礎上將模塊功率大幅提升了近30%，主要應用于新能源汽車電機驅動控制器。2021年 今年6月比亞迪上市申請獲得受理，

268、計劃投資31億元建設3個項目，其中包括建設SiC晶圓生產線。該項目總投資超過7.3億，年產能達24萬片。2017年 比亞迪微電子團隊自主研發出兩款碳化硅功率MOS器件BF930N120SNU(1200V/30A)和BF960N120SNU(1200V/60A)，N溝道增強型功率MOSFET，并同步研制開發1200V/200A和1200V/400A全碳化硅MOS模塊。2021年 比亞迪漢EV車型上已開始使用自主研發的SiC MOSFET，預計2023年，比亞迪將在旗下的電動車中，實現SiC基車用功率半導體對硅基的全面替代。2032.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注

269、未上市標的：基本半導體(未上市)公司簡介：深圳基本半導體有限公司是中國第三代半導體行業領軍企業，成立于2016年6月，專業從事碳化硅功率器件的研發與產業化。公司總部位于深圳，在北京、上海、南京、無錫以及日本名古屋設有研發中心和制造基地。公司擁有一支國際化的研發團隊，核心成員包括來自清華大學、中國科學院、英國劍橋大學、德國亞琛工業大學、瑞典皇家理工學院、瑞士洛桑聯邦理工學院等國內外知名高校及研究機構的博士。主要成就：國家5G中高頻器件創新中心股東單位，獲批中國科協產學研融合技術創新服務體系第三代半導體協同創新中心、廣東省第三代半導體碳化硅功率器件工程技術研究中心。累計獲得專利授權百余項，獲得中國

270、專利優秀獎、深圳市專利獎、2020“科創中國”新銳企業、“中國芯”優秀技術創新產品獎、中國創新創業大賽專業賽一等獎等。碳化硅SBD碳化硅MOSFET裸片和晶圓服務650V/1200V SiC SBD裸片和晶圓1200V SiC MOSFET裸片和晶圓全碳化硅功率模塊和分立器件車規級半橋MOSFET模塊、三項全橋MOSFET模塊、塑封單面散熱半橋MOSFET模塊等混合碳化硅分立器件2042.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：基本半導體(未上市)2022.03“2021年度電子元器件行業優秀國產品牌企業”2021.11“國產功率器件封測設備與材料產業應用發

271、展功勛企業”2021.11“GDSIA 2021年度先進貢獻獎”2021.04 推出PD快充用碳化硅二極管，為國內首創的極致小尺寸2021.01 入選2020“科創中國”新銳企業榜單2020.12“2020年度中國電動汽車核心零部件100強”2020.11 入選畢馬威“芯科技”新銳企業50榜單2019.10 獲得“中國芯”優秀技術創新產品獎企業過往榮譽過往融資歷程2017年天使輪 英智劍橋科技投資、力合創投等2018年戰略融資 深圳青銅劍科技股份有限公司2019年A輪融資 力合創投、涌鏵投資、仁智資本2020年戰略融資 中車時代、安芯投資2020年B輪融資 聞泰科技、力合創投、上海喜車等202

272、1年戰略融資 博世2021年C輪融資 松禾資本、力合金控、博世、佳銀等2022年C+輪融資 藍海華騰、招銀國際、廣汽資本公司估值超過30億2052.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：基本半導體(未上市)產能情況：首批碳化硅模塊產品下線2021年12月30日，基本半導體在無錫市新吳區的汽車級碳化硅功率模塊制造基地正式通線運行，首批碳化硅模塊產品成功下線國內第一條汽車級碳化硅功率模塊專用產線計劃于2022年3月進行小批量試產，年中實現量產交付，2022年產能為25萬只模塊，2025年之前將提升至150萬只PcoreTM6碳化硅功率模塊已經通過國內頭部車企的

273、選型和測試，獲得小批量驗證訂單碳化硅相關產學研合作基本半導體、清華大學、國家新能源汽車技術創新中心、廈門金龍、方正電機等單位共同參與“高性能輪轂電機及模塊化總成集成關鍵技術與應用”項目基本半導體參與子課題“輪轂電機高可靠SiC器件封裝及其狀態監測與智能驅動技術”，適應輪轂電機控制器惡劣運作環境和高功率密度、高可靠性的要求2062.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：上海瀚薪(未上市)公司簡介：上海瀚薪科技有限公司是一家致力于研發與生產第三代寬禁帶半導體功率器件與功率模塊的高科技企業，成立于2019年10月，是一家能大規模量產車規級碳化硅MOS管、二極管并

274、規模出貨給全球知名客戶的國產公司，瀚薪的產品應用涉及的行業包括新能源汽車OBC、DC/DC轉換器、充電樁、光伏逆變器、通信電源、高端服務器電源、儲能、工業電源、高鐵和航空工業等，應用領域廣泛。目前估值在30億左右。碳化硅SBDTO220 Gen3TO263 Gen3TO252 Gen3TO247 Gen3碳化硅MOSFETTO247TO220-3LTO2602020年戰略融資 架橋投資、東方富海、眾合瑞民2021年Pre-A輪 匯川技術、尚頎資本、國家集成電路產業投資基金、恒旭資本2021年A輪 臨港科創投、匯川技術、廣汽資本、國投招商、上汽投資、寧德時代、陽光電源2072.3.4 碳化硅產業

275、鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：泰科天潤(未上市)公司名稱：泰科天潤半導體科技（北京）有限公司成立時間：2011-04-21注冊地：北京市主要業務及產品：IDM公司，集碳化硅器件、功率模塊的設計、研發、制造和應用為一體碳化硅器件布局：2021年6英寸碳化硅電力電子器件生產線進入量產，一期產能預計為6萬片/年；投資亮點：2018年公司通過IATF16949車規認證體系，碳化硅SBD產品在國內率先通過AEC-Q101認證；過往融資歷程：天使輪(首都科技)、A輪(中科招商、水木易德、遨問創投)、A+輪(拓金資本、廣發乾和、三峽資本)、B輪(拓金資本)、C輪(三峽資本、遨問創

276、投、新鼎資本)、C+輪(瑞業資產)、D輪(TCL資本、SK海力士)。目前估值20億左右。2082.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：派恩杰(未上市)公司簡介：派恩杰半導體(杭州)有限公司成立于2018年9月，是一家專注于第三代半導體功率器件的設計和銷售的Fabless公司。公司產品由X-FAB代工，已經量產50多款碳化硅SBD、碳化硅MOSFET功率器件，公司的碳化硅MOSFET涵蓋650V-1700V電壓平臺（650V和1200V為主），國產替代優勢明顯。取得資質及榮譽：ISO9001:2015質量體系認證，浙江省科技型中小企業，國家高新技術企業，第

277、六屆浙江省“火炬杯”創新創業大賽省級決賽三等獎，國際第三代半導體專業賽全球總決賽優勝獎，2019年創客杭州“富春硅谷杯”創新創業大賽第二名，中國半導體投資聯盟主辦的“中國芯力量”最具投資價值獎。2019年Gen3 1200V SiC MOS2020年650V SiC MOS1700V SiC MOS2021年650V SiC SBD1200V SiC SBD截至2021年7月，已經簽訂2000萬銷售訂單過往融資歷程2021年3月：天使輪，創東方投資2021年9月：Pre-A輪，湖杉資本2022年1月：戰略融資，創東方目前公司估值10億出頭。2092.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3

278、.4.6 國內可關注未上市標的：派恩杰(未上市)碳化硅布局亮點：碳化硅SBD國產化率已經較高，但碳化硅MOSFET可出貨國產公司仍然比較少，公司為其中一家，且產品已通過車規級認證。2021年派恩杰SiC MOSFET產品在新能源汽車OBC應用驗證取得突破，獲得新能源汽車龍頭企業數千萬訂單。目前公司和xfab簽訂一個為期5年的長期合作協議，預計大概能保證每年一萬片6寸片的晶圓。產品技術對比：SiC MOSFET的性能與可靠性追趕國際領先廠商。派恩杰的第三代平面柵碳化硅MOSFET技術，具有業內領先的HDFM指標和較低的開關損耗，在高溫下運行仍有較高效率，在2021年推出了全球Qgd x Rds(

279、on)（開關品質因數）最小的MOS產品。廠商派恩杰STWolfspeedROHM某國產品牌產地中國歐洲美國日本中國技術平臺第三代平面第二代平面第三代平面第三代溝槽平面型結構Rds,on(毫歐)8060758080Qgd(nC)9.335202554HDFM27.345.838.744.765.7歸一化HDFM11.681.421.642.41Rds：導通電阻越小，工作時的損耗越小Qgd：Qgd越小，開關損耗越低HDFM=三個參數均為越小越好，可以看出派恩杰碳化硅MOSFET產品的參數與國際領先廠商比肩2102.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：瞻芯電子

280、(未上市)公司簡介：上海瞻芯電子科技有限公司是一家聚焦于碳化硅半導體領域的高科技芯片公司，于2017年在上海臨港成立，是國內第一家自主開發并掌握6英寸SiC MOSFET產品以及工藝平臺的公司。瞻芯電子以虛擬IDM模式與國內一線半導體行業的合作伙伴完成晶圓制造、芯片封裝、模塊封裝、性能測試和可靠性測試等工作環節，為中國新能源產業提供以碳化硅應用為核心的一站式Turn-key芯片解決方案。SiC SBD電壓IF產品狀態11200V5A量產21200V10A量產31200V10A量產41200V10A量產51200V15A量產61200V20A量產71200V20A量產81200V20A量產912

281、00V30A量產101200V30A量產111200V40A量產碳化硅SBD產品基本實現量產SiC MOSFET電壓Rds產品狀態11200V80毫歐量產21200V80毫歐量產碳化硅MOSFET已經部分實現量產碳化硅模組產品SiC Module電壓ID封裝11200V100A1B21200V200A62mm2112.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：瞻芯電子(未上市)2017.12 A輪融資：麥格米特、云懿投資、北京市意耐特科技有限公司2020.10 戰略融資：臨芯投資、金浦投資、北汽產業投資2021.10 A+輪融資：小米集團2021.11 A+輪

282、融資領投：小米集團、國投招商、光速中國跟投：廣汽資本、寧德時代、浦東科創、湖南高新投、沃賦資本、臨芯投資、廣發信德2022.02 戰略融資：小鵬汽車。目前公司估值20億出頭。2122.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：愛仕特(未上市)公司名稱：深圳愛仕特科技有限公司成立時間：2017-12-18注冊地：廣東省深圳市主要業務及產品：主要從事第三代半導體碳化硅大功率電力電子芯片與模塊，碳化硅MOSFET芯片設計、模塊生產、系統開發全產業鏈，產品包括SiC 二極管、SiC MOSFET、SiC IPM、SiC功率模塊等。碳化硅器件布局：已經量產20多款從65

283、0V-3300V的SiC MOSFET芯片和模塊產品；投資亮點：愛仕特已經建立了車規級碳化硅MOSFET模塊專用工廠，實現了全碳化硅MOSFET功率模塊的批量生產，并出口歐洲和美國客戶，獲得IATF 16949:2016汽車質量體系和ISO 9001:2015體系證書，預計2022年可在新能源汽車裝車使用超過百萬輛；過往融資歷程：僅經歷兩輪融資，2018年天使輪投資人為松禾資本、深圳市本清投資管理有限公司，2021年獲得戰略融資，投資方為上海金研碳企業管理中心(有限合伙)。目前公司估值13億左右。2132.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：美浦森(未上

284、市)公司名稱：深圳市美浦森半導體有限公司成立時間：2014-08-11注冊地：廣東省深圳市主要業務及產品：專業功率半導體元器件設計公司，產品包括高中低壓功率場效應管全系列產品（Trench MOSFET/SGT MOSFET/Super Junction MOSFET/Planar MOSFET）、SiC 二極管、SiC MOSFET等，產品廣泛應用于汽車電子、5G通信、工業電源、PC電源、LED電源、消費電子、PD快充等領域。碳化硅器件布局：已經具有碳化硅MOSFET產品批量供應能力，碳化硅二極管已批量交付整車廠及光伏廠商；投資亮點：美浦森核心團隊來源于中芯國際、華虹半導體、美國AOS、韓國

285、Power Devices等知名廠家，擁有10-15年以上的功率半導體器件研發及市場經驗；過往融資歷程：2022年完成A輪融資，領投機構為創東方投資，跟投機構為和而泰智能。2142.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：清芯半導體(未上市)公司名稱：東莞清芯半導體科技有限公司成立時間：2018-08-28注冊地：廣東省東莞市主要業務及產品：致力于第三代半導體功率芯片及器件研發和產業化。碳化硅器件布局：公司以IDM模式進行產業鏈和供應鏈的優化，擁有6英寸芯片生產線、功率模塊封裝線。截至2022年4月，公司已經建設完成6英寸SiC功率器件中試生產線，覆蓋SiC

286、功率器件設計、制造、測試、封裝和可靠性評估等環節，實現碳化硅器件自主研發，研發的1200V、2000V、3300V的碳化硅功率器件產品逐步進入量產階段。投資亮點：公司是松山湖材料實驗室創新樣板工廠孵化項目，得到清大創投、清大莞商、鶴灣投資等產業基金支持；過往融資歷程：2021年獲得戰略融資，投資方為大米創投。2152.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：清純半導體(未上市)公司名稱：清純半導體(寧波)有限公司成立時間：2021-03-11注冊地：浙江省寧波市主要業務及產品：聚焦于碳化硅半導體領域，專業從事碳化硅功率器件及相關技術的研發與產業化，主要產品包

287、括碳化硅二極管、碳化硅MOSFET等，應用于新能源、電動汽車、智能電網、軌道交通、工業控制等領域。碳化硅器件布局：成立以來，公司已完成了1200V全系列碳化硅功率器件的產品化，可提供1200V 15A、20A、30A、40A等規格SiC SBD（碳化硅肖特基二極管）及1200V 75m、60m、40m、32m及大電流車載芯片等規格SiC MOSFET（18V和15V驅動可選）。目前產品主要是用在光儲，SIC MOSFET已經過了車規級認證，今年6月給國內某車企送樣用在OBC車載充電機。公司目前訂單1700萬元左右，實現700萬收入（sbd和mosfet各一半左右），22年預計全年能有4000萬

288、左右訂單，實現2500萬元的收入。過往融資歷程：2021年11月，公司融資1.8億元，估值10億投后。高瓴資產領投（高瓴出資1.2億元，曹仁賢（陽光電源）、黃敏（固德威）、寧波引導基金各出資2000萬元）。公司計劃22年底給車企開一輪融資。（如果誰能夠保障公司產能或者帶公司進入比亞迪供應鏈，可以10億估值）2162.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：世紀金光(未上市)公司簡介：北京世紀金光半導體有限公司是一家貫通碳化硅全產業鏈的綜合半導體企業，是致力于第三代半導體功能材料和功率器件研發與生產的國家級高新技術企業。公司成立于2010年12月，位于北京經濟

289、技術開發區，前身為中原半導體研究所。技術能力：公司專注于戰略新興半導體的研發與生產，經過多年的發展，已解決了高純碳化硅粉料提純技術、6英寸碳化硅單晶制備技術、高壓低導通電阻碳化硅SBD、MOSFET結構及工藝設計技術。碳化硅布局：目前公司已經完成從碳化硅功能材料生長、功率元器件和模塊制備、行業應用開發和解決方案提供等關鍵領域的全面布局。碳化硅具體布局情況2020.3：世紀金光完成首期出資，在合肥高新區投資建設6英寸碳化硅單晶生長及加工項目2021.7：世紀金光與金義新區管委會簽約，項目總投資35億元，建設年產22萬片6-8英寸碳化硅芯片生產線，項目分三期完成建設。三期項目全部達產后可實現年產值

290、40億元2021.9：量產6英寸碳化硅單晶，覆蓋額定電壓650-1700V、額定電流5-100A的碳化硅SBD，額定電壓650-1200V、額定電流20-100A的碳化硅MOSFET，50-600A的全橋、半橋混合功率模塊及全碳化硅模塊等企業融資歷程2016：A輪融資，天風天睿2017：B輪融資，輕舟資本2018：C輪融資，天風天睿，國家集成電路產業投資基金2021：戰略融資，領投機構為天鷹資本，跟投機構為合肥產投、大河德化目前公司估值23億左右2172.3.4 碳化硅產業鏈供給分析：器件環節2.3.4.6 國內可關注未上市標的：長飛半導體(未上市)公司簡介：安徽長飛先進半導體有限公司在201

291、8年1月于安徽省成立，專注于以SiC和GaN為代表的第三代半導體產品的工藝研發和代工制造。公司的凈化間面積1萬平米，具有國內一流、最完整的6英寸產線設備和最先進的配套系統，具備從外延材料、芯片制造到模塊封測的全流程代工能力。公司主營業務：SiC器件和晶圓代工，GaN器件和晶圓代工，IGBT、IPM模塊封測代工，功率單管封測代工。碳化硅代工產品：公司目前具備生產碳化硅SBD、碳化硅MOSFET的能力，碳化硅SBD覆蓋650V-1700V、2A-50A產品，碳化硅MOSFET覆蓋650V-1200V，導通電阻40m-160m。碳化硅具體布局情況2020.9：蕪湖第三代半導體工程中心SiC和GaN器

292、件產線全面貫通，完成2.3萬平方米廠房，8200平米的潔凈間建設，以及360余臺套核心設備的采購、安裝和調試。2022.5：公司晶圓廠區和封裝廠區建立了符合IATF16949標準、客戶及相關方要求的質量管理體系。2182.3.5 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅功率模塊2.3.5.1 碳化硅模塊介紹及產品大類碳化硅模塊：碳化硅模塊是將多個碳化硅器件或碳化硅器件與硅基器件進行串聯或并聯并封裝后形成的模組。目前碳化硅產業鏈上游獲得高質量SiC襯底的難度依然較大，且襯底缺陷在一張晶圓中通常會均勻分布，因此面積越大的SiC器件良率也會越低，導致碳化硅功率器件的電流輸出等能力仍然有限。為了使系統穩定、可靠地

293、達到更強的性能，Wolfspeed、ROHM、ST、Onsemi和Infineon等公司均推出不同的碳化硅模塊產品。碳化硅模塊產品分類：碳化硅模塊可以分為兩大類，分別是混合模塊(Hybrid Module)和全碳化硅功率模塊(Full SiC Module)，其中混合模塊通常是由碳化硅器件和硅基器件組合而成，全碳化硅功率模塊主要是由多個碳化硅MOSFET組成，部分產品也會包括碳化硅MOSFET和碳化硅SBD的組合。碳化硅模組Hybrid moduleFull SiC module碳化硅二極管硅基開關管碳化硅二極管(SBD)碳化硅MOSFET國外部分知名廠商推出碳化硅模塊情況CAS325M12H

294、M2 全SiC功率模塊1200V/300A 全碳化硅功率模塊1200V 全碳化硅功率模塊2192.3.5 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅功率模塊2.3.5.2 碳化硅功率模塊的技術性能優勢：工業級碳化硅模塊運行結溫低，損耗下降：相比硅基IGBT器件，SiC模塊具有天生優勢。同樣的1200V/600A的硅IGBT器件和全SiC模塊，在相同工況下，電流都是300A，開關頻率是15kHz時，碳化硅模塊的損耗下降75%，運行結溫從150下降到120，運行結溫下降28%。提高輸出電流的情形：如果將電流從300A提高到500A，碳化硅模塊的運行結溫才會達到150，因此其可以承受從300A到500A的輸出電流

295、提高，輸出電流能力提升約1.7倍。提高開關頻率的情形：如果保持電流不變，將開關頻率從15kHz提高到60kHz，碳化硅模塊的運行結溫才會達到150，因此可以承受開關頻率從15kHz到60kHz的提高，開關頻率提升4倍。相同工況相同運行結溫損耗降低75%，運行結溫降低28%輸出電流增大1.7倍，或開關頻率提升4倍高效率小型、微型化要求的領域高性能高效率節省成本系統小型化高效率小型化傳統Si模塊光伏逆變器光伏逆變器高頻率醫療器械的電源逆變器伺服AMP頻率ELV、UPS醫療器械的電源矩陣變換器全SiC模塊混合SiC模塊2202.3.5 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅功率模塊2.3.5.2 碳化硅功率模

296、塊的技術性能優勢：工業級碳化硅模塊牽引系統的輔助電源應用：對于牽引系統的輔助電源，高效率、小型化、輕量化是非常重要的指標，SiC功率模塊適合這類應用。例如日本伊丹工廠用全SiC器件開發的輔助電源中，前級為H橋整流，后級為三相逆變。與之前的輔助電源相比，開關損耗約下降40%，效率約提升1.7%，開關頻率提升了5倍，輸入濾波、輸出濾波、電抗、電容都大幅下降，輸入整流側和輸出逆變側濾波電感的體積分別下降70%，重量也下降了70%。碳化硅模塊優勢明顯。直流變換器(DC-DC)應用：在新能源系統以及電力電子變壓器中，直流微網通常采用雙有源橋(DAB)，由于SiC器件的導通電阻比較小，可以改善DAB變換器

297、的性能和效率，因此目前也出現了運用1200V/1200A的全碳化硅模塊開發的500kW DAB變換器等。光伏逆變器應用：以安森美為例，2020年安森美推出一款適用于太陽能逆變器應用的全碳化硅功率模塊，該產品已經被全球領先的電源和熱管理方案供應商臺達選用，用于支持其M70A三相光伏組串式逆變器。全碳化硅功率模塊的導通電阻更低、開關損耗更低，支持使用更高的開關頻率，解決了太陽能逆變器在提升功率水平下對更高系統能效的需求，使產品實現98.8%的峰值能量轉換效率。2212.3.5 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅功率模塊2.3.5.2 碳化硅功率模塊的技術性能優勢：車規級碳化硅模塊新能源汽車從400V向8

298、00V升級將帶動零部件和元器件的升級：薄膜電容、電池、電機、高壓直流繼電器、熔斷器、高壓連接器、OBC、DC/DC、軟磁合金粉芯等零部件和元器件迎來性能升級需求，其中OBC、DC/DC的升級將擴大碳化硅模塊在新能源汽車上的應用空間。2222.3.5 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅功率模塊2.3.5.2 碳化硅功率模塊的技術性能優勢：車規級碳化硅模塊OBC/DCDC：新能源汽車從400V架構轉向800V架構后，高電壓對功率器件提出了更高的要求，將驅動OBC/DCDC成本短期提升。為了滿足800V高電壓在體積、輕量、耐壓、耐高溫等方面更嚴苛的要求，OBC/DCDC等功率器件集成化趨勢明顯。800V高

299、壓平臺為OBC/DCDC帶來新增量：高壓平臺使車載充電機升級需求增加，為高壓OBC提供增量。同時，為能夠適配使用原有400V直流快充樁，搭載800V電壓平臺新車須配有額外DCDC轉換器進行升壓，進一步增加對DCDC的需求。碳化硅的廣泛應用：碳化硅將借助其耐高壓、耐高溫、功率密度大等材料優勢，在功率器件領域得到廣泛應用。Model 3/Y 采用TPAK碳化硅驅動模塊漢EV裝備的電機控制器采用碳化硅MOSFET控制模塊smart精靈#1采用國產廠商芯聚能的碳化硅主驅模塊2232.3.5 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅功率模塊2.3.5.3 碳化硅功率模塊市場空間全碳化硅模塊(Full SiC Mod

300、ules)市場空間預測：根據Yole預測，2027年碳化硅模塊在新能源汽車領域的市場空間將達到45.76億美元，在充電樁、光伏、PFC電源、軌道交通、UPS、電動機和風能領域將分別達到0.5、0.8、0.5、1.4、0.3、1.0、0.2億美元。碳化硅模塊在新能源汽車領域具有廣闊的市場空間。632971.61401.91891.12519.93442.64575.70100020003000400050002021202220232024202520262027全碳化硅模塊在新能源汽車的應用市場空間(百萬美元)新能源汽車58.965.37385.799.9119141.705010015020

301、21202220232024202520262027全碳化硅模塊在其他各主要領域的應用市場空間(百萬美元)充電樁光伏PFC和電源軌道交通UPS電動機風能2242.3.5 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅功率模塊2.3.5.4 碳化硅功率模塊主要參與者情況公司名稱產品規格應用領域WolfspeedCAS325M12HM2 全碳化硅功率模塊1200V/50A發動機ROHMBSM180D12P3C007 碳化硅功率模塊1200V/180A發動機、光伏InfineonDF11MR12W1M1_B11 碳化硅功率模塊1200V/50A光伏OnsemiNXH010P120MNF1200V工業領域STSiC 功

302、率模塊-新能源汽車(特斯拉)比亞迪半導體SiC 功率模塊1200V/1040A新能源汽車瞻芯電子Full-SiC(IV1B)半橋功率模塊1200V/25m工業電源、光伏基本半導體PcoreTM2、PcoreTM6、PcellTM750-1200V、400-700A新能源汽車主逆變器派恩杰PAA12400BM31200V/5.6m光伏、儲能、UPS斯達半導MD29HTC120P6HE1200V/2.87m新能源汽車2252.3.6 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅封裝2.3.6.1 碳化硅封裝的兩種形式碳化硅封裝形式：碳化硅封裝包括兩種形式，分別是將晶圓封裝成器件，以及將多種器件進一步封裝為模塊。器

303、件封裝：器件的封裝是把襯底、氧化物、金屬裝在塑料當中，從而保護芯片、增強電熱性能。同時使用金屬，將源極、柵極和漏極都引出，方便宏觀的接線，從而方便之后在電路中的使用。按照安裝在PCB板上的方式劃分，器件封裝主要有兩大類，插入式和表面貼裝式。模組封裝：常見的模組封裝有三大類：COB封裝(Chip On Board，板上芯片封裝），將多種芯片直接裝在基板上，成為一個完整的系統；SIP封裝(System In a Package，系統級封裝），也叫做SOP封裝，是對多種芯片進行并排或疊加后統一封裝，從而成為完整的系統；SOC封裝（System On a Chip，系統級芯片），是將多種功能都集成在一

304、塊芯片上，芯片本身就是一個完整的系統，在芯片制程中就系統化，封裝的就是一個芯片，不需要基板。插入式封裝雙列直插式封裝(DIP)晶體管外形封裝(TO)插針網格陣列封裝(PGA)表面貼片式封裝晶體管外形(D-PAK)小外形晶體管(SOT)小外形封裝(SOP)方形扁平式封裝(QFP)塑封有引線芯片載體(PLCC)封裝工藝集成度開發周期適用類型COB低，多個芯片平鋪短(1年)生命周期短的產品SOP中，多個芯片規劃中(2年)生命周期中等SOC高，單個芯片長(5年)生命周期長的產品2262.3.6 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅封裝2.3.6.2 碳化硅器件封裝現狀大部分廠商采用的仍然是Si器件的封裝形式：

305、目前已有的大部分商用SiC器件仍采用傳統Si器件的封裝形式，最常見的為TO封裝。該方式首先通過焊錫將芯片背部焊接在基板上，再通過金屬鍵合線引出正面電極，最后塑封或灌膠?；景雽w碳化硅SBD：TO247、TO220、TO220F、TO263、TO252碳化硅MOSFET：TO247華潤微碳化硅二極管：TO247、TO220、TO220F、TO263、TO252派恩杰碳化硅二極管：TO252、TO263、TO220、TO247碳化硅MOSFET：TO247、TO220、TO263瞻芯電子碳化硅SBD：TO247、TO220、TO252碳化硅MOSFET：TO220、TO247泰科天潤主要封裝形式

306、：TO220、TO247、TO252、TO263、TO268、DFN、SOD、SMA、SMD揚杰科技碳化硅SBD：TO263、TO252、TO220、TO247 目前國內大部分碳化硅器件廠商仍然主要采用TO封裝形式2272.3.6 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅封裝2.3.6.2 碳化硅器件封裝現狀TO封裝的劣勢：傳統封裝結構將導致雜散電感參數較大，在碳化硅器件快速開關過程中將造成嚴重電壓過沖，也會導致損耗增加和電磁干擾的問題。解決方式：雜散電感的大小與開關換流回路的面積相關，其中金屬鍵合連接方式、元件引腳和多個芯片的平面布局是造成傳統封裝換流回路面積較大的關鍵因素。因此未來可以通過改善封裝布局

307、，降低雜散電感?，F用 TO 封裝金屬片引線框架-引腳引線框架Die鋁條散熱器DCB引線框架die截面圖正視圖塑封料未來 SOT 封裝Cu-AlN-CuDCB覆銅板獨立引腳die截面圖塑封料DCB覆銅板Die正視圖獨立引腳金屬片鋁條散熱器SOT-23、D2PAKTO-220/247分立器件2282.3.6 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅封裝2.3.6.3 碳化硅模塊封裝傳統硅基功率模塊封裝芯片襯底基板熱沉相鄰層次之間的互連焊料芯片正面的輸入輸出端與引腳之間采用引線鍵合實現互連芯片背面到熱沉的連接是熱量傳導的主要通道碳化硅功率模塊封裝新要求連接面的電阻值要小，以便耐受更高的電流封裝總體散熱能力提高3

308、-7倍以便在更小的體積下耐受相當的耗散功率連接的剪切力值要從30MPa提高到60MPa以上可耐受幅熱沖擊和熱電聯合功率循環，保證可靠性和壽命為耐受更高結溫所有結合面熔點從200C提高到400C以上要求更小的封裝體積提高功率密度并降低雜散電感，適應更高的開關頻率2292.3.6 碳化硅產業鏈供給分析：碳化硅封裝2.3.6.3 碳化硅模塊封裝：碳化硅模塊封裝的難點SiC器件高頻特性結電容小柵極電荷低開關速度快開關過程中電壓/電流隨時間的變化率極大 極易產生電壓過沖和振蕩現象 造成器件電壓應力、損耗增加、電磁干擾 嚴重時可能引起功率器件的誤開關 SiC功率器件對寄生電容和寄生電感更敏感SiC器件可在

309、更高溫度下工作對散熱的要求更高在相同功率等級下SiC功率模塊較Si在體積上大幅降低如果工作時溫度過高：引起器件性能下降 不同封裝材料熱膨脹系數失配 界面處存在熱應力將導致可靠性問題對碳化硅模塊封裝的新要求：提升模塊性能降低雜散電感參數增強高溫可靠性等2302.3.7 碳化硅產業鏈供給分析：晶圓代工廠商重點關注晶圓代工廠商：X-Fab主要業務：X-FAB Silicon Foundries SE是世界領先的模擬/混合信號半導體技術專業代工廠集團之一。X-FAB 作為一家純粹的代工廠，為避免與客戶競爭而沒有自己的 IC 產品。專注于復雜技術、設計支持和制造解決方案，提供制造和強大的設計支持服務，設

310、計模擬/混合信號集成電路（IC）和其他半導體器件，用于客戶的產品。模塊化的制造方法在半導體技術、設計和工藝中提供了多種增強選項，包括互補金屬氧化物半導（CMOS）、絕緣體上硅（SOI）、碳化硅（SiC）和微機電系統（MEMS）。提供的工藝技術在 150mm 晶圓上的特征尺寸為 1.0m、0.8m 和 0.6m，在 200mm 晶圓上的特征尺寸為 0.6m、350nm、250nm、180nm 和130nm。X-FAB 的目標是到 2025 年實現 9-10%的市場份額，通過不斷增長的產量保持穩定的市場份額，并為80-90%的無晶圓廠碳化硅廠商提供服務。工廠布局：自2016年以來，X-FAB擁有6

311、家工廠，分別位于德國（3 家），法國，馬來西亞和美國。應用領域：X-FAB生產的產品有一半進入了汽車市場。解決方案應用于汽車的各個領域：從汽車的傳感器、傳感器接口和執行器到電流傳感器、鋰電池監控IC，以及電動汽車的碳化硅（SiC）晶體管。X-FAB 先進的碳化硅制造工藝，進一步推動著市場份額高速增長。2312.3.7 碳化硅產業鏈供給分析：晶圓代工廠商重點關注晶圓代工廠商：X-Fab232資料來源：Yol,HIS Markit,X-FAB資料來源：公司財報2025年SiC市場份額預計2021-2025年SiC在汽車與工業應用快速增長2.3.7 碳化硅產業鏈供給分析：晶圓代工廠商重點關注晶圓代工

312、廠商：漢磊主要業務：漢磊是一家臺灣控股公司，主要通過其子公司進行功率半導體、模擬集成電路、外延片和晶圓代工系統的開發、設計、制造和銷售，主要產品包括硅外延、模擬組件和集成電路等。目前，漢磊能夠進行高良率規?；奶蓟杵骷a，是中國唯一且具備世界領先水平的純晶圓代工廠。目前，公司主要有三大業務板塊：1）硅晶圓：主要從事傳統硅、碳化硅、氮化鎵等先進半導體材料的晶圓和外延片代工，以及相關領域的產品生產；2）原件及集成電路代工：主要負責半導體功率器件、集成電路等應用領域的產品銷售及代工服務；3）其他：主要包括半導體組件等雜項產品生產及銷售。漢磊是典型的 Foundry 半導體企業，可以提供包括 Si

313、C 和 GaN 在內的一系列寬禁帶半導體代工服務。目前，漢磊能夠進行高良率規?；奶蓟杵骷a，是中國唯一且具備世界領先水平的純晶圓代工廠。技術水平：目前，漢磊已經擁有硅和寬禁帶半導體代工、碳化硅和氮化鎵三座晶圓廠，為600V-1200V肖特基勢壘二極管和MOSFET提供4英寸SiC代工服務。同時，漢磊也在建立6英寸的SiC生產線，旨在提高自身的業務能力并且著力擴大新興市場份額。此外，漢磊旗下嘉晶電子也完成了用于碳化硅襯底的氮化硅外延生產，目前正在進入產品評估階段，1700V和3300V的SiC外延平臺也得以開發完成。同時，漢磊還在積極開發1700V的SiC SBD，同時也在攻克碳化硅MOS

314、FET溝槽工藝，6英寸、8英寸的SiC晶圓外延生產線也在積極籌備中。產能情況：漢磊由于6英寸碳化硅（SiC）與氮化鎵（GaN）產能滿負荷，在2021年底法人首度表態將進入8英寸SiC制程，預期8英寸SiC基板成本將大幅減少二至三成。目前公司6英寸SiC、GaN月產能各約1000片。同時預計2022年氮化鎵產能增加至目前2倍，SiC產能增加至目前三倍。2332.3.7 碳化硅產業鏈供給分析：晶圓代工廠商重點關注晶圓代工廠商：漢磊23420Q3-21Q3產品銷售組合技術平臺資料來源：Wind21Q2與21Q3產品銷售組合產品應用資料來源：Wind公司的主要營收業務包括晶圓生產和功率原件及 IC 代

315、工。晶圓生產方面，嘉晶電子在功率半導體不斷投入研發，近五年內營收占比不斷提升。原件及 IC 代工領域，漢磊積極開發碳化硅應用。此外，公司也積極拓展集成電路服務領域的市占率，旨在持續改善成本控制。預計中長期內，受到碳化硅下游應用的強力推動，漢磊的晶圓代工業務占比仍將持續增加。2.3.7 碳化硅產業鏈供給分析：晶圓代工廠商重點關注晶圓代工廠商：積塔業務介紹：上海積塔半導體有限公司是一家半導體芯片研發商，成立于2017年，上海先進半導體制造有限公司為上海積塔全資子公司。公司是一家專注于模擬電路工藝和功率器件工藝的領先晶圓代工廠，擁有兩個晶圓廠及雙極型工藝（Bipolar）、功率集成電路（Power

316、IC）、分立元件（Discrete）、微系統（MEMS）組成的對外開放工藝平臺。產線情況：上海先進是一家大規模集成電路芯片制造公司，有5英寸、6英寸、8英寸晶圓生產線，專注于模擬電路、功率器件的制造，8英寸等值晶圓年產能66.4萬片。同時，公司通過了ISO9001、VDA6.3(Grade A)、IATF 16949、14001、ISO/IEC 27001等質量、環境及信息安全管理體系認證，是國內最早從事汽車電子芯片、IGBT芯片制造的企業。晶圓廠方面，上海先進1/2號晶圓廠制造廠主要生產6英寸晶圓，以模擬電路生產為主，有十年以上的汽車電子芯片制造經驗，也是中國IGBT工藝芯片最大的生產廠；上

317、海先進3號晶圓制造廠以生產8英寸晶圓片為主。工廠布局：2018年8月，積塔半導體特色工藝生產線在上海臨港開工，總投資359億元。2018年10月，積塔半導體與上海先進半導體制造股份有限公司合并后，積塔半導體將分為臨港和虹漕兩個廠區。虹漕廠區擁有5英寸、6英寸、8英寸生產線；臨港廠區擁有8英寸、12英寸、6英寸SiC生產線，產品主要應用于工控、汽車、電力、能源等領域?？蛻羟闆r：上海先進的客戶來自于全球領先的集成器件制造商及無生產線的半導體公司，公司制造的產品廣泛應用于智能身份證、汽車電子、電源管理、通訊及電子消費品等領域。2352.3.7 碳化硅產業鏈供給分析：晶圓代工廠商重點關注晶圓代工廠商：

318、積塔擴產規劃：積塔半導體已完成80億元人民幣戰略融資，按照計劃，項目一期規劃建設月產能6萬片8英寸晶圓的0.11m/0.13m/0.18m（微米）工藝生產線，月產能3000片12英寸特色工藝晶圓的55nm/65nm（納米）工藝先導生產線，以及月產能5000片6英寸晶圓的SiC（碳化硅）化合物半導體生產線。戰略合作：2020年以來，公司不斷與同業達成戰略協議，分別與北方華創、盛美半導體以及拓荊科技合作加強并推進在半導體設備及集成電路產業鏈創新方面的合作。投產情況：此外，公司特色工藝生產線于2020年3月正式投產，建成將以國內領先的汽車級特色工藝半導體生產線，專注于模擬電路及功率器件的制造，支撐工

319、控、汽車、電力、能源等產業發展。公司上海臨港新廠于2020年7月投產，在臨港新片區打造國內領先的面向模擬和功率器件的汽車電子生產線。236上海先進發展里程碑2020年公司達成戰略協議及擴產狀況日期合作方合作領域/擴產2020年1月北方華創半導體設備應用2020年3月特色工藝生產線正式投產2020年6月盛美半導體集成電路產業鏈創新2020年7月上海臨港新廠投產2020年7月拓荊科技推進集成電路產業鏈協同創新資料來源：公司官網CONTENTS目錄第三代半導體碳化硅行業概覽碳化硅產業鏈分析產業鏈各環節介紹下游應用市場分析產業鏈供給端分析122.12.22.33投資分析和相關建議4附錄：功率半導體器件

320、介紹2111244113237285目錄二、碳化硅產業鏈分析：下游應用市場與產業鏈供應一、碳化硅半導體行業概覽三、投資分析和相關建議碳化硅半導體行業整體趨勢分析行業大環境：碳化硅性能優勢明顯，下游市場快速增長，全球供應緊俏核心環境：襯底產能情況，晶圓尺寸擴大趨勢，國內外器件發展情況，國內襯底擴產現狀重點關注問題：器件類型，公司模式，車規市場碳化硅襯底投資建議碳化硅外延投資建議碳化硅器件投資建議238投資邏輯總結3 碳化硅半導體產業概覽【發展階段】碳化硅半導體相比于硅半導體具有明顯的優勢，但由于當前器件價格仍然較高，市場滲透率還比較低，未來有較大提升空間。碳化硅半導體產業鏈主要分為“襯底-外延-

321、器件”三層，主要包括導電型碳化硅襯底、半絕緣型碳化硅襯底、碳化硅基-碳化硅外延片、碳化硅基-氮化鎵外延片、碳化硅SBD、碳化硅MOSFET、碳化硅模組等產品。在技術方面，碳化硅材料相比于硅材料具有寬禁帶、高飽和電子漂移速率、高擊穿場強等特點，賦予碳化硅器件耐高壓、高頻、耐高溫、小體積等性能，具有應用優勢。在市場需求方面，下游新能源汽車、光伏、5G等行業的快速增長拉動了對半導體需求的爆發，同時新能源汽車的800V架構趨勢也使碳化硅器件上車成為未來發展趨勢，碳化硅半導體市場規模廣闊。目前碳化硅半導體的市場滲透率仍不高，主要是受制于上游襯底環節的良率和成本，使下游器件價格較貴。建議重點關注國內襯底廠

322、商擴產與研發動向，同時關注器件廠商與下游客戶合作情況，下游客戶對國產產品的接受程度?！井a業概況】【趨勢展望】未來，隨著上游襯底廠商擴大晶圓尺寸，以及襯底制備技術突破，碳化硅襯底良率的提高以及單位成本的降低，將大幅降低碳化硅器件的價格，使碳化硅器件具備性價比優勢，加之碳化硅器件相比硅基器件優秀的性能，預計未來碳化硅器件替代硅基器件將是大的發展趨勢。2393 碳化硅半導體產業整體競爭態勢襯底外延分立器件與模塊80%以上產能天岳：國內半絕緣龍頭全球占領30%以上份額天科合達：國內導電型龍頭2020年全球占5%以上份額 晶圓尺寸擴大是明確的趨勢 上游廠商自用率提高 國外下游器件廠商鎖定優質產能國內4英

323、寸6英寸國外6英寸8英寸與襯底工藝類似技術門檻較低 容易被上下游滲透 大公司具備規模優勢 主要是龍頭公司份額較大 國內為瀚天天成和東莞天域國際5大龍頭38%21%14%9%7%11%ST英飛凌wolfspeedROHM安森美其他國際前5廠商占據接近90%的份額國內廠商滲透仍需時間國內布局碳化硅SBD、MOSFET、模塊較成熟國內良率低于國外國外mosfet溝槽型結構優勢更大主要公司&市場份額技術環境2403.1 碳化硅半導體行業整體趨勢3.1.1 碳化硅器件性能優勢明顯，下游應用市場需求拉動，潛在市場規模巨大 寬禁帶禁帶寬度決定材料特性，是衡量半導體性能的重要指標。禁帶更寬，則激發要求更高，電

324、子和空穴更難以形成，因此寬帶隙半導體在不需要工作時可以保持類似絕緣體的特性，這也使其具有更好的穩定性，同時提高了擊穿電場強度，提高對工作環境的承受能力高耐熱性耐高壓性抗輻射性高擊穿電壓對于半導體而言，電壓達到擊穿電壓則半導體失去介電性能，無法工作，因此擊穿電壓越高，工作區間和功率范圍越大。碳化硅更高的擊穿電壓允許碳化硅功率器件具有更薄更重摻雜的阻擋層，在同等要求下可以將器件做得更薄，起到節省空間、提高單位能量密度的作用。而且高擊穿電場使碳化硅的導通電阻更小，意味著更低的能量損失高能量密度低導通電阻節省能量損失高飽和漂移速度飄移速度反映了半導體內載流子在外電壓下的遷移速度，隨著外加電場的增加，材

325、料內部載流子之間的碰撞隨之增加，會存在飽和漂移速度。在碳化硅材料中，其內部結構具有更好的緩沖碰撞的能力，因此具有更高的飽和漂移速度，意味著載流子能更快遷移，電阻更低，使能量損耗大大減小。例如相同規格的SiC MOSFET的導通電阻是硅基的1/200緩沖碰撞電阻更低能量損耗減小2413.1 碳化硅半導體行業整體趨勢3.1.1 碳化硅器件性能優勢明顯，下游應用市場需求拉動，潛在市場規模巨大 與新能源汽車性能需求契合新能源汽車中碳化硅的應用領域：電機驅動逆變器、OBC車載充電機、DC-DC車載電源轉換器，其中用于電機驅動逆變器的功率模塊是增長空間最大的車用碳化硅產品。超級快充領域的性能優勢：在超級快

326、充過程中，電池包會產生大量熱，為采用碳化硅器件的大功率空壓機提供了應用空間。且氫燃料電池在把氣體轉化為電能時，空壓機將對空氣進行高速分離，氫燃料的電堆DC-DC升壓，為高壓工作環境，硅基器件無法承擔此類系統對于高頻高效的需求，需要采用碳化硅功率器件。碳化硅器件有效降低整車成本：數據顯示，新能源汽車使用碳化硅MOSFET的90-350KW驅動逆變器，碳化硅增加的成本為75-150美元，但是能為電池、空間、冷卻系統節省525-850美元的成本。寬溫區硅基IGBT的溫區一般為125-150C，但碳化硅器件的工作溫度可達到200C電機過熱會降低功率避免器件損害，碳化硅器件耐高溫則可以維持更長時間的高功

327、率輸出高集成度碳化硅具有更高的能量密度，在同等條件下要求的體積相比硅基器件更小相比硅基，基于碳化硅功率模塊的電機控制器可以實現30%-40%的減重，75%的體積縮小2423.1 碳化硅半導體行業整體趨勢3.1.1 碳化硅器件性能優勢明顯，下游應用市場需求拉動，潛在市場規模巨大 比亞迪2020年，比亞迪漢EV搭載SiC MOSFET電機控制模塊上市2021年，比亞迪唐EV也加入碳化硅電控系統蔚來選用安森美最新的碳化硅功率模塊，ET7和ET5是現有兩款采用了SiC電驅系統的純電動汽車上汽集團2018年，與英飛凌成立合資企業上汽英飛凌汽車功率半導體(上海)有限公司2021年，完成對國內領先車規級芯片

328、和碳化硅功率器件生產企業積塔半導體的A輪投資2021年與芯聚能、芯合科技合資成立公司，布局車規級功率半導體2021年8月宣布采用ROHM的SiC器件小鵬汽車第一家采用800V碳化硅平臺的車企2021年發布新車型小鵬G9，是國內首款基于碳化硅800V平臺的量產車型機甲龍車型引進800V高壓技術，使用碳化硅產品入股SiC襯底企業同光股份投資SiC頭部企業基本半導體、上海瀚薪、瞻芯電子等與中車時代成立合資工資，從事碳化硅、IGBT等零部件的研發和生產2019年開發出第一臺完全自主研發的SiC電機控制器樣機2019年搭載基本半導體的碳化硅SBD，2021年正式下線一汽的紅旗轎車目前已經對碳化硅進行裝車

329、測試，未來紅旗車型將正式采用碳化硅器件2433.1 碳化硅半導體行業整體趨勢3.1.1 碳化硅器件性能優勢明顯，下游應用市場需求拉動，潛在市場規模巨大 光伏市場迅速擴容光伏市場發展現狀：2021年我國可再生能源新增裝機1.34億千瓦，占全國新增發電裝機的76.1%。光伏領域，2021年全國光伏新增裝機5488萬千瓦，為歷年來年投產最多，其中光伏電站2560萬千瓦、分布式光伏2928萬千瓦，全國光伏發電利用率98%。光伏逆變器市場迅速擴容：光伏逆變器在光伏系統中承擔著整個系統的交直流轉換、功率控制、并離網切換等重要功能。據統計，2020年全球逆變器需求達到133GW，其中國內需求31GW；全球逆

330、變器市場規模為399億元，國內逆變器市場為47億元。根據預測數據，預計2025年國內逆變器需求將達到143GW，市場規模159億元。29.933.623.317.932.7244.219.4211215.52901020304050602016201720182019202020212016-2021年我國光伏新增裝機情況(GW)集中式分布式2443.1 碳化硅半導體行業整體趨勢3.1.1 碳化硅器件性能優勢明顯，下游應用市場需求拉動，潛在市場規模巨大 碳化硅在光伏逆變器的優勢光伏逆變器功率不斷提升：目前逆變器的功率不斷提高，組串式光伏逆變器功率已經達到275kW，此時碳化硅半導體優勢凸顯。具

331、體來說，碳化硅的擊穿電壓是傳統硅器件的10倍以上，具有更低的導通電阻和更高的導熱率，這些特性使得碳化硅器件可以在比硅基器件更高的電壓、頻率和電流下切換，同時更有效地管理散熱。有效提高光伏發電轉換效率：目前碳化硅MOSFET或碳化硅MOSFET與碳化硅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50倍。光伏產業趨勢：大組件大逆變器大跨度支架大組串降低成本的兩個途徑降低組件工作電壓提高電站的電壓等級光伏電站電壓 1000V 1500V甚至2000V高壓工作環境下，碳化硅性能優勢凸顯2453.1 碳化硅半導體行業整體趨勢3.1.2 功

332、率半導體持續缺貨，碳化硅器件迎來替代機會2020年下半年以來：全球晶圓代工產能出現持續緊缺，8英寸晶圓制造產能尤為緊缺，加之電動汽車出貨的持續增長，功率半導體器件需求激增，導致功率半導體出現嚴重缺貨、價格暴漲2021年大陸外情況：日本瑞薩那珂晶圓廠失火導致數月停產，6月馬來西亞和臺灣等地區新冠疫情加重，晶圓制造后段的封測產能出現下降，加劇功率半導體漲價潮，英飛凌、意法半導體、安森美等大廠也將價格上調10%-15%2021年大陸內情況：國內功率半導體廠商士蘭微發布部分產品品類漲價通知，包括MOS、IGBT、SBD、FRD等均開始調價，4月初捷捷微電已經對VDMOS、TRENCH MOS部分產品進

333、行漲價，長晶科技也宣布從5月開始對全系列產品漲價，上漲幅度為10%-20%，7月比亞迪半導體也對IPM、IGBT單管產品進行價格調整，幅度不低于5%國內缺貨情況：2021年7月以來，聞泰科技旗下的安世半導體MOSFET器件中MOSFET、GaNFET、功率MOSFET等144款產品處于無庫存狀態，缺貨產品的交貨周期長達69周2020、2021年以來功率器件缺貨情況2463.1 碳化硅半導體行業整體趨勢3.1.2 功率半導體持續缺貨，碳化硅器件迎來替代機會2022年以來功率器件缺貨情況缺貨的行情仍然在延續：業內人士表示，IGBT又出現交貨緊張情況，交貨周期全部拉長到50周以上，安森美、英飛凌等國外大廠也表示缺貨嚴重，雖然全球IGBT產能紛紛擴產，但仍然有較大缺口。國內外擴產仍難以滿足需求：從國內來看，比亞迪半導體IGBT產能已經接近滿產，無額外產能釋放，雖然華虹半導體、積塔半導體、士蘭微、華