電子行業：SiC成本逐步下降行業有望迎來爆發拐點-220813（26頁）.pdf

《電子行業：SiC成本逐步下降行業有望迎來爆發拐點-220813（26頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《電子行業：SiC成本逐步下降行業有望迎來爆發拐點-220813（26頁）.pdf（26頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 Table_Main 證券研究報告|行業深度 電子 2022 年 08 月 13 日 電子電子 優于大市優于大市（維持維持）證券分析師證券分析師 陳海進陳海進 資格編號：S0120521120001 郵箱： 研究助理研究助理 市場表現市場表現 相關研究相關研究 SiC 成本逐步下降，行業成本逐步下降，行業有望有望迎來爆發迎來爆發拐點拐點 Table_Summary 投資要點：投資要點：SiC 具有優秀的材料特性具有優秀的材料特性。碳化硅（SiC）是一種化合物半導體材料，被稱為第三代半導體材料。由于 SiC 具有寬禁帶寬度，從而導致其有高擊穿電場強度、低

2、本征載流子濃度，使得 SiC 功率器件具有耐高壓、體積小、功耗低、耐高溫等優勢。SiC 器件適用于高壓、高頻場景，且可以縮小系統體積。襯底是產業鏈核心環節。襯底是產業鏈核心環節。SiC 產業鏈主要包括襯底、外延、器件制造、封測等環節，而襯底的成本占比較高，是核心環節。根據襯底電阻率的不同，SiC 襯底可以分為導電型、半絕緣型襯底，分別應用于功率器件、射頻通信領域。國產廠商目前在導電型襯底領域市占率較低，但山東天岳在半絕緣型襯底領域占有一席之地。隨著各廠商產能的擴充，SiC 襯底價格在逐步下降。SiC 應用方興未艾應用方興未艾。根據 Yole 的預測，2027 年全球 SiC 器件市場規模達到

3、63 億美元，較 2021 年的復合增速為 34%，其中汽車 SiC 市場預計增長到 50 億美元，占比提升到 79%。除汽車之外，能源、工業也是 SiC 的重要應用下游。隨著特斯拉在 Model 3 的主逆變器中首次采用全 SiC 功率器件，越來越多的廠商開始發布搭載 SiC 器件的車型。除汽車領域外，SiC 器件也應用到光伏逆變器、軌交牽引逆變器中。國產國產 SiC 器件在快速追趕。器件在快速追趕。從 SiC 的器件形態來看，目前主要分為 SiC 二極管、SiC MOSFET以及 SiC 模組，而 SiC IGBT仍在研發中。SiC 肖特基二極管發展較為成熟，國內外有多家公司已有量產。Si

4、C MOSFET最早由 Cree（現 Wolfspeed）在 2011 年推出，海外多家廠商隨后進行幾輪迭代。對比來看，國產 SiC MOSFET的導通電阻和品質因素較國外產品稍差，不過在快速追趕中。高壓領域下高壓領域下 SiC器件預計將逐步顯現系統成本優勢器件預計將逐步顯現系統成本優勢。根據 CASA Research 統計的半導體器件經銷商網上平均報價（元/安培）來看，650V SiC SBD 報價在20182020 年的復合降幅達到 25%，而 650V SiC MOSFET的復合降幅為 32%。由于 SiC 器件價格的下降，其與硅基器件的價差也在逐漸縮小?？紤]到 SiC 對系統成本的減

5、少，例如減少散熱組價和縮小體積，我們預計在高電壓場景下，SiC 器件將有更大優勢。投資建議：投資建議：建議關注襯底領域產品獲得下游認可、產能擴產進度較快的天岳先進天岳先進、東尼電子東尼電子、露笑科技露笑科技等；SiC 器件領域建議關注產品進展較快的斯達半導斯達半導、時代電時代電氣氣、士蘭微士蘭微、揚杰科技揚杰科技、新潔能新潔能等；SiC 封裝、設備領域建議關注博敏電子博敏電子、北方北方華創華創等。風險提示：風險提示：下游需求發展不及預期、SiC 成本下降速度不及預期、行業競爭加劇風險。-24%-20%-15%-10%-5%0%5%10%2021-072021-112022-03滬深300 行業

6、深度 電子 2/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 內容目錄內容目錄 1.SiC 產業鏈逐步成熟.5 1.1.SiC 具有優秀材料特性，適用于高壓、高頻場景.5 1.2.SiC 襯底是產業鏈核心環節.7 1.3.SiC 外延提升器件參數穩定性.10 1.4.國產 SiC 器件在快速追趕海外龍頭.10 1.5.SiC 制造中長晶環節具有較高壁壘.12 2.SiC 應用方興未艾.15 2.1.SiC 器件市場高速發展.15 2.2.新能源汽車是 SiC 的主要應用場景.16 2.3.SiC 器件提升光伏逆變器的轉換效率.18 2.4.軌交中 SiC 器件逐步得到應用.19 3.SiC 持

7、續降本，在高壓領域更具系統成本優勢.20 3.1.SiC 與硅基器件價差逐漸縮小.20 3.2.汽車應用帶動 SiC 晶圓需求保持迅猛增長.21 4.相關公司.22 4.1.天岳先進.22 4.2.天科合達.22 4.3.斯達半導.23 4.4.露笑科技.24 4.5.東尼電子.24 5.風險提示.25 wUgZ8ViYKXqQpPpQ8ObP7NsQrRnPnPlOrRvNfQmNsP8OoPnNwMnQrQwMoOuN 行業深度 電子 3/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖表目錄圖表目錄 圖 1：SiC 具有寬禁帶寬度、高熱導率等優秀材料特性.5 圖 2：SiC 的材料特性帶

8、來的器件性能優勢.5 圖 3：不同功率器件適用的電壓與頻率范圍.5 圖 4：不同功率器件適用的功率與頻率范圍.5 圖 5：SiC 產業鏈.6 圖 6：SiC 晶圓成本拆分（6 英寸襯底）.6 圖 7：全球碳化硅產業鏈主要公司.7 圖 8：SiC 材料的市場空間預測（百萬美元）.7 圖 9：全球 SiC 襯底整體市場份額（2021/11 月信息）.8 圖 10：2020 年全球半絕緣型 SiC 襯底市場份額.8 圖 11：從 6 英寸到 8 英寸的 SiC 芯片數量變化（假設單芯片面積為 32mm2）.8 圖 12：天科合達、天岳先進碳化硅襯底銷售均價（元/片）和同比.9 圖 13：天岳導電型

9、SiC 襯底的銷售單價（元/片）.10 圖 14：天岳半絕緣型 SiC 襯底的銷售單價（元/片）.10 圖 15：SiC 襯底層和外延層結構.10 圖 16：SiC 器件發展歷史.11 圖 17：SiC SBD 的開關損耗較硅基 FRD 減少近 2/3.11 圖 18：SiC SBD 的反向恢復時間受溫度變化影響小.11 圖 19：SiC MOSFET的不同類型：平面型（左）、溝槽型（右）.12 圖 20：溝槽型 SiC MOSFET的導通電阻比平面型要低.12 圖 21：SiC MOSFET產品迭代歷史.12 圖 22：PVT法生長 SiC 示意圖.13 圖 23：天岳先進 SiC 生產良率

10、情況.13 圖 24：天岳先進長晶爐臺數與單臺產能（半絕緣型襯底為主）.13 圖 25：SiC 項目的長晶爐單臺規劃產能對比（以導電型襯底為主）.14 圖 26：SiC 器件市場規模及下游應用展望（億美元）.15 圖 27：各廠商 SiC 功率器件收入排名（億美元）.15 圖 28：SiC 下游應用的發展情況.16 圖 29：SiC 器件可以應用于主驅逆變、車載充電器和 DC/DC.16 圖 30：2026 年汽車 SiC 器件市場構成展望（逆變器占大部分）.16 圖 31：SiC 方案的電驅逆變器損耗大幅降低.17 圖 32：SiC 方案的電驅逆變器效率較 IGBT更高.17 行業深度 電子

11、 4/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖 33：直流母線電壓提升后，SiC 相比 IGBT提升效率幅度更明顯.18 圖 34：不同類型光伏逆變器能量轉換效率對比.18 圖 35：650V SiC 肖特基二極管與硅基 FRD 報價對比（元/安培）.20 圖 36：1200V SiC 肖特基二極管與硅基 FRD 報價對比（元/安培）.20 圖 37：650V SiC MOSFET與硅基 IGBT單管報價對比（元/安培）.20 圖 38：1200VSiC MOSFET與硅基 IGBT單管報價對比（元/安培）.20 圖 39：安森美 SiC MOSFET與硅基 IGBT原廠價格對比（美元

12、/安培）.21 圖 40：全球電動車對 6 英寸 SiC 晶圓需求（萬片）.21 圖 41：SiC 功率器件市場空間預測（億美元）.21 圖 42：天岳先進營收與歸母凈利潤（億元）.22 圖 43：天岳先進營收結構.22 圖 44：天岳先進襯底產量與銷量（萬片）.22 圖 45：天岳先進襯底銷售單價（元/片）.22 圖 46：天科合達營收與歸母凈利潤（億元）.23 圖 47：天科合達主營業務營收結構.23 圖 48：天科合達碳化硅襯底的產量和銷量（萬片）.23 圖 49：天科合達碳化硅襯底銷售均價（元/片）.23 圖 50：斯達半導營收和歸母凈利潤（億元）.24 圖 51：斯達半導 2021

13、年主營業務營收構成.24 圖 52：露笑科技營收和歸母凈利潤（億元）.24 圖 53：露笑科技營收結構.24 圖 54：東尼科技營收（億元）及同比.25 圖 55：東尼科技 2021 年主營業務營收構成.25 表 1：主要 SiC 襯底制造廠商的進展情況.9 表 2：新能源車使用 SiC 器件情況.17 表 3：SiC 在軌道交通中的應用情況.19 表 4：斯達半導 SiC 投資項目.24 行業深度 電子 5/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 1.SiC 產業鏈逐步成熟產業鏈逐步成熟 1.1.SiC 具有優秀材料特性，適用于高壓、高頻場景具有優秀材料特性，適用于高壓、高頻場景 Si

14、C 具有優秀的材料特性。具有優秀的材料特性。碳化硅（SiC）是由碳元素和硅元素組成的一種化合物半導體材料，并和氮化鎵（GaN）都具有寬禁帶的特性，被稱為第三代半導體材料。由于 SiC 具有寬禁帶寬度，從而導致其有高擊穿電場強度等材料特性。受益于 SiC 的材料特性，SiC 功率器件具有耐高壓、體積小、功耗低、耐高溫等優勢。圖圖 1：SiC具有寬禁帶寬度具有寬禁帶寬度、高熱導率等優秀材料特性高熱導率等優秀材料特性 圖圖 2：SiC的材料特性帶來的材料特性帶來的的器件性能優勢器件性能優勢 資料來源：寬禁帶半導體高頻及微波功率器件與電路，趙正平著、天科合達招股書、德邦研究所 資料來源：Rohm 官網

15、、德邦研究所 SiC 器件適用于器件適用于高壓、高頻應用場景高壓、高頻應用場景。功率器件可以按照設計結構分為二極管、MOSFET、IGBT 等，也可以按照產品并聯形態分為單管或者模組，還可以按照襯底材料分為硅基、SiC、GaN功率器件。對比來看，SiC 器件和 IGBT都可以在 650V 以上的高壓下工作，但 SiC 器件能承受的頻率更高。根據感抗和容抗公式，相同感抗、容抗下，電路頻率提升，電容和電感值可以下降，即可以使用更小體積的電容和電感。SiC 器件需要的被動元器件數量和體積就更小，從而減小了整個系統的體積。圖圖 3：不同功率器件適用的電壓與頻率范圍不同功率器件適用的電壓與頻率范圍 圖圖

16、 4：不同功率器件不同功率器件適用適用的的功率與頻率范圍功率與頻率范圍 資料來源：Wolfspeed 官網、德邦研究所 資料來源：英飛凌官網、德邦研究所 第一代半導體第二代半導體SiGaAs4H-SiCGaN禁帶寬度eV1.1 1.4 3.2 3.4 擊穿電場MV/cm0.3 0.4 3.5 3.3 飽和電子漂移速率 107 cm/s1.0 1.0 2.0 2.5 熱導率W/cmK1.5 0.5 4.0 1.3 第三代半導體指標單位減少導通損耗體積縮小至1/10 行業深度 電子 6/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 SiC 產業鏈主要包括產業鏈主要包括襯底襯底、外延、器件、外延、器

17、件制造、制造、封測封測等環節等環節。SiC 襯底的制造過程是首先將碳粉和硅粉在高溫下反應得到高純度 SiC 微粉，然后將其放在單晶生長爐中高溫升華形成 SiC 晶體，最后 SiC 晶體通過晶錠加工、切割、研磨、拋光和清洗得到 SiC 襯底。根據襯底電阻率的不同，SiC 襯底可以分類為導電型、半絕緣型襯底。由于襯底具有一定缺陷，不適合在其上直接制造半導體器件，所以襯底上一般會沉積一層高質量的外延材料。導電型 SiC 襯底上一般再外延一層SiC，然后用于制作功率器件，而半絕緣型 SiC 襯底上可以外延 GaN材料，用于制作射頻器件。圖圖 5：SiC產業鏈產業鏈 資料來源：天科合達招股說明書、德邦研

18、究所繪制 SiC 襯底是晶圓成本中占比最大的一項。襯底是晶圓成本中占比最大的一項。由于 SiC 襯底加工環節復雜、耗時，所以其在整個 SiC 晶圓中所占成本比例最高。SiC 晶圓的其他加工成本包括外壓以及正面和背面的摻雜、金屬化、CMP、清洗等?？紤]到 SiC 材料屬于高硬度的脆性材料，所以在加工、減薄過程中容易比硅晶圓出現更多的翹曲、裂片現象，從而使得目前良率損失占成本比例仍較大。圖圖 6：SiC晶圓成本拆分晶圓成本拆分（6 英寸英寸襯底襯底）資料來源：System Plus Consulting、德邦研究所 襯底,44%外延,7%正面和背面處理,17%良率損失,32%行業深度 電子 7/2

19、6 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖圖 7：全球碳化硅產業鏈主要公司全球碳化硅產業鏈主要公司 資料來源：Yole、德邦研究所 1.2.SiC 襯底襯底是是產業鏈核心產業鏈核心環節環節 SiC 襯底將迎來高速成長襯底將迎來高速成長，其中導電型襯底占主要地位其中導電型襯底占主要地位。按照電阻率的不同，SiC 襯底分為導電型和半絕緣型襯底。由于導電型襯底用于做功率器件，下游應用更廣泛，所以其市場空間也較半絕緣型襯底要大。展望未來，Wolfspeed 預測2022 年全球 SiC 材料的市場空間在 7億美元，而 2026年將增長到 17億美元，復合增速達到 25%，且其中用于功率器件的導電性

20、襯底仍將占主要地位。圖圖 8：SiC材料的市場空間預測材料的市場空間預測（百萬美元）（百萬美元）資料來源：Wolfspeed 2021 年投資者大會 PPT、德邦研究所 Wolfspeed在在 SiC 襯底一家獨大襯底一家獨大，中國廠商迎頭趕上中國廠商迎頭趕上。從整個 SiC 襯底市場來看，因為 Wolfspeed 較早開始 SiC 的研發與生產，所以目前的全球份額領先，而 II-VI和 SiCrystal位居第二梯隊，有 10%多的市場份額。接下來的廠商包括 SK Siltron（5%）以及天科合達（4%）。單獨看半絕緣型 SiC 襯底市場的話，市場上的供應商數量較少，呈現 Wolfspee

21、d、II-VI 和山東天岳三足鼎立的格局?？紤]到瓦森納協定中將半絕緣 SiC 襯底等材料對中國等部分國家進行出口限制，國產半絕緣型襯底廠商有望迎來較好發展。行業深度 電子 8/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖圖 9：全球全球 SiC襯底襯底整體整體市場份額市場份額（2021/11 月月信息）信息）圖圖 10：2020年全球半絕緣型年全球半絕緣型 SiC襯底市場份額襯底市場份額 資料來源：Wolfspeed 2021 年投資者大會 PPT、德邦研究所 資料來源：Yole、天岳先進招股書、德邦研究所 國產國產 SiC 襯底與海外的差距逐步縮窄。襯底與海外的差距逐步縮窄。目前全球的

22、SiC 襯底量產線主要尺寸為 6英寸，而業內頭部公司也在往 8英寸產線發展。例如，Wolfspeed 的第一條8 英寸 SiC 產線將在 2022年 Q2開始生產，標志著全球第一條 8英寸 SiC 產線的投產。目前國內的 SiC 襯底產線以 4英寸為主，部分廠商也開始量產 6英寸的襯底。以天岳先進為例，國內 4 英寸產線的量產時間較海外晚 10 年以上，但 6 英寸的量產時間差距縮小至710年，反映國產 SiC 襯底技術也在逐步提升。全球全球 SiC 從從 6英寸往英寸往 8英寸發展，有望帶動英寸發展，有望帶動芯片單價芯片單價下降。下降。正如硅片晶圓從8 英寸往 12英寸發展，目前 SiC 晶

23、圓也正在從 6英寸往 8英寸發展。更大的晶圓尺寸可以帶來單片芯片數量的提升、提高產出率，以及降低邊緣芯片的比例，從而提升晶圓利用率。例如，Wolfspeed 統計，6 英寸 SiC 晶圓中邊緣芯片占比有14%，而到 8 英寸中占比降低到 7%。隨著全球 SiC 晶圓的尺寸擴大，預計將帶動 SiC 芯片單價降低，從而打開應用市場。圖圖 11：從從 6 英寸到英寸到 8英寸的英寸的 SiC芯片數量變化（假設單芯片面積為芯片數量變化（假設單芯片面積為 32mm2）資料來源：Wolfspeed 2021 年投資者大會 PPT，德邦研究所 國產國產 8英寸英寸 SiC 襯底襯底實現小批量生產實現小批量生

24、產。8 英寸 SiC 晶體生長的難點在于：8英寸籽晶的研制、大尺寸帶來的溫場不均勻和氣相原料分布和輸運效率問題、應力加大導致晶體開裂問題。由于這些問題所在，全球第一座 8英寸 SiC 晶圓廠直到 2022 年 4 月才開始生產。不過，我國企業也在快速追趕中。爍科晶體宣布在2022 年 1 月實現 8 英寸 N 型碳化硅襯底小批量生產；中國科學院物理研究所在2022 年 4 月也宣布成功生長出了單一4H 晶型的8 英寸 SiC 晶體。國內國內 6英寸英寸 SiC 襯底預計襯底預計仍有仍有較大成長空間較大成長空間。根據中國寬禁帶功率半導體及應用產業聯盟的預測，預計 2020-2025 年國內 4英

25、寸 SiC 晶圓市場逐步從 10萬片減少至 5萬片，6英寸晶圓將從 8萬片增長至 20萬片；2025-2030 年，4英寸Wolfspeed,62%II-VI,14%SiCrystal,13%SK Siltron,5%天科合達,4%其他,2%Wolfspeed,33%II-VI,35%山東天岳,30%其他,3%行業深度 電子 9/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 晶圓將逐步退出市場，6英寸增加至 40萬片。表表 1：主要：主要 SiC襯底制造廠商的進展情況襯底制造廠商的進展情況 襯底制造廠商襯底制造廠商 4 英寸英寸 6 英寸英寸 8 英寸英寸 國外企業國外企業 Wolfspeed

26、（原 Cree）1999 年具備量產能力 2009 年具備量產能力 2022年 4月全球第一座8英寸 SiC晶圓投產 II-VI 2005 年具備量產能力，2009 年開始量產 2012 年具備量產能力，2013 年開始量產 2015 年展示了 8英寸晶圓，預計 2024年開始量產 SiCrystal（被 Rohm收購）2023 年將開始量產 ST（收購 Norstel）2021 年首次展示了8英寸晶圓，預計 2023年開始生產 Onsemi（收購 GTAT）2019 年已量產 英飛凌 預計 2023年左右開始量產 8英寸襯底 國內企業國內企業 天科合達 2017 年，4英寸導電型量產銷售 2

27、019年，4英寸半絕緣型量產銷售 2020 年，6英寸產品量產銷售 2020 年啟動研發 天岳先進 2018 年半絕緣型批量出貨 導電型：2017年具備量產能力，預計 2022年 Q3 開始量產 半絕緣型：2019年具備量產能力，預計2023 年量產 6英寸半絕緣型襯底 2020 年啟動 8英寸導電型的研發 東尼電子 2022 年 4月，6英寸導電型襯底已交付樣片 露笑科技 2022 年 7 月實現月產500-1000片導電型襯底 世紀金光 2019 年開始小批量試產 爍科晶體 2022年實現8英寸 N型碳化硅拋光片小批量生產 天成半導體 預計在2022年內實現6英寸碳化硅襯底產業化 同光晶體

28、 2015 年量產 2021 年成功研制6 英寸SiC單晶 中電化合物半導體 2020年 6英寸襯底及外延片進入客戶認證階段 資料來源：山東天岳招股書、天科合達招股書、東尼電子公告、露笑科技公告、世紀金光、爍科晶體、天成半導體、同光晶體、寧波政府網站、Y ole、II-VI、ST、GTAT、安森美公司網站、電子發燒友網、德邦研究所整理 SiC 襯底襯底售價隨著出貨量提升而逐步下行售價隨著出貨量提升而逐步下行。2021年，天岳先進的平均銷售價格為 6767元/片，較 2020年同比下降 25%?？紤]到目前國產 6英寸襯底還未大批量生產，所以預計還會有降價空間。另一方面，半絕緣型 SiC 襯底由于

29、市場供應商較少，且下游有部分軍事裝備應用，所以目前售價較高。當前 SiC 襯底售價較高是良率水平低、晶圓尺寸小、自動化程度低等多因素導致的。隨著各廠商提升工藝、往更大尺寸 SiC 晶圓發展，預計SiC 襯底售價將逐步下行。圖圖 12：天科合達、天岳先進碳化硅襯底銷售均價（元天科合達、天岳先進碳化硅襯底銷售均價（元/片）和同比片）和同比 資料來源：天科合達招股說明書、天岳先進招股說明書、德邦研究所；備注天岳先進均價通過襯底收入除以當年各尺寸襯底銷量的相加數 2,420 2,287 7,458 9,542 8,985 6,767-30%-20%-10%0%10%20%30%40%-2,000 4,

30、000 6,000 8,000 10,000 12,0002018201920202021天科合達銷售均價天岳先進銷售均價天岳均價同比 行業深度 電子 10/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖圖 13：天岳天岳導電型導電型 SiC襯底的銷售單價（元襯底的銷售單價（元/片）片）圖圖 14：天岳天岳半絕緣型半絕緣型 SiC襯底的銷售單價（元襯底的銷售單價（元/片）片）資料來源：天岳先進招股書、德邦研究所 資料來源：天岳先進招股書、德邦研究所 1.3.SiC 外延外延提升器件參數穩定性提升器件參數穩定性 外延是指在 SiC 襯底上生長一層或多層外延層。相比襯底，外延材料厚度、摻雜濃度均

31、勻性好、片間一致性優、缺陷率低，有效提高了下游產品的一致性和良率。功率器件一般對缺陷密度、高電壓及電流耐受度要求高，所以會使用外延片來進行芯片制造。目前外延常用工藝為化學氣相沉積（CVD）法，即通過使用外延爐以及前驅氣體來在 SiC 拋光片上生長外延層。外延中的核心技術包括對外延溫度、氣流、時間等參數的精確控制，以使得外延層的缺陷度小，從而提高器件的性能及可靠性。器件依據不同的設計，所需的外延參數也不同。一般而言，外延的厚度越大，器件能夠承受的電壓也就越高。針對 600V6500V 的應用，SiC 外延層的厚度一般在 140m。由于 SiC 外延有一定難度，所以市場上有一些專門做 SiC 外延

32、的廠商，如瀚天天成、東莞天域等。目前國產 6英寸 SiC 外延產品已經實現商用化，8英寸產品在研制中。圖圖 15：SiC襯底層和外延層結構襯底層和外延層結構 資料來源：基本半導體官網，德邦研究所 1.4.國產國產 SiC 器件在快速追趕海外龍頭器件在快速追趕海外龍頭 SiC 器件器件制造需要增加高溫離子注入制造需要增加高溫離子注入、高溫退火等步驟高溫退火等步驟，相比硅基器件相比硅基器件難度難度更大更大。除了在 SiC 襯底制造上的難點，SiC 器件的制造過程也有一定門檻。因為碳原子的原子半徑是 91pm，小于硅原子的原子半徑（在 110pm 以上），所以硅和碳之間鍵長更短，鍵能也就更高（相比硅

33、與硅原子）。襯底元素鍵能的差異使得SiC 晶圓制造過程需要更高的溫度。例如，傳統硅基材料可以用擴散的方式完成摻雜工藝，但 SiC 需要使用高溫離子注入進行摻雜，然后還需要高溫退火來修復2,787 3,505 2,656 9,312 7,423 -2,000 4,000 6,000 8,000 10,000201820192020天岳導電型4英寸天岳導電型6英寸9,682 10,263 9,215 24,307 20,398 -5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000201820192020天岳半絕緣型4英寸天岳半絕緣型6英寸 行業深度 電子 11/26

34、請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 晶格結構。SiC 的材料特性給器件制造帶來了新的難度。從 SiC 的器件形態來看，目前主要分為 SiC 分立二極管、分立晶體管、SiC和 Si 混合模組、全 SiC 模組等。目前汽車中使用的 SiC 器件多為 SiC 模組，因為要求高功率會需要并聯多個 SiC MOSFET器件。隨著新能源汽車需求的提升，預計 SiC 模組的市場占比將進一步增大。圖圖 16：SiC 器件發展歷史器件發展歷史 資料來源：Yole、德邦研究所 SiC 肖特基二極管相比硅基肖特基二極管相比硅基 FRD 具備優勢，目前具備優勢，目前發展較成熟發展較成熟。SiC 肖特基二極管（SB

35、D）是最早進入市場的碳化硅功率器件產品，從 2001 年英飛凌首先推出 SiC 肖特基二極管產品以來，經歷 20 年的發展，國內外有多家公司量產 SiC肖特基二極管系列產品。根據 CASA Research，目前國產 SiC 二極管實現650V-1700V 全系列批量供貨能力，導通電流最高達 50A。圖圖 17：SiC SBD的開關損耗較硅基的開關損耗較硅基 FRD減少近減少近 2/3 圖圖 18：SiC SBD 的反向恢復時間受溫度變化影響小的反向恢復時間受溫度變化影響小 資料來源：Rohm 官網、德邦研究所 資料來源：Rohm 官網、德邦研究所 SiC MOSFET 分為平面型和溝槽型，溝

36、槽型是未來發展方向分為平面型和溝槽型，溝槽型是未來發展方向。目前 SiC MOSFET器件產品中存在兩種主流的技術路線方案，即平面型和溝槽型 MOSFET。行業深度 電子 12/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 溝槽型 MOSFET通過將柵極做成溝槽型，減少柵極所占用的面積，從而減少每個單元的尺寸，達到減少導通電阻的目的。不過由于這種結構需要開溝槽、工藝復雜，所以其單元一致性比平面型 MOSFET 要差一點。截至 2021 年，走平面型MOSFET技術路線的公司主要有 Wolfspeed、安森美等，而走溝槽型路線的公司以英飛凌、Rohm 為主。由于溝槽型具有更好的性能表現，預計其是

37、未來發展方向。圖圖 19：SiC MOSFET 的不同類型的不同類型：平面型平面型（左）、溝槽型（右）（左）、溝槽型（右）圖圖 20：溝槽型溝槽型 SiC MOSFET 的導通電阻比平面型要低的導通電阻比平面型要低 資料來源：英飛凌官網、德邦研究所 資料來源：Rohm 官網、德邦研究所 海外廠商的海外廠商的 SiC MOSFET已經過幾輪迭代。已經過幾輪迭代。自從 2011年 Wolfspeed第一代SiC MOSFET的推出，海外 10余家公司量產 SiC MOSFET系列產品，其中擊穿電壓涵蓋 650-1700V，單芯片導通電流最高達 100A 以上。隨著各廠商產品的迭代，目前如英飛凌、R

38、ohm 的溝槽型產品可以將導通電阻最低降到 10m左右，而以 Wolfspeed 為代表的平面型產品的導通電阻會稍高。國產國產 SiC MOSFET在快速追趕。在快速追趕。國內 SiC MOSFET產品參數一般為 650V（120-15m）、1200V（80-17m）。對比來看，國產 SiC MOSFET的導通電阻和品質因素表現稍差，不過在快速追趕中。圖圖 21：SiC MOSFET 產品迭代歷史產品迭代歷史 資料來源：System Plus Consulting、各公司官網、德邦研究所繪制；備注：選擇各廠商品質因素較小的產品料號作為代表統計。1.5.SiC 制造制造中中長晶環節長晶環節具有較

39、高壁壘具有較高壁壘 行業深度 電子 13/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 長晶爐是目前長晶爐是目前 SiC 單晶制備的單晶制備的主要主要設備設備。傳統硅晶棒大部分是通過直拉單晶法制備，即將多晶硅原料放在單晶爐中加熱融化，然后將籽晶浸入液面后慢慢向上提拉，形成晶棒。由于 SiC 沒有液態，只有氣態和固態，所以不能用直拉單晶的制備方法。目前制備 SiC 單晶的方法主要分為三種技術路線：物理氣相運輸法（PVT）、溶液轉移法（LPE）、高溫化學氣相沉積法（HT-CVD）。PVT法是目前SiC 單晶生長研究最多、最成熟的技術，被海外主流廠商所采用，而其中使用的主要設備是長晶爐。除設備之外，

40、目前 SiC 襯底在制備中的難點包括：單晶生長速度慢單晶生長速度慢。硅單晶的生長速度約為 300mm/h，碳化硅單晶的生長速度約為 0.4mm/h，兩者相差近 800倍。故而，SiC 的單晶長度一般就幾厘米到 10 厘米，一般稱為晶錠，而不是像硅棒有2-3 米的長度。晶棒晶棒生長過程中的控制環節生長過程中的控制環節。SiC粉末到晶棒的過程中涉及到熱場設計、生長條件控制、缺陷控制等核心技術，是目前主要影響 SiC 良率的環節。例如，碳化硅有多達 250 余種同質異構體，用于制作功率半導體的主要是 4H-SiC 單晶結構。碳化硅單晶生長過程中，4H晶型生長窗口小，對溫度和氣壓設計有著嚴苛標準，生長

41、過程中控制不精確將會得到其他結構的碳化硅晶體。天岳先進 2020 年的晶棒良率為 51%，雖然較前幾年有所上升，但仍然處于偏低的水平，反映晶棒生產的高門檻。切磨拋切磨拋加工能力加工能力。由于 SiC 材料硬度大，所以在切磨拋中容易破碎，造成良率損失或者更長的加工時間。襯底良率一般體現單個半導體級晶棒經切片加工后產出合格襯底的占比。天岳先進 2020年襯底良率在 70%，反映晶棒到襯底環節仍有一定損失。圖圖 22：PVT 法生長法生長 SiC示意圖示意圖 圖圖 23：天岳先進天岳先進 SiC生產良率情況生產良率情況 資料來源：天成半導體官網、德邦研究所 資料來源：天岳先進公告、德邦研究所 長晶爐

42、的單臺產能在逐步提升。長晶爐的單臺產能在逐步提升。根據天岳先進的公告，2020年其長晶爐的單臺年產能在 111片襯底，較 2019 年的單臺產能增長了 32%，反映長晶爐的生產效率在逐步提升。由于半絕緣型襯底的厚度一般較導電型襯底更厚，所以長晶爐生長半絕緣型襯底的產能會小于生產導電型襯底。以天科合達和晶盛機電規劃的投資項目為例，其中襯底以導電型為主，而長晶爐的單臺年產能預計為 300400片。圖圖 24：天岳先進長晶爐臺數與單臺產能（半絕緣型襯底為主）天岳先進長晶爐臺數與單臺產能（半絕緣型襯底為主）41%39%51%73%75%70%0%50%100%201820192020晶棒良率襯底良率

43、行業深度 電子 14/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源：天岳先進招股說明書、德邦研究所 圖圖 25：SiC項目的長晶爐單臺規劃產能對比（以導電型襯底為主）項目的長晶爐單臺規劃產能對比（以導電型襯底為主）資料來源：天科合達官網、晶盛機電公告、德邦研究所 SiC 芯片制造設備以芯片制造設備以 6英寸為主，需要高溫離子注入機進行摻雜。英寸為主，需要高溫離子注入機進行摻雜。在 SiC 襯底制造環節，除了長晶爐，廠商還需要切割機、研磨機、拋光機和檢測設備來幫助對 SiC 晶體進行加工處理。在 SiC 芯片制造環節，除了傳統的晶圓加工用的光刻機、涂膠顯影機、刻蝕機，SiC 還會額外需

44、要高溫離子注入機（取代擴散爐）來完成摻雜。不過由于目前 SiC 晶圓以 6英寸為主，所以晶圓產線的投資額相對較低。79 84 111 -20 40 60 80 100 120050100150200250300350400450500201820192020長晶爐數量（臺）長晶爐單臺產能（右軸，片/年）公司投資項目襯底尺寸投資總額（億元）規劃長晶爐數量（臺）襯底年產能長晶爐年產能推算（片/臺）天科合達第三代半導體碳化硅襯底產業化基地建設項目6英寸9.57400規劃12萬片，其中導電型8.2萬片，半絕緣型3.8萬片300晶盛機電碳化硅襯底晶片生產基地項目6英寸及以上33.61000規劃40萬片，

45、包含導電型和半絕緣型400 行業深度 電子 15/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 2.SiC 應用方興未艾應用方興未艾 2.1.SiC 器件市場高速發展器件市場高速發展 SiC市場將迎來市場將迎來高速增長高速增長，預計預計 2021年到年到 2027年年市場規模市場規模 CAGR為為 34%。根據 Yole的預測，2021年全球碳化硅市場規模為 10.9億美元，其中主要應用市場為汽車。到 2027年，Yole預計整體 SiC 市場規模達到 63億美元，使得 2021年到 2027年的復合增速為 34%，其中汽車 SiC 市場預計增長到 50億美元，占比提升到 79%，且復合增速高

46、于行業整體，達到 39%。除汽車之外，能源、工業也是 SiC 的重要應用下游，預計到 2027 年也分別有4.6、5.5億美元的市場空間。圖圖 26：SiC器件器件市場規模及下游應用展望市場規模及下游應用展望（億美元）（億美元）資料來源：Yole、德邦研究所 傳統功率器件廠商傳統功率器件廠商紛紛布局紛紛布局 SiC。根據 Yole 統計，2021 年全球 SiC 功率器件市場同比增長 57%。全球從各廠商 SiC 功率器件收入來看，2021 年收入前五的公司分別是 ST、英飛凌、Wolfspeed、Rohm、安森美。這五家頭部企業目前都采用垂直一體化整合模式，即SiC 業務覆蓋從襯底生產到器件

47、制造的全流程。圖圖 27：各廠商各廠商 SiC功率器件收入功率器件收入排名（億美元）排名（億美元）資料來源：Yole、德邦研究所 SiC 器件在部分應用中已經開始大規模出貨器件在部分應用中已經開始大規模出貨。目前 SiC 器件已經在汽車、充電樁、光伏逆變器、軌道交通等下游中都得到了商業化應用，其中電動車電驅中的 650V SiC 模組已經大批量出貨，而 Yole 預計 1200V 模組產品預計將在未來1-2 年在光伏逆變器中開始上量。汽車,6.9,63%能源,1.5,14%工業,1.3,11%交通運輸,0.8,7%通信,0.2,2%汽車,49.9,79%能源,4.6,7%工業,5.5,9%交通

48、運輸,1.9,3%通信,0.4,1%2021年市場：10.9億美元2027年市場：63.0億美元2021-2027 CAGR：+34%2.9 1.1 1.1 1.0 0.6 0.3 4.5 2.5 1.7 1.1 0.8 0.3 012345ST英飛凌WolfspeedRohm安森美三菱電機20202021E 行業深度 電子 16/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖圖 28：SiC下游應用的下游應用的發展發展情況情況 資料來源：Yole、德邦研究所 2.2.新能源新能源汽車汽車是是 SiC 的的主要應用場景主要應用場景 電驅逆變器是電驅逆變器是 SiC 在汽車上的主要應用領域。在

49、汽車上的主要應用領域。在新能源汽車上，SiC 應用的主要領域是電驅逆變器、車載充電機（OBC）和直流電壓轉換器（DC/DC）。根據 Wolfspeed的預測，到 2026年，逆變器應用占汽車 SiC 器件市場的 80%以上，是其中最為重要的應用領域。SiC 器件應用于電驅逆變器中，能夠顯著降低電力電子系統的體積、重量和成本，并提高功率密度；應用于車載充電機和 DC/DC 系統，能夠降低開關損耗、提高極限工作溫度、提升系統效率。除此之外，SiC 也可以應用于新能源汽車充電樁上，達到減小充電樁體積、提高充電速度的效果。圖圖 29：SiC器件器件可以應用于主驅逆變、車載充電器和可以應用于主驅逆變、車

50、載充電器和 DC/DC 圖圖 30：2026年汽車年汽車 SiC器件市場構成展望器件市場構成展望（逆變器占大部分逆變器占大部分）資料來源：ST 技術文檔、德邦研究所 資料來源：Wolfspeed 2021 年投資者大會、德邦研究所 電動車通過使用電動車通過使用 SiC 逆變器可以提升效率、逆變器可以提升效率、增加電池續航增加電池續航。在電驅逆變器中使用 SiC 器件的優勢一方面在于損耗降低和效率的提升，另一方面在于整個系統成本的降低。具體來說：減小減小逆變器逆變器體積體積和重量和重量。因為 SiC 器件自身芯片面積會減小，且其工作 行業深度 電子 17/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律

51、聲明 頻率高，可以節省外圍的被動元器件，從而 SiC 模塊體積會小于 IGBT模塊；SiC散熱性好，也減少了冷卻系統的體積。據ST估計，SiC MOSFET的逆變器封裝尺寸比硅基IGBT 的減少 50%以上。提升逆變器提升逆變器效率，增加續航。效率，增加續航。ST估計，在一個電動車平均運行狀態（15%負載）下，SiC 逆變器的效率比 IGBT 逆變器高 3.4%。與一個 85kWh電池的硅基 IGBT 方案對比，SiC 方案的同等續航電池容量只需要82.1kWh，相當于節省了 435美元的電池成本（按 150$/kWh的電池成本計算）。這也意味著在同樣電池容量下，SiC 方案可以提升電動車的續

52、航。圖圖 31：SiC方案的電驅逆變器方案的電驅逆變器損耗大幅降低損耗大幅降低 圖圖 32：SiC方案的電驅逆變器方案的電驅逆變器效率效率較較 IGBT 更高更高 資料來源：ST 技術文檔、德邦研究所 資料來源：ST 技術文檔、德邦研究所 越來越多的車型開始搭載越來越多的車型開始搭載 SiC 功率器件。功率器件。隨著特斯拉在 Model 3 的主逆變器中首次采用全 SiC 功率器件，越來越多的廠商開始發布搭載 SiC 器件的車型，包括比亞迪、蔚來、小鵬、豐田、奔馳等。通過搭載 SiC 器件，這些新發布的車型可以實現更小的逆變器和車載充電機、更高的逆變效率、更高功率密度，從而提升汽車驅動功率、充

53、電速度以及續航?？紤]到蔚來、小鵬等搭載 SiC 車型將在 2022下半年開始交付，預計車規 SiC 器件將迎來放量。表表 2：新能源車使用新能源車使用 SiC器件情況器件情況 廠商廠商 車型車型 發布時間發布時間 首批交付時間首批交付時間 SiC 應用場景應用場景 SiC 器件供應商器件供應商 車型特點車型特點 特斯拉 Model 3 2016 年 4 月 2017 年 7 月 后驅逆變器 ST 首款采用 SiC器件的量產車。單逆變器用 24個模塊，一個模塊由 2顆 650V 100A 的 SiC MOSFET 組成 特斯拉 Model Y 2019 年 3 月 2020 年 3 月 后驅逆變

54、器/比亞迪 漢 EV 四驅高性能版 2020 年 7 月/電驅逆變器 比亞迪半導體 首款國產SiC器件車型 Lucid Lucid Air 2020 年 9 月/逆變器、OBC Wolfspeed、Rohm SiC MOSFET可提供高達19.2KW的交流充電，每小時可增加80英里的續航里程 蔚來 ET7 2021 年 1 月 2022 年 3 月 電驅逆變器 安森美 百公里加速達到3.9s 現代 IONIQ 5 2021 年 2 月/電驅逆變器 英飛凌 800V 高壓 小鵬 G9 2021 年 11 月 2022 年下半年 電驅逆變器 斯達 國內首款基于 800V 碳化硅平臺 蔚來 ET5

55、2021 年 12 月 預計 2022年 9月 電驅逆變器/豐田 bZ4X 2021 年 4 月 預計 2022年中旬 OBC和 DC/DC 日本電裝 搭載了 SiC二極管的車載充電裝置比傳統的更小、更輕，還能將成本有效降低 30%奔馳 Vision EQXX 2022 年 1 月 預計 2024年 電驅逆變器/續航 1000公里，電壓等級超800V 雷克薩斯 LEXUS RZ 2022 年 4 月/后驅逆變器 日本電裝 蔚來 ES7 2022 年 6 月 預計 2022年 8月 前驅逆變器/蔚來 NT2 第二代技術平臺的首款SUV，應 行業深度 電子 18/26 請務必閱讀正文之后的信息披露

56、和法律聲明 用了碳化硅功率模塊的第二代高效電驅平臺 現代 IONIQ 6 2022 年 7 月 預計 2022Q3 電驅逆變器/800V 平臺 資料來源：Yole、System Plus Consulting、百度百科、騰訊新聞、有駕新聞、懂車帝、汽車電子應用網、新出行、華夏 EV、證券日報、汽車之家、愛卡汽車、集邦咨詢、易車號、行家說官網、德邦研究所 800V 電壓可以電壓可以明顯提升電動車充電速度明顯提升電動車充電速度。以小鵬 G9車型為例，其是國內首款基于 800V碳化硅平臺的車型，預計將于 2022年開始交付。高壓碳化硅平臺使得小鵬可以推出 480kW 的超級充電樁技術，而 480kW

57、 的充電功率可以使得一個100kWh 電池包的充滿時間只要 10 多分鐘，真正解決電動車充電焦慮問題。高電壓等級下，高電壓等級下，SiC 的效率提升優勢將更明顯。的效率提升優勢將更明顯。根據 ST的數據，在 400V電壓平臺下，SiC 能夠比硅基 IGBT器件擁有 2%4%的效率提升，而在 750V電壓平臺下其效率提升幅度則可增大至 3.5%8%。當汽車平臺選擇更高電壓等級時，SiC 的優勢將更明顯，所以我們預計 SiC 器件會逐步在高壓平臺、以及 400V 高性能車型上得到應用。圖圖 33：直流母線電壓提升后，直流母線電壓提升后，SiC相比相比 IGBT 提升效率幅度更明顯提升效率幅度更明顯

58、 資料來源：ST 官網技術文檔、德邦研究所 2.3.SiC 器件提升光伏逆變器的器件提升光伏逆變器的轉換轉換效率效率 光伏逆變器中的開關電路和續流二極管都可以使用光伏逆變器中的開關電路和續流二極管都可以使用 SiC 器件。器件。逆變器電路中的功率器件分為兩大類：開關器件和續流二極管。開關器件用來控制電路的通斷，將直流逆變為交流。續流二極管（可選用快恢復二極管或者肖特基二極管）并聯在開關器件上，為感性負載上的電流提供通路。這兩部分電路都可以通過使用 SiC器件來降低損耗。SiC 器件可以提升逆變器的效率。器件可以提升逆變器的效率。通過組合 Si和 SiC 器件的使用，目前逆變器的電路有多種方案，

59、包括：1）全硅基型，是全部使用硅基器件，包括 IGBT、二極管；2）混合型，是混合使用硅基與 SiC 器件，例如 Si IGBT+SiC 二極管，或 Si IGBT+SiC MOSFET；3）全 SiC 型，是全部使用 SiC MOSFET或者 SiC二極管。從表現來看，使用全 SiC 的逆變器在逆變效率上好于混合型，而全硅基型的效率表現弱于前兩類逆變器。圖圖 34：不同類型光伏逆變器能量轉換效率對比不同類型光伏逆變器能量轉換效率對比 行業深度 電子 19/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源：Evaluation of Different Si/SiC Hybrid Thr

60、ee-Level Active NPC Inverters for High Power Density，Li Zhang等、德邦研究所；2-SiC、4-SiC 方案都是 SiC MOSFET 與 Si IGBT 的混合型方案 應用于光伏領域的應用于光伏領域的 SiC 器件發展逐漸成熟。器件發展逐漸成熟。SiC 肖特基二極管早在 2001 年就被英飛凌推出，然后在 2017年左右，SiC MOSFET產品也得到量產。近幾年，應用于光伏領域的SiC和 Si的混合型模塊以及全SiC模塊都相繼推出。例如，2019年，英飛凌推出應用于光伏的 EasyPack 3B 模塊，采用 IGBT模塊和 SiC

61、肖特基二極管，應用于如陽光電源 SG250HX 逆變器中。SiC 器件發展逐漸成熟。2.4.軌交中軌交中 SiC 器件逐步得到應用器件逐步得到應用 SiC 器件可以降低軌道交通的能耗。器件可以降低軌道交通的能耗。軌道交通車輛中的牽引變流器、輔助變流器、變壓器、充電機是主要使用功率半導體的地方，其中牽引系統是軌交主要耗電之處。根據中國軌道交通網的數據，牽引用電占城市軌道交通總用電的 50%以上。SiC 器件的優勢就在于提高效率、減少能耗。根據中國城市軌道交通協會的評估，深圳地鐵和中車株洲電力機車研究所聯合研制的全碳化硅牽引逆變器能耗比硅基 IGBT 降低 10%以上，牽引電機在中低速段噪聲下降5

62、dB 以上。國產國產 SiC 器件器件在軌交上逐步得到應用。在軌交上逐步得到應用。在 SiC 應用方面，日本地鐵較早開始使用 SiC 肖特基二極管以及全 SiC 功率模塊在牽引逆變器上。中車時代電氣是國產軌交 SiC 器件較領先的企業，在 2017年就在 3300V/500A SiC 混合模塊上取得研發進展。目前國產 SiC 模塊已經用于深圳地鐵 1號線、蘇州軌交 3號線等軌交車輛上。表表 3：SiC在軌道交通中的應用情況在軌道交通中的應用情況 年份年份 SiC應用情況應用情況 2012 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

63、效果的明顯提升、電動機能量損耗的大幅下降和冷卻單元的小型化。2014 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%。2017 中車時代電氣已經在適用于軌道交通牽引變流器系統的 3300V/500A SiC 混合模塊的研制上取得進展。2021 中車株洲電力機車研究所研發的全碳化硅牽引逆變器應用于深圳地鐵 1 號線，且無故障運營 5 個月以上，累計載客公里數超過 6.5 萬公里，能耗比硅基 IGBT 降低 10%以上。中車交付首列全碳化硅永磁直驅列車，用于蘇州市軌道交

64、通 3 號線。資料來源：天科合達招股說明書、時代電氣 2021 年年報、現代城市軌道交通、IT 之家、德邦研究所 行業深度 電子 20/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 3.SiC 持續降本，持續降本，在高壓領域在高壓領域更具更具系統成本優勢系統成本優勢 3.1.SiC 與硅基器件價差逐漸縮小與硅基器件價差逐漸縮小 SiC 器件的報價器件的報價在持續下降，在持續下降，并并與硅基器件價差逐漸縮小。與硅基器件價差逐漸縮小。根據 CASA Research統計的半導體器件經銷商網上平均報價（元/安培）來看，SiC 肖特基二極管（SBD）以及 SiC MOSFET器件近年來在逐步下降，其中

65、 650V SiC SBD 報價在 20182020年的復合降幅達到 25%，而 650V SiC MOSFET 的復合降幅為32%。由于 SiC 器件價格的下降，其與硅基器件的價差也在逐漸縮小。SiC 器件的實際成交價器件的實際成交價與硅基器件差距縮小至與硅基器件差距縮小至 23倍區間倍區間。相比于經銷商的公開報價，半導體器件的實際成交價一般要更低。根據 CASA Research的調研，2020 年底，650V SiC SBD 的實際成交價格約 0.7元/安培，1200V SiC SBD 的成交價格約 1.2元/A。SiC 器件的實際成交價基本約為公開報價的 60%-70%，且較上一年下降

66、了 20%左右。從實際成交價來看，SiC 器件與硅基器件的價格差距預計縮小至 23倍區間。圖圖 35：650V SiC 肖特基二極管與硅基肖特基二極管與硅基 FRD報價報價對比對比（元（元/安培）安培）圖圖 36：1200V SiC 肖特基二極管與硅基肖特基二極管與硅基 FRD報價報價對比對比（元（元/安培）安培）資料來源：Mouser、Digi-Key、CASA Research、德邦研究所 資料來源：Mouser、Digi-Key、CASA Research、德邦研究所 圖圖 37：650V SiC MOSFET 與硅基與硅基 IGBT 單管單管報價報價對比對比（元（元/安培）安培）圖圖

67、38：1200VSiC MOSFET 與硅基與硅基 IGBT 單管單管報價報價對比對比（元（元/安培）安培）資料來源：Mouser、Digi-Key、CASA Research、德邦研究所 資料來源：Mouser、Digi-Key、CASA Research、德邦研究所 預計預計 SiC 器件在高電壓場景中先具備替代優勢。器件在高電壓場景中先具備替代優勢。從安森美的功率器件原廠價格對比來看，目前其 650V SiC MOSFET 價格比同電壓的硅基 IGBT單管要貴 3.2倍，而 1200V SiC MOSFET 比同電壓的 IGBT單管價格差距就縮小至 2.2倍。這反映在高電壓等級下，SiC

68、 器件的價格與硅基的差距更小?？紤]到 SiC 對系統成本的減少，例如減少散熱組價和縮小體積，我們預計在高電壓場景下，SiC 已出現替換硅基器件的優勢。華為預計華為預計 2025年年前前碳化硅價格逐漸于硅持平。碳化硅價格逐漸于硅持平。華為在數字能源 2030中4.1 2.8 1.8 1.6 1.5 1.0 0.8 0.4 0.02.04.06.02017201820192020650V SiC肖特基二極管650V Si FRD6.6 7.5 4.2 3.8 2.0 1.3 0.9 0.9 0.02.04.06.08.020172018201920201200V SiC肖特基二極管1200V Si

69、 FRD4.2 2.2 1.9 0.4 0.3 0.5 0.02.04.06.0201820192020650V SiC MOSFET650V Si IGBT7.1 4.2 3.0 0.9 0.7 0.02.04.06.08.02018201920201200V SiC MOSFET1200V Si IGBT 行業深度 電子 21/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 指出，以碳化硅為代表的第三代半導體功率芯片和器件能夠大幅提升各類電力電子設備的能量密度，提高電能轉換效率，降低損耗，滲透率將在未來全面提升；碳化硅的瓶頸當前主要在于襯底成本高，預計未來 2025 年前，其價格會逐漸降為硅

70、持平。圖圖 39：安森美安森美 SiC MOSFET 與硅基與硅基 IGBT 原廠原廠價格價格對比對比（美元（美元/安培安培）資料來源：安森美官網、德邦研究所；備注：數據時間選自 2022 年 7 月 28 日 3.2.汽車應用帶動汽車應用帶動 SiC 晶圓需求保持迅猛增長晶圓需求保持迅猛增長 SiC 晶圓需求晶圓需求預計將爆發預計將爆發增長增長。TrendForce預估，隨著電動汽車滲透率的不斷提升，以及整車架構逐漸朝向 800V等更高壓的方向發展，2025年電動汽車市場對 6英寸 SiC 晶圓的需求量將達 169萬片，較目前有數倍的成長。雖然行業領先者在 2022年已經開始生產 8英寸 S

71、iC 襯底，但考慮到良率和爬坡時間，預計 6英寸 SiC 晶圓在未來幾年仍將占據主流。SiC 功率功率器件市場未來器件市場未來 4年復合增速預計為年復合增速預計為 29%，汽車應用貢獻主要增長。，汽車應用貢獻主要增長。Wolfspeed預估在 2022年，全球 SiC 功率器件市場規模在 22億美元，其中工業和能源市場有 6億美元，而汽車市場有 16億美元。隨著汽車電動化、快速充電設施的發展、光伏及工業應用對電路效率提升的需求，預計全球 SiC 功率器件市場到 2026 年增長為 60億美元的規模，其中工業和能源市場為 14億美元，而汽車市場將大幅增長至46 億美元。圖圖 40：全球電動車對全

72、球電動車對 6英寸英寸 SiC晶圓需求（萬片）晶圓需求（萬片）圖圖 41：SiC功率功率器件市場空間預測（億美元）器件市場空間預測（億美元）資料來源：TrendForce 官網、德邦研究所 資料來源：Wolfspeed 2021 年投資者大會 PPT、德邦研究所 0.15 0.25 0.05 0.11 650V1200VSiC MOSFET價格Si IGBT單管價格3.2倍2.2倍61223509216902040608010012014016018020202021E2022F2023F2024F2025F6101416324601020304050202220242026工業和能源汽車 行

73、業深度 電子 22/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 4.相關相關公司公司 4.1.天岳先進天岳先進 國內半絕緣型碳化硅襯底龍頭。國內半絕緣型碳化硅襯底龍頭。山東天岳先進科技股份有限公司成立于 2010年，是一家專注于碳化硅襯底的公司。公司先后承擔多個國家項目，在碳化硅襯底領域走在國內前列。目前公司產品包括半絕緣型和導電型碳化硅襯底。根據 Yole統計，2021年公司在半絕緣碳化硅襯底的市場占有率連續三年保持全球前三。除了襯底，公司對碳化硅外延也有布局。導電型碳化硅襯底建設將完善天岳導電型碳化硅襯底建設將完善天岳的的碳化硅布局碳化硅布局。公司目前在山東濟南、濟寧建立碳化硅襯底生產基

74、地，主要生產半絕緣型襯底；在上海投資建設 6 英寸導電型碳化硅襯底材料，預計將于 2022 年三季度實現一期項目投產。天岳的導電型襯底項目計劃于2026 年達產，達產后將新增碳化硅襯底產能約30 萬片/年。圖圖 42：天岳先進營收與歸母凈利潤（億元）天岳先進營收與歸母凈利潤（億元）圖圖 43：天岳先進營收結構天岳先進營收結構 資料來源：Wind、德邦研究所 資料來源：Wind、德邦研究所 圖圖 44：天岳先進天岳先進襯底產量與銷量（萬片）襯底產量與銷量（萬片）圖圖 45：天岳先進天岳先進襯底銷售單價（元襯底銷售單價（元/片）片）資料來源：天岳先進招股說明書、天岳先進 2021 年年報、德邦研究

75、所 資料來源：天岳先進公告、德邦研究所 4.2.天科合達天科合達 國內導電型碳化硅襯底龍頭。國內導電型碳化硅襯底龍頭。天科合達成立于 2006 年，在國內最早建立了完整的碳化硅晶片生產線。公司在國內率先成功研制 6 英寸碳化硅襯底，并已實現 2英寸至 6英寸的碳化硅晶片的規?；a和銷售。公司先后承擔和參與多項國家重大科研項目，并先后起草或參與起草多項現行國家標準和行業標準。公司目前的產品主要包括碳化硅襯底、其他碳化硅產品（主要是寶石晶體）、碳化硅單晶生長爐等。根據 Yole 統計，2018 年公司導電型碳化硅襯底的全球市場占有率為 1.7%，排名全球第六、國內第一。根據 Wolfspeed

76、2021年數據，天科合達在全球碳化硅襯底市占率為4%，排名全球第五、國內第一。-8.0-6.0-4.0-2.00.02.04.06.02018201920202021營收歸母凈利潤0%20%40%60%80%100%2018201920202021碳化硅襯底其他業務1.1 2.0 4.8 6.7 1.1 1.9 3.9 5.7 -1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.02018201920202021襯底產量襯底銷量9,682 10,263 9,215 7,837 2,787 3,505 2,656 1,847 -5,000 10,000 15,000 20,000 25

77、,0002018201920202021H1半絕緣型4英寸半絕緣型6英寸導電型4英寸導電型6英寸 行業深度 電子 23/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 2020 年 8月，天科合達的第三代半導體碳化硅襯底產業化基地建設項目在北京市大興區順利開工，總投資約 9.5 億元人民幣，總建筑面積 5.5 萬平方米，新建一條 400臺/套碳化硅單晶生長爐及其配套切、磨、拋加工設備的碳化硅襯底生產線，項目計劃于2022 年年初完工投產，建成后可年產碳化硅襯底 12 萬片。圖圖 46：天科合達營收與歸母凈利潤（億元）天科合達營收與歸母凈利潤（億元）圖圖 47：天科合達天科合達主營業務主營業務營收

78、結構營收結構 資料來源：Wind、德邦研究所 資料來源：天科合達招股說明書（IPO 終止）、德邦研究所 圖圖 48：天科合達天科合達碳化硅襯底的產量和銷量（萬片）碳化硅襯底的產量和銷量（萬片）圖圖 49：天科合達天科合達碳化硅襯底銷售均價（元碳化硅襯底銷售均價（元/片）片）資料來源：天科合達招股說明書（IPO 終止）、德邦研究所 資料來源：天科合達招股說明書（IPO 終止）、德邦研究所 4.3.斯達半導斯達半導 國內國內 IGBT 龍頭，新能源業務占比快速提升。龍頭，新能源業務占比快速提升。根據 Omdia 統計，2020 年，斯達半導 IGBT模塊的全球份額排名全球第六位，在國內企業中排名第

79、一位。2021年，斯達半導新能源業務營收同比增長 166%，從而使得該業務主營收入占比從2020 年的 22%提升到 34%。預計電動車的滲透率提升將帶動斯達新能源業務的快速發展。自建自建 SiC 模塊模塊+芯片產能芯片產能，乘上乘上行業發展東風。行業發展東風。預見到 SiC 功率模塊市場會迅速增長，公司 2020年底開始投資建設年產 8萬顆車規級全SiC功率模塊產線，且目前已經獲得國內外多家著名車企和 Tier1 客戶的項目定點。例如，2020 年 6月，宇通客車宣布和斯達半導體合作開發 SiC 的商用車電控方案。除了 SiC 模塊產線的建設外，公司于 2021年非公開發行募資 35億元，并

80、將投資 5億元于 6英寸 SiC 芯片生產項目。當公司自建的芯片產能投產后，將幫助公司完成從芯片到器件的垂直整合，更好地抓住SiC 器件市場的發展機遇。-0.50.00.51.01.52.0201720182019營收歸母凈利潤0%20%40%60%80%100%2017201820192020Q1碳化硅晶片其他碳化硅產品碳化硅單晶生長爐0.00.51.01.52.02.53.03.54.02017201820192020Q1產量銷量05001000150020002500300035002017201820192020Q1銷售均價 行業深度 電子 24/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法

81、律聲明 圖圖 50：斯達半導營收斯達半導營收和歸母凈利潤（億元）和歸母凈利潤（億元）圖圖 51：斯達半導斯達半導 2021年年主營業務主營業務營收構成營收構成 資料來源：Wind、德邦研究所 資料來源：斯達半導 2021 年年報、德邦研究所 表表 4：斯達半導：斯達半導 SiC投資項目投資項目 公告日期公告日期 項目投資額項目投資額 項目建設期項目建設期 投資項目投資項目 2020/12/18 2.29 億元 24 個月 投資建設年產 8萬顆車規級全碳化硅功率模組生產線和研發測試中心 2021/3/3 5 億元 36 個月 投資建設年產 6萬片6 英寸SiC芯片生產項目，預計項目完全達產后可實

82、現年均營收 6.6億元 資料來源：斯達半導公告、德邦研究所 4.4.露笑科技露笑科技 露笑科技布局碳化硅長晶爐以及襯底。露笑科技布局碳化硅長晶爐以及襯底。露笑科技主營業務是銅芯、鋁芯電磁線的生產與銷售。公司與產業資本共同投資成立了露笑半導體材料有限公司，以進行碳化硅晶體生長、襯底片和外延片研發、生產和銷售。除了布局碳化硅襯底業務，公司也具備碳化硅長晶爐的生產能力。與天域半導體簽訂框架協議，與天域半導體簽訂框架協議，有望增強公司襯底實力。有望增強公司襯底實力。截至 2021 年底，公司已經完成襯底片加工車間建設并投入使用，且具備年產 10萬片的產能規模。預計到 2022年底，公司可以實現 500

83、0片/月的碳化硅襯底片供貨能力。2021年 11月，公司控股子公司露笑半導體與天域半導體簽訂戰略合作框架協議。協議內容為天域半導體優先使用露笑半導體生產的 6英寸碳化硅導電襯底，且 20222024年露笑半導體需為天域半導體預留產能不少于 15萬片。天域半導體是國內進行碳化硅外延片生產的主要公司，預計該合作可以幫助露笑半導體提升襯底生產水平。圖圖 52：露笑科技露笑科技營收營收和歸母凈利潤（億元）和歸母凈利潤（億元）圖圖 53：露笑科技露笑科技營收結構營收結構 資料來源：Wind、德邦研究所 資料來源：Wind、德邦研究所 4.5.東尼電子東尼電子 0510152020162017201820

84、1920202021營收歸母凈利潤工控和電源63%新能源34%變頻白色家電3%工控和電源新能源變頻白色家電-20-1001020304020172018201920202021營收歸母凈利潤0%20%40%60%80%100%20172018201920202021漆包線汽車配件機電設備光伏發電光伏電站EPC其他 行業深度 電子 25/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 東尼科技專注于超微細合金線材、金屬基復合材料及其它新材料的應用研發、生產與銷售，產品主要應用于消費電子、太陽能光伏、醫療、新能源汽車四大領域。公司的超微細電子線材、無線充電隔磁材料主要應用于消費電子行業；金剛石切割線

85、、節能型太陽能膠膜主要應用于光伏行業；線束主要應用于醫療及汽車行業；極耳、鋁塑膜主要應用于新能源汽車行業。公司公司碳化硅樣片已獲得下游良好反饋。碳化硅樣片已獲得下游良好反饋。2021年 4月，東尼科技發布 2021年度非公開發行 A股股票預案公告，擬集資金投資建設碳化硅半導體材料等項目，其中碳化硅材料項目投資總額為 4.69億元，規劃建設年產 12萬片碳化硅襯底材料，建設期為 36 個月。根據公司公告，公司碳化硅項目從 2017 開始儲備研發，技術主要來源于美國、日本，研發團隊來自中國臺灣；2022年 4月，公司的碳化硅 500 片樣片已交付，獲得下游良好反饋。圖圖 54：東尼科技營收（億元）

86、及同比東尼科技營收（億元）及同比 圖圖 55：東尼科技東尼科技 2021年主營業務營收構成年主營業務營收構成 資料來源：Wind、德邦研究所 資料來源：Wind、德邦研究所 5.風險提示風險提示 下游需求發展不及預期、SiC 成本下降速度不及預期、行業競爭加劇風險。-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%0246810121416201620172018201920202021營收同比消費電子77%光伏10%新能源5%醫療8%行業深度 電子 26/26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 信息披露信息披露 分分析師析師與研究助理與研究助理簡介簡介 陳海進，電子行

87、業首席分析師，6 年以上電子行業研究經驗，曾任職于民生證券、方正證券、中歐基金等，南開大學國際經濟研究所碩士。電子行業全領域覆蓋。分析師聲明分析師聲明 本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格，以勤勉的職業態度，獨立、客觀地出具本報告。本報告所采用的數據和信 息均來自市場公開信息，本人不保證該等信息的準確性或完整性。分析邏輯基于作者的職業理解，清晰準確地反映了作者的研究觀 點，結論不受任何第三方的授意或影響，特此聲明。投資評級說明投資評級說明 Table_RatingDescription 1.投資評級的比較和評級標準：投資評級的比較和評級標準：以報告發布后的6個月內的市場表現為比較標

88、準，報告發布日后 6 個月內的公司股價（或行業指數）的漲跌幅相對同期市場基準指數的漲跌幅；2.市場基準指數的比較標準：市場基準指數的比較標準：A 股市場以上證綜指或深證成指為基準；香港市場以恒生指數為基準；美國市場以標普500或納斯達克綜合指數為基準。類類 別別 評評 級級 說說 明明 股票投資評股票投資評級級 買入 相對強于市場表現 20%以上；增持 相對強于市場表現 5%20%；中性 相對市場表現在-5%+5%之間波動；減持 相對弱于市場表現 5%以下。行業投資評行業投資評級級 優于大市 預期行業整體回報高于基準指數整體水平 10%以上；中性 預期行業整體回報介于基準指數整體水平-10%與

89、 10%之間；弱于大市 預期行業整體回報低于基準指數整體水平 10%以下。法律聲明法律聲明 本報告僅供德邦證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況 下，本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。在任何情況下，本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容 所引致的任何損失負任何責任。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷，本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可 能會波動。在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。市場有風險，投資需謹慎。本報告所載的信息、材料及結論只

90、提供特定客戶作參考，不構成投資建議，也沒有考慮到個別客戶特殊 的投資目標、財務狀況或需要?？蛻魬紤]本報告中的任何意見或建議是否符合其特定狀況。在法律許可的情況下，德邦證券及其 所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券并進行交易，還可能為這些公司提供投資銀行服務或其他服務。本報告僅向特定客戶傳送，未經德邦證券研究所書面授權，本研究報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件 或復制品，或再次分發給任何其他人，或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為 本公司的商標、服務標記及標記。如欲引用或轉載本文內容，務必聯絡德邦證券研究所并獲得許可，并需注明出處為德邦證券研究 所，且不得對本文進行有悖原意的引用和刪改。根據中國證監會核發的經營證券業務許可，德邦證券股份有限公司的經營范圍包括證券投資咨詢業務。