SiC行業深度報告：SiC全產業鏈拆解新能源行業下一代浪潮之基-221028（156頁）.pdf

1、 請閱讀最后一頁的重要聲明！半導體/行業專題報告/2022.10.28 SiCSiC 行業深度報告行業深度報告 證券研究報告 投資評級：看好投資評級：看好(首次首次)最近最近 1212 月市場表現月市場表現 分析師分析師 張益敏張益敏 SAC 證書編號：S0160522070002 分析師分析師 吳姣晨吳姣晨 SAC 證書編號：S0160522090001 相關報告相關報告 1.BMIC：模擬芯片皇冠，國產替代空間廣闊 2022-10-26 2.貿易戰沒有贏家，自主發展是正道 2018-04-25 3.半導體國產化政策扶持正當時 2018-04-02 SiC 全產業鏈拆解，新能源行業下一代浪潮

2、之基 核心觀點 需求端：需求端：20272027 年年 SiCSiC 功率器件市場規?？蛇_功率器件市場規?？蛇_ 62.9762.97 億美元。億美元。SiC 因物理特性上較 Si 更有優勢，做成器件表現出更為優越的電氣性能（損耗低、小型化、熱穩定），因此應用場景廣闊。根據 Yole 數據，全球 SiC 功率器件市場規模將由 2021 年的 10.9 億美元，增長至 2027 年的 62.97 億美元。其中，新能源汽車、光伏儲能是 SiC 市場增長的主要驅動力，預計 2021-27 年 CAGR 分別為 39.2%、20.0%。1 1）新能源車新能源車市場市場率先在電驅上采用 SiC 器件節省整

3、車成本，隨著車型架構向 800V 高壓過渡，疊加充電樁快速覆蓋并向配合大功率方向發展，有望帶動 SiC 需求進一步提升。據我們測算，全球車用 SiC 器件市場規模有望在 2025 年達到 240 億元以上。2 2）光伏市場光伏市場不少業內廠商已開始應用 SiC SBD 與硅基 IGBT 的混合模塊。隨著 SiC 技術成熟價格下探，其他領域如軌交、電網等也有望多點開花。供給端：海外龍頭仍是主要玩家，國產供應鏈有望彎道超車實現自主可控。供給端：海外龍頭仍是主要玩家，國產供應鏈有望彎道超車實現自主可控。SiC產業鏈可以分為襯底制備、外延生長、芯片設計、器件制造和應用。其中襯底在 SiC 功率器件成本

4、結構中占比 47%是 SiC 產業鏈的核心。海外企業如Wolfspeed、ROHM、ST 等具有先發優勢，但未形成專利、標準的完全壟斷，國產企業正加速入局積極追趕，目前已初步實現了全產業鏈自主可控。在中美摩擦+新能源高景氣芯片供給不足+政策支持的背景下，為國產替代帶來機會。投資建議：投資建議：關注襯底環節天岳先進、天科合達、露笑科技；天岳先進、天科合達、露笑科技；IDM 系列三安光電、三安光電、民德電子；民德電子；器件環節中瓷電子、斯達半導、時代電氣、士蘭微；中瓷電子、斯達半導、時代電氣、士蘭微；材料環節博敏博敏電子；電子；設備環節晶升裝備、德龍激光、宇環數控、晶盛機電。晶升裝備、德龍激光、宇

5、環數控、晶盛機電。風險提示：風險提示：新能源汽車銷量及 SiC 滲透率不及預期的風險；SiC 國產化進度不及預期的風險；國家產業政策變化的風險。表表 1 1：重點公司投資評級：重點公司投資評級 代碼代碼 公司公司 總市值總市值（億元）（億元）收盤價收盤價 EPSEPS（元）（元）PEPE 投資評級 2021A2021A 2022E2022E 2023E2023E 2021A2021A 2022E2022E 2023E2023E 688234.SH 天岳先進 524.25 122.00 0.23 0.26 0.39 0.00 461.07 315.49 未評級 600703.SH 三安光電 77

6、7.17 17.35 0.29 0.47 0.68 128.14 36.72 25.46 未評級 300656.SZ 民德電子 46.09 29.37 0.64 0.73 1.75 83.63 40.27 16.80 未評級 003031.SZ 中瓷電子 217.81 104.18 0.81 0.82 1.12 102.85 126.65 93.22 未評級 603290.SH 斯達半導 616.40 361.01 2.47 4.53 6.39 163.16 79.66 56.47 未評級 688187.SH 時代電氣 710.08 62.13 0.00 1.69 1.96 57.56 36.

7、76 31.65 未評級 600460.SH 士蘭微 437.71 30.91 1.13 1.01 1.31 50.57 30.58 23.60 未評級 603936.SH 博敏電子 58.51 11.45 0.47 0.52 0.83 36.34 21.95 13.87 未評級 688170.SH 德龍激光 46.01 44.51 1.13 1.08 1.70 0.00 41.21 26.21 未評級 300316.SZ 晶盛機電 971.72 74.30 1.33 2.09 2.82 52.23 35.52 26.33 未評級 數據來源：Wind 數據，財通證券研究所-39%-28%-18

8、%-7%4%15%半導體滬深300上證指數 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 2 內容目錄內容目錄 1.1.SiCSiC 性能優異，材料升級勢在必行性能優異，材料升級勢在必行 .1010 1.1.1.1.什么是什么是 SiCSiC .1010 1.2.1.2.我們為什么要用我們為什么要用 SiCSiC 做器件做器件 .1212 2.2.多領域需求驅動，多領域需求驅動，SiCSiC 市場規?？蛇_市場規?？蛇_ 62.9762.97 億美元億美元 .1616 2.1.2.1.新能源車是

9、新能源車是 SiCSiC 器件應用的最大驅動力，或迎替代機遇器件應用的最大驅動力，或迎替代機遇 .1818 2.1.1.2.1.1.角度一：角度一：SiCSiC 電驅系統搶先上車，體積、損耗有效下降電驅系統搶先上車，體積、損耗有效下降 .1818 2.1.2.2.1.2.角度二：電動汽車架構向高壓過渡，成為角度二：電動汽車架構向高壓過渡，成為 SiCSiC 上車催化劑上車催化劑 .2121 2.1.3.2.1.3.角度三：充電樁向大功率方向發展，角度三：充電樁向大功率方向發展，SiCSiC 器件滲透率進一步提升器件滲透率進一步提升.2727 2.1.4.2.1.4.車用車用 SiCSiC 解決

10、解決方案市場規?？蛇_方案市場規?？蛇_ 240240 億元人民幣億元人民幣 .3232 2.2.2.2.SiCSiC 賦能光伏發電，市場規模有望增長至百億元賦能光伏發電，市場規模有望增長至百億元 .3434 2.3.2.3.應用場景多點開花，滲透率逐步提升應用場景多點開花，滲透率逐步提升 .3737 3.3.技術升級成本下降，技術升級成本下降，SiCSiC 落地拐點漸行漸近落地拐點漸行漸近 .3939 3.1.3.1.襯底是影響滲透率提升的關鍵，高成長高壁壘襯底是影響滲透率提升的關鍵，高成長高壁壘 .4040 3.1.1.3.1.1.SiCSiC 襯底制備困難導致高成本，襯底制備困難導致高成本，

11、6 6 英寸晶片成為市場主流英寸晶片成為市場主流 .4141 3.1.2.3.1.2.SiCSiC 襯底呈美、歐、日三足鼎立格局襯底呈美、歐、日三足鼎立格局 .5050 3.2.3.2.外延是提高外延是提高 SiCSiC 器件性能及可靠性的關鍵器件性能及可靠性的關鍵 .5353 3.3.3.3.SiCSiC 芯片技術成熟和價格改善，封裝工藝同步跟進芯片技術成熟和價格改善，封裝工藝同步跟進 .5757 3.3.1.3.3.1.SiC MOSFETSiC MOSFET 成為市場增成為市場增長點，多因素推動長點，多因素推動 SiCSiC 器件價格下降器件價格下降 .5757 3.3.2.3.3.2.

12、模塊及單管雙路線同時存在，模塊亟需新的封裝材料和工藝模塊及單管雙路線同時存在，模塊亟需新的封裝材料和工藝 .6464 3.4.3.4.專用設備研發和產業化加速專用設備研發和產業化加速 .7171 3.4.1.3.4.1.SiCSiC 長晶設備：北方華創及晶升裝備占據國內長晶設備：北方華創及晶升裝備占據國內 77%77%市場份額市場份額 .7171 3.4.2.3.4.2.碳化硅外延設備：被海外四大企業壟斷，瓶頸突破需重視碳化硅外延設備：被海外四大企業壟斷，瓶頸突破需重視 .7575 4.4.海外龍頭仍是主要玩家，國產供應鏈有望彎道超車海外龍頭仍是主要玩家，國產供應鏈有望彎道超車 .7777 4

13、.1.4.1.龍頭企業上下游廠商整合，強化競爭優勢龍頭企業上下游廠商整合，強化競爭優勢 .7777 4.1.1.4.1.1.WolfspeedWolfspeed（CreeCree）：）：SiCSiC 市場一家獨大市場一家獨大 .7878 4.1.2.4.1.2.II II-VIVI：垂直布局：垂直布局 SiCSiC 產業鏈，五年擴產產業鏈，五年擴產 5 5-1010 倍倍 .8686 4.1.3.4.1.3.ROHMROHM：實現完全垂直整合的制造工藝：實現完全垂直整合的制造工藝 .8989 4.1.4.4.1.4.STST：戰略收購并購加速布局：戰略收購并購加速布局 SiCSiC 業務業務

14、.9292 4.1.5.4.1.5.英飛凌：涵蓋英飛凌：涵蓋 SiSi、SiCSiC、GaNGaN 全系列功率產品全系列功率產品 .9595 4.2.4.2.國產供應鏈逐步完善，與先進水平差距小國產供應鏈逐步完善，與先進水平差距小 .9999 4.2.1.4.2.1.核心技術取得突破，量產技術逐漸成熟核心技術取得突破，量產技術逐漸成熟 .100100 4.2.2.4.2.2.加快產線建設，國產供應鏈逐步完善加快產線建設，國產供應鏈逐步完善 .105105 5.5.建議關注建議關注 .110110 5.1.5.1.天岳先進天岳先進(688234.SH):(688234.SH):半絕緣型襯底龍頭，

15、發力導電型襯底市場半絕緣型襯底龍頭，發力導電型襯底市場 .111111 5.2.5.2.天科合達天科合達(未上市未上市):):導電型襯底國內第一，再度重啟導電型襯底國內第一，再度重啟 IPOIPO 工作工作 .114114 5.3.5.3.露笑科技露笑科技(002617(002617.SZ).SZ)：定增切入碳化硅襯底，實現第二增長曲線：定增切入碳化硅襯底，實現第二增長曲線 .118118 5.4.5.4.民德電子民德電子(300656.SZ):(300656.SZ):構建功率半導體構建功率半導體 smart IDMsmart IDM .122122 5.5.5.5.三安光電三安光電(6007

16、03.SH):SiC(600703.SH):SiC 全全產業鏈布局，具備一體化優勢產業鏈布局，具備一體化優勢 .124124 5.6.5.6.中瓷電子中瓷電子(003031.SZ):(003031.SZ):背靠強大科研資源，進軍第三代半導體領域背靠強大科研資源，進軍第三代半導體領域 127127 5.7.5.7.斯達半導斯達半導(603290.SH):(603290.SH):車規級車規級 SiCSiC 模塊率先放量模塊率先放量 .133133 5.8.5.8.時代電氣時代電氣(688187.SH)(688187.SH)：高壓領域領軍者，布局：高壓領域領軍者，布局 SiCSiC 有優勢有優勢 .

17、135135 5.9.5.9.士蘭微士蘭微(600460.SH)(600460.SH)：IDMIDM 龍頭規模初具，具備長期配置價值龍頭規模初具，具備長期配置價值 .140140 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 3 5.10.5.10.博敏電子博敏電子(603936.SH):(603936.SH):新型覆銅陶瓷襯板打造第二成長曲線新型覆銅陶瓷襯板打造第二成長曲線 .143143 5.11.5.11.晶升裝備晶升裝備(未上市未上市):):碳化硅單晶爐具有較強競爭力碳化硅單晶爐具有

18、較強競爭力 .146146 5.12.5.12.德龍激光德龍激光(688170.SH):(688170.SH):碳化硅晶錠切片技術已完成工藝研發碳化硅晶錠切片技術已完成工藝研發 .149149 5.13.5.13.宇環數控宇環數控(002903.SZ)(002903.SZ)：前瞻布局碳化硅磨削和研磨拋光設備：前瞻布局碳化硅磨削和研磨拋光設備 .152152 5.14.5.14.晶盛機電晶盛機電(300316.SZ)(300316.SZ)：設備：設備+材料自主可控材料自主可控.152152 6.6.風險提示風險提示 .154154 圖表目錄圖表目錄 圖圖 1.1.硅和化合物半導體的應用范圍硅和化

19、合物半導體的應用范圍 .1010 圖圖 2.SiC2.SiC 功率器件分類功率器件分類 .1212 圖圖 3.SiC3.SiC 器件發展歷史器件發展歷史 .1212 圖圖 4.Si FRD4.Si FRD 正向電流依存性正向電流依存性 .1313 圖圖 5.SiC SBD5.SiC SBD 正向電流依存性正向電流依存性 .1313 圖圖 6.Si FRD6.Si FRD 溫度依存性溫度依存性 .1313 圖圖 7.SiC SBD7.SiC SBD 溫度依存性溫度依存性 .1313 圖圖 8.8.各器件各器件 DPTDPT 開通波形：開通波形：SiCSiC 器件器件 EonEon 減小減小 34

20、%34%.1414 圖圖 9.9.各器件各器件 DPTDPT 關斷波形：關斷波形：SiCSiC 器件器件 EoffEoff 可減小可減小 88%88%.1414 圖圖 10.SiC10.SiC 器件比器件比 SiSi 器件能量損耗更低器件能量損耗更低.1414 圖圖 11.Si/SJ/SiC MOSFET11.Si/SJ/SiC MOSFET 單位面積導通電單位面積導通電阻比較阻比較 .1414 圖圖 12.SiC12.SiC 體積約為硅基器件的體積約為硅基器件的 1/101/10 .1515 圖圖 13.SiC SBD13.SiC SBD 的正向特性（的正向特性（650V650V、10A10

21、A 等級）等級）.1515 圖圖 14.650V SiC MOSFET/Si MOSFET/Si IGBT14.650V SiC MOSFET/Si MOSFET/Si IGBT 的標準化導通電阻溫度的標準化導通電阻溫度特性特性 .1515 圖圖 15.SiC MOSFET15.SiC MOSFET 有望替代有望替代 Si IGBTSi IGBT .1616 圖圖 16.SiC SBD16.SiC SBD 有望替代高壓有望替代高壓 Si PNDSi PND、FRDFRD .1616 圖圖 17.202117.2021-20272027 年全球年全球 SiCSiC 功率器件市場規模（億美元）功率

22、器件市場規模（億美元）.1616 圖圖 18.201618.2016-20262026 年中國第三代半導體電力電子應用市場規模（億元）年中國第三代半導體電力電子應用市場規模（億元）.1717 圖圖 19.202119.2021-2727 全球全球 SiCSiC 功率器件下游市場功率器件下游市場 CAGRCAGR 預測預測 .1717 圖圖 20.202120.2021-2626 年中國第三代功率半導體下游市場年中國第三代功率半導體下游市場 CAGRCAGR 預測預測 .1717 圖圖 21.21.新能源汽車成本拆分新能源汽車成本拆分 .1818 圖圖 22.22.中國動力電池平均售價（元中國動

23、力電池平均售價（元/Wh/Wh）.1818 圖圖 23.SiC23.SiC 使用明顯降低逆變器尺寸使用明顯降低逆變器尺寸 .1919 圖圖 24.24.使用使用 SiCSiC 材料，為新能源汽車節省成本材料，為新能源汽車節省成本 .1919 圖圖 25.SiC25.SiC 與動力電池的成本競爭與動力電池的成本競爭 .2020 圖圖 26.26.影響充電速度的因素影響充電速度的因素 .2 22 2 圖圖 27.27.特斯拉特斯拉 Model3Model3 使用使用 V3V3 極充樁的充電表現極充樁的充電表現 .2222 圖圖 28.28.華為動力域全棧高壓方案華為動力域全棧高壓方案 .2222

24、圖圖 29.SiC 1200V29.SiC 1200V 節能效果節能效果 .2222 圖圖 30.400V30.400V 分支下進化路線分支下進化路線 .2424 圖圖 31.800V31.800V 分支下進化路線分支下進化路線 .2424 圖圖 32.32.全球新能源車各級別車銷售量占比全球新能源車各級別車銷售量占比 .2424 圖圖 3 33.3.國內新能源車各級別車銷售量占比國內新能源車各級別車銷售量占比 .2424 圖圖 34.800V34.800V 架構需要升級的零部件和元器件架構需要升級的零部件和元器件 .2525 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重

25、要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 4 圖圖 35.35.各類各類 800V800V 高壓架構示意圖高壓架構示意圖 .2626 圖圖 36.36.采用采用 SiSi 和和 SiCSiC 的的 22KW22KW 雙向雙向 OBCOBC 系統示意圖系統示意圖 .2626 圖圖 37.37.采用采用 SiSi 和和 SiCSiC 的的 22KW22KW 雙向雙向 OBOBC C 系統成本比較系統成本比較 .2626 圖圖 38.38.電機逆變器模塊器件材料用量份額趨勢電機逆變器模塊器件材料用量份額趨勢 .2727 圖圖 39.DC/DC39.DC/DC

26、 功率器件材料應用趨勢功率器件材料應用趨勢 .2727 圖圖 40.40.超過超過 2020 家汽車制造商在車載充電器中使用家汽車制造商在車載充電器中使用 SiCSiC .2727 圖圖 41.41.全球公共充電樁數量統計及預測（萬個）全球公共充電樁數量統計及預測（萬個）.2828 圖圖 42.42.中國公共充電樁保有量（萬個）中國公共充電樁保有量（萬個）.2828 圖圖 43.43.乘用車充電保障能力提升乘用車充電保障能力提升 .2828 圖圖 44.201644.2016-2020 年新增直流樁平均功率（年新增直流樁平均功率（KWKW）.2929 圖圖 45.202045.2020-222

27、2 年國家電網充電樁招標功率分布年國家電網充電樁招標功率分布 .2929 圖圖 46.46.國內國內 ChaoJiChaoJi 充電標準充電標準 20212021 年發布年發布 .2929 圖圖 47.47.海外快充標準向海外快充標準向 1000V1000V、500A500A 發展發展 .2929 圖圖 48.SiC MOSFET48.SiC MOSFET 拓撲結構拓撲結構 .3030 圖圖 49.49.基于基于 SiCSiC 的的 30KW30KW 充電樁模塊充電樁模塊 .3030 圖圖 50.50.中國充電樁產業鏈關系圖中國充電樁產業鏈關系圖 .3131 圖圖 51.251.2015015

28、-2121 年全球公共快充樁和慢充樁比例年全球公共快充樁和慢充樁比例 .3131 圖圖 52.202252.2022 年年 9 9 月底我國交直流充電樁占比月底我國交直流充電樁占比 .3131 圖圖 53.53.主要電動汽車最大充電功率主要電動汽車最大充電功率 .3232 圖圖 54.SiC54.SiC 功率器件的應用時間線功率器件的應用時間線 .3333 圖圖 55.SiC55.SiC 車上利用情況車上利用情況 .3333 圖圖 56.SiC56.SiC 功率器件在車載領域應用時間表功率器件在車載領域應用時間表 .3333 圖圖 57.57.全球與中國光伏規模增長情況（全球與中國光伏規模增長

29、情況（GWGW）.3535 圖圖 58.SiC58.SiC 逆變器的優勢逆變器的優勢 .3535 圖圖 59.59.光伏逆變器中光伏逆變器中 SICSIC 功率器件占比預測功率器件占比預測 .3636 圖圖 60.60.軌道交通中軌道交通中 SICSIC 功率器件占比預測功率器件占比預測 .3838 圖圖 61.SiC61.SiC 功率器件應用領域功率器件應用領域 .3939 圖圖 62.Si62.Si 器件成本構成器件成本構成 .4040 圖圖 63.SiC63.SiC 功率器件成本構成功率器件成本構成 .4040 圖圖 64.SiC64.SiC 產業鏈公司分布產業鏈公司分布 .4040 圖

30、圖 65.202165.2021-2727 年碳化硅功率器件市場規模（美元）年碳化硅功率器件市場規模（美元）.4141 圖圖 66.202066.2020-2626 年氮化鎵射頻器件市場規模（美元）年氮化鎵射頻器件市場規模（美元）.4141 圖圖 67.SiC67.SiC 襯底制備流程襯底制備流程 .4242 圖圖 68.68.各種各種 SICSIC 同質異構體生成的條件同質異構體生成的條件 .4444 圖圖 6 69.SiC9.SiC 襯底尺寸發展趨勢襯底尺寸發展趨勢 .4646 圖圖 70.670.6 英寸英寸-8 8 英寸，晶圓數量提升英寸，晶圓數量提升 .4646 圖圖 71.71.襯

31、底技術進展襯底技術進展.4646 圖圖 72.72.中國導電型中國導電型 SiCSiC 襯底銷量預測（萬片）襯底銷量預測（萬片）.4747 圖圖 73.73.中國半絕緣中國半絕緣 SiCSiC 襯底銷量預測（萬片）襯底銷量預測（萬片）.4747 圖圖 74.74.英飛凌冷切割技術英飛凌冷切割技術 .4848 圖圖 75.75.冷切割技術提升切割良率冷切割技術提升切割良率 .4848 圖圖 76.76.大族第三代半導體激光內部改質切割設備大族第三代半導體激光內部改質切割設備 .4848 圖圖 77.CMP77.CMP 后后 Wolfspeed 8Wolfspeed 8 英寸英寸 SiCSiC 襯

32、底預期良率襯底預期良率 .4949 圖圖 78.78.導電型導電型 SICSIC 襯底單價（美元襯底單價（美元/片）片）.5050 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 5 圖圖 79.201879.2018-2727 年全球年全球 SiCSiC 襯底市場規模（億美元）襯底市場規模（億美元）.5050 圖圖 80.202080.2020 年全球襯底廠商市占率年全球襯底廠商市占率 .5151 圖圖 81.201881.2018 年全球導電型年全球導電型 SiCSiC 襯底市占率襯底市占

33、率 .5151 圖圖 82.202082.2020 年全球半絕緣型年全球半絕緣型 SiCSiC 襯底市占率襯底市占率 .5151 圖圖 83.SiC83.SiC 外延工藝外延工藝 .5353 圖圖 84.SiC84.SiC 襯底層和外延層結構襯底層和外延層結構 .5454 圖圖 85.85.厚膜外延生長厚膜外延生長.5454 圖圖 86.SiC86.SiC 外延層工藝難點外延層工藝難點 .5454 圖圖 87.SiC87.SiC 外延在低、中壓領域技術進展外延在低、中壓領域技術進展 .5555 圖圖 88.SiC88.SiC 外延在高壓領域技術進展外延在高壓領域技術進展 .5555 圖圖 89

34、.201789.2017-2323 年年 4 4 英寸英寸 6 6 英寸英寸 SiCSiC 襯底市場規模（片）襯底市場規模（片）.5656 圖圖 90.SiC90.SiC 外延商業模式外延商業模式 .5757 圖圖 91.91.全球全球 SiCSiC 導電型外延片市場由雙寡頭壟斷導電型外延片市場由雙寡頭壟斷 .5757 圖圖 92.92.國際上已商業化的國際上已商業化的 SiC SBDSiC SBD 器件性能器件性能 .5858 圖圖 93.SiC SBD93.SiC SBD 器件結構器件結構.5858 圖圖 94.SiC JBS94.SiC JBS 器件結構器件結構 .5858 圖圖 95.

35、1200V 95.1200V 碳化硅碳化硅 MOSFETMOSFET 結構圖結構圖 .5959 圖圖 96.96.國際上已商業化的國際上已商業化的 SiC SBDSiC SBD 器件性能器件性能 .6060 圖圖 97.SiC97.SiC 器件市場中器件市場中 SBDSBD 和和 MOSFETMOSFET 占比占比 .6060 圖圖 98.201798.2017-2121 年年 650V650V 的的 SiC SBDSiC SBD 價格（元價格（元/A/A）.6363 圖圖 99.201799.2017-2121 年年 1200V1200V 的的 SiC SBDSiC SBD 價格（元價格（元

36、/A/A）.6363 圖圖 100.2020100.2020-2222 年年 SiC SiC MOSFETMOSFET 均價（元均價（元/A/A）.6464 圖圖 101.650V SiC MOSFET101.650V SiC MOSFET、Si IGBTSi IGBT、GaN HEMTGaN HEMT 價格比較（元價格比較（元/A/A）6464 圖圖 102.SiC102.SiC 器件價格下降器件價格下降 .6464 圖圖 103.103.電驅中電驅中 IGBTIGBT 功率模塊上車方案對比功率模塊上車方案對比 .6565 圖圖 104.104.特斯拉特斯拉 model3model3 中中

37、SiCSiC 模塊單元外部架構分析模塊單元外部架構分析 .6666 圖圖 105.105.特斯拉特斯拉 model 3model 3 中中 SiCSiC 模塊拆解模塊拆解 .6666 圖圖 106.106.基本半導體成功推出了三款汽車級碳化硅功率模塊產品：基本半導體成功推出了三款汽車級碳化硅功率模塊產品：PcorePcore 6 6、PcorePcore 2 2、PcellPcell .6666 圖圖 107.107.上汽大眾與臻驅科技聯合開發的首款碳化硅上汽大眾與臻驅科技聯合開發的首款碳化硅“三合一三合一”電橋至少提升電橋至少提升4.5%4.5%續航里程續航里程 .6666 圖圖 113.S

38、iC113.SiC 模塊芯片模塊芯片/襯板及互聯技術演進趨勢襯板及互聯技術演進趨勢 .6868 圖圖 119.SiC119.SiC 產業鏈不同環節所使用的設備情況產業鏈不同環節所使用的設備情況 .7171 圖圖 120.120.全球全球 SiCSiC 外延設備幾乎被四大企業壟斷外延設備幾乎被四大企業壟斷 .7676 圖圖 121.2021121.2021-25 25 年全球年全球 SiCSiC 外延設備預期外延設備預期 CAGRCAGR .7777 圖圖 122.Wolfspeed122.Wolfspeed 發展歷程與股價復盤發展歷程與股價復盤 .7979 圖圖 123.Wolfspeed 2

39、023123.Wolfspeed 2023-20262026 財年營業收入指引（億美元）財年營業收入指引（億美元）.8080 圖圖 124.Wolfspeed 2012124.Wolfspeed 2012-20222022 財年營業收入（億美元）財年營業收入（億美元）.8181 圖圖 125.Wolfspeed SiC125.Wolfspeed SiC 材料材料 .8181 圖圖 126.Wolfspeed126.Wolfspeed 功率器件產品組合功率器件產品組合 .8181 圖圖 127.Wolfspeed127.Wolfspeed 分業務毛利率情況分業務毛利率情況 .8282 圖圖 12

40、8.Wolfspeed128.Wolfspeed（CreeCree）整體銷售毛利率）整體銷售毛利率 .8282 圖圖 129.Wolfspeed129.Wolfspeed 凈利率情況凈利率情況 .8282 圖圖 130.Wolfspeed130.Wolfspeed 歸母凈利潤歸母凈利潤 .8282 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 6 圖圖 131.Wolfspeed131.Wolfspeed 專利布局專利布局 .8484 圖圖 132.Wolfspeed Mohwak Vall

41、ey Fab132.Wolfspeed Mohwak Valley Fab .8585 圖圖 133.Wolfspeed133.Wolfspeed 晶圓廠晶圓廠 .8585 圖圖 134.Wolfspeed134.Wolfspeed 產能產能 .8585 圖圖 135.II135.II-VIVI 發展歷程發展歷程 .8686 圖圖 136.II136.II-VIVI 公司營業收入公司營業收入 .8787 圖圖 137.II137.II-VIVI 公司歸母凈利潤公司歸母凈利潤 .8787 圖圖 138.II138.II-VIVI 公司公司 SiCSiC 晶圓發展過程晶圓發展過程 .8787 圖圖

42、 139.II139.II-VIVI 公司公司 SiCSiC 襯底產能擴張計劃襯底產能擴張計劃 .8888 圖圖 140.II140.II-VI SiCVI SiC 垂直整合產業鏈垂直整合產業鏈 .8989 圖圖 141.GE SiC141.GE SiC 技術里程碑技術里程碑 .8989 圖圖 142.142.ROHM SiCROHM SiC 開發歷程開發歷程 .8989 圖圖 143.ROHM143.ROHM 垂直整合生產體系垂直整合生產體系 .8989 圖圖 144.ROHM144.ROHM 公司營業收入公司營業收入 .9090 圖圖 145.ROHM145.ROHM 公司歸母凈利潤公司歸

43、母凈利潤 .9090 圖圖 146.ROHM146.ROHM 銷售毛利率銷售毛利率 .9090 圖圖 147.ROHM147.ROHM 凈利潤率凈利潤率.9090 圖圖 148.ROHM FY2004148.ROHM FY2004-2222 年銷售額變化年銷售額變化 .9191 圖圖 149.149.主逆變器上的商業項目擴展及汽車客戶主逆變器上的商業項目擴展及汽車客戶 .9191 圖圖 150.ROHM150.ROHM 中期經營計劃中期經營計劃 .9191 圖圖 151.151.ROHMROHM 整體計劃示意圖整體計劃示意圖 .9191 圖圖 152.ROHM Apollo152.ROHM A

44、pollo 新工廠新工廠 .9292 圖圖 153.ROHM SiC153.ROHM SiC 經營目標經營目標 .9292 圖圖 154.154.意法半導體意法半導體 SiCSiC 發展歷程發展歷程 .9292 圖圖 155.ST155.ST 營業收入營業收入 .9393 圖圖 156.ST156.ST 營收拆分營收拆分 .9393 圖圖 157.ST157.ST 銷售毛利率銷售毛利率&凈利率凈利率 .9393 圖圖 158.ST158.ST 歸母凈利潤歸母凈利潤 .9393 圖圖 159.ST SiC MOSFET159.ST SiC MOSFET 產品系列產品系列 .9494 圖圖 160

45、.160.英飛凌發展歷程英飛凌發展歷程 .9595 圖圖 161.161.英飛凌營業收入英飛凌營業收入 .9696 圖圖 162.162.英飛凌英飛凌 FY2021FY2021 營收拆分營收拆分 .9696 圖圖 163.163.英飛凌銷售毛利率英飛凌銷售毛利率&凈利率凈利率 .9696 圖圖 164.164.英飛凌歸母凈利潤英飛凌歸母凈利潤 .9 96 6 圖圖 165.165.英飛凌英飛凌 SiCSiC 產業化發展歷程產業化發展歷程 .9797 圖圖 166.166.公司公司 SiCSiC 業務涉及領域及客戶業務涉及領域及客戶 .9797 圖圖 167.SiC167.SiC 收入及展望收入

46、及展望 .9797 圖圖 168.Siltectra168.Siltectra 冷切割技術冷切割技術 .9898 圖圖 1 169.69.冷切割技術能有效減少材料損耗冷切割技術能有效減少材料損耗 .9898 圖圖 170.170.英飛凌溝槽柵結構競爭優勢英飛凌溝槽柵結構競爭優勢 .9999 圖圖 171.171.國外襯底技術進展國外襯底技術進展 .100100 圖圖 172.172.國內襯底技術進展國內襯底技術進展 .100100 圖圖 176.SiC176.SiC 行業投資邏輯行業投資邏輯 .110110 圖圖 179.179.天岳先進營收（億元）及同比天岳先進營收（億元）及同比 .1121

47、12 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 7 圖圖 180.180.天岳先進營收拆分（萬元）天岳先進營收拆分（萬元）.112112 圖圖 181.181.天岳先進各業務毛利率天岳先進各業務毛利率 .113113 圖圖 182.182.天岳先進歸母凈利潤（億元）天岳先進歸母凈利潤（億元）.113113 圖圖 183.183.天科合達發展歷程天科合達發展歷程 .115115 圖圖 185.185.天科合達收入拆分（萬元）天科合達收入拆分（萬元）.116116 圖圖 186.186.天科

48、合達不同尺寸天科合達不同尺寸 SiCSiC 襯底收入占比襯底收入占比 .116116 圖圖 187.187.天科合達營收及歸母凈利潤（億元）天科合達營收及歸母凈利潤（億元）.116116 圖圖 188.188.天科合達毛利率及凈利率天科合達毛利率及凈利率 .116116 圖圖 189.189.天科合達天科合達 SiCSiC 晶片產能、產量及銷量晶片產能、產量及銷量(片片).117117 圖圖 190.190.天科合達天科合達 SiCSiC 長晶爐產能、產量及銷量長晶爐產能、產量及銷量(臺臺).117117 圖圖 191.191.露笑科技各行業營業收入（億元）露笑科技各行業營業收入（億元）.11

49、9119 圖圖 192.192.露笑科技營收及歸母凈利潤（億元）露笑科技營收及歸母凈利潤（億元）.119119 圖圖 193.193.露笑科技毛利率及凈利率露笑科技毛利率及凈利率.119119 圖圖 194.194.露笑科技露笑科技 SiCSiC 布局路線布局路線 .121121 圖圖 195.195.民德電子發展歷程民德電子發展歷程 .122122 圖圖 196.196.民德電子營收（億元）及同比民德電子營收（億元）及同比 .123123 圖圖 197.197.民德電子歸母凈利潤（億元）及同比民德電子歸母凈利潤（億元）及同比 .123123 圖圖 198.198.民德電子功率半導體業務及傳統

50、業務布局情況民德電子功率半導體業務及傳統業務布局情況 .123123 圖圖 199.199.三安光電營收（億元）及同比三安光電營收（億元）及同比 .125125 圖圖 200.200.三安光電營收拆分（三安光電營收拆分（20212021 年）年）.125125 圖圖 201.201.三安光電銷售毛利率三安光電銷售毛利率&凈利率凈利率 .125125 圖圖 202.202.三安光電歸母凈利潤（億元）及同比三安光電歸母凈利潤（億元）及同比 .125125 圖圖 203.203.三安光電化合物半導體業務發展歷史三安光電化合物半導體業務發展歷史 .126126 圖圖 204.204.中瓷電子發展歷程中

51、瓷電子發展歷程 .128128 圖圖 207.207.中瓷電子股權結構中瓷電子股權結構 .129129 圖圖 208.208.國聯萬眾收入占比國聯萬眾收入占比 .131131 圖圖 209.209.國聯萬眾國聯萬眾 SiCSiC 產品匯總產品匯總 .132132 圖圖 212.212.斯達半導發展歷程斯達半導發展歷程 .133133 圖圖 213.213.斯達半導產品歸類斯達半導產品歸類 .133133 圖圖 214.214.斯達半導產品應用領域斯達半導產品應用領域 .133133 圖圖 215.215.斯達半導營收（億元）及同比斯達半導營收（億元）及同比.134134 圖圖 216.216.

52、斯達半導歸母凈利潤（億元）及同比斯達半導歸母凈利潤（億元）及同比 .134134 圖圖 217.217.時代電氣發展歷程時代電氣發展歷程 .135135 圖圖 218.218.時代電氣股權結構及部分子公司、參股公司（截至時代電氣股權結構及部分子公司、參股公司（截至 2022/9/302022/9/30）.136136 圖圖 219.219.時代電氣營收時代電氣營收及同比及同比 .138138 圖圖 220.220.時代電氣歸母凈利潤及同比時代電氣歸母凈利潤及同比 .138138 圖圖 221.221.時代電氣新興裝備業務收入占比時代電氣新興裝備業務收入占比 .139139 圖圖 222.222

53、.士蘭微發展歷程士蘭微發展歷程 .141141 圖圖 223.223.士蘭微產品布局全面士蘭微產品布局全面 .141141 圖圖 224.224.士蘭士蘭微營收（億元）及同比微營收（億元）及同比 .142142 圖圖 225.225.士蘭微歸母凈利潤（億元）及同比士蘭微歸母凈利潤（億元）及同比 .142142 圖圖 226.226.公司產能情況梳理（截止到公司產能情況梳理（截止到 20222022 年年 4 4 月）月）.142142 圖圖 227.227.士蘭微主要研發、生產、銷售子公司分布士蘭微主要研發、生產、銷售子公司分布 .143143 圖圖 228.228.博敏電子橫縱業務延伸規劃博

54、敏電子橫縱業務延伸規劃 .144144 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 8 圖圖 229.229.博敏電子營收及同比博敏電子營收及同比 .144144 圖圖 230.230.博敏電子博敏電子 PCBPCB 應用領域應用領域 .144144 圖圖 231.231.博敏電子銷售毛利率博敏電子銷售毛利率&凈利率凈利率 .145145 圖圖 232.232.博敏電子歸母凈利潤及同比博敏電子歸母凈利潤及同比 .145145 圖圖 233.233.晶升裝備發展歷程晶升裝備發展歷程 .146

55、146 圖圖 234.234.晶升裝備營收（億元）及同比晶升裝備營收（億元）及同比.147147 圖圖 235.235.晶升裝備歸母凈利潤（億元）晶升裝備歸母凈利潤（億元）.147147 圖圖 237.237.德龍激光營收及同比德龍激光營收及同比 .150150 圖圖 238.238.德龍激光營收拆分（德龍激光營收拆分（20212021 年）年）.150150 圖圖 239.239.德龍激光銷售毛利率德龍激光銷售毛利率&凈利率凈利率 .150150 圖圖 240.240.德龍激光歸母凈利潤及同比德龍激光歸母凈利潤及同比.150150 圖圖 243.243.晶盛機電主營業務布局晶盛機電主營業務布

56、局 .153153 圖圖 244.244.晶盛機電營收及同比晶盛機電營收及同比 .153153 圖圖 245.245.晶盛晶盛機電歸母凈利潤及同比機電歸母凈利潤及同比 .153153 圖圖 246.246.晶盛機電成功研發出晶盛機電成功研發出 8 8 英寸英寸 N N 型型 SiCSiC 晶體晶體 .154154 表表 1.1.三代半導體應用區分三代半導體應用區分 .1111 表表 2.2.各類半導體物理特性比較各類半導體物理特性比較 .1111 表表 3.3.部分高電壓平臺車型采用部分高電壓平臺車型采用 SiCSiC .2020 表表 4.4.新能源各車型續航里程新能源各車型續航里程 .21

57、21 表表 5.5255.525 英里通勤各車型耗時表現英里通勤各車型耗時表現 .2121 表表 6.6.相同功率下高電壓電池成本比大電流更優相同功率下高電壓電池成本比大電流更優 .2323 表表 7.7.各大車廠各大車廠 800V800V 高壓系統情況高壓系統情況 .2323 表表 8.8.部分車企高功率充電樁布局部分車企高功率充電樁布局 .3232 表表 9.9.新能源車新能源車 SiCSiC 器件市場空間預測器件市場空間預測 .3434 表表 10.10.國際半導體及系統公司國際半導體及系統公司 SiCSiC 光伏逆變器投資開發情況光伏逆變器投資開發情況 .3636 表表 11.11.光

58、伏光伏 SICSIC 器件市場空間預測器件市場空間預測 .3737 表表 12.12.軌交軌交 SiCSiC 器件市場應用情況器件市場應用情況 .3737 表表 13.13.國內地鐵采用國內地鐵采用 SiCSiC 技術情況技術情況 .3838 表表 14.14.SiCSiC 襯底的兩種類型襯底的兩種類型 .4141 表表 15.15.SiCSiC 襯底制備方法襯底制備方法 .4343 表表 16.16.滬硅產業、天岳先進募投項目資金滬硅產業、天岳先進募投項目資金 .4545 表表 1 17.7.國內外國內外 SiCSiC 襯底進展襯底進展 .4747 表表 18.18.天岳先進主要生產環節良率

59、天岳先進主要生產環節良率 .4949 表表 19.19.國際國際 SiCSiC 龍頭企業提前鎖定訂單情況龍頭企業提前鎖定訂單情況 .5252 表表 20.SiC20.SiC 廠商擴產事件廠商擴產事件 .5252 表表 21.SiC21.SiC 材料常見缺陷材料常見缺陷 .5555 表表 22.22.6 6 英寸外延材料性能指標英寸外延材料性能指標.5656 表表 23.23.各類型各類型 SiCSiC 器件的優勢與存在的問題器件的優勢與存在的問題 .5959 表表 24.SiC MOSFET24.SiC MOSFET 與與 Si IGBTSi IGBT 對比對比 .6060 表表 25.25.

60、近年國際企業推出的近年國際企業推出的部分部分 SiC MOSFETSiC MOSFET 產品產品 .6161 表表 26.202226.2022 年上半年部分國際企業推出年上半年部分國際企業推出 SiCSiC 模塊產品模塊產品 .6262 表表 27.SiC27.SiC 較硅基產品能夠大幅減少較硅基產品能夠大幅減少 Die SizeDie Size .6262 表表 28.28.20182018-20192019 年不同制造商年不同制造商 SiC SBDSiC SBD 產品價格對比單位產品價格對比單位(元元/A)/A).6363 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁

61、重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 9 表表 29.29.主要主要 SiCSiC 襯底廠商晶體生長設備供應模式襯底廠商晶體生長設備供應模式 .7272 表表 30.30.半導體級硅爐及半導體級硅爐及 SiCSiC 單晶爐價格單晶爐價格.7373 表表 31.31.晶升裝備單晶爐產品細分類型、下游應用晶升裝備單晶爐產品細分類型、下游應用 .7373 表表 32.32.晶升裝備在國內碳化硅單晶爐市場占有率具體情況晶升裝備在國內碳化硅單晶爐市場占有率具體情況 .7474 表表 33.33.北方華創及晶升裝備北方華創及晶升裝備 SiCSiC 單晶爐產品

62、情況單晶爐產品情況 .7474 表表 34.34.未來未來 2 2-5 5 年國內主要年國內主要 SICSIC 襯底廠商擴產情況及長晶設備市場規模測算襯底廠商擴產情況及長晶設備市場規模測算 .7575 表表 35.35.四家四家 SiCSiC 外延設備廠商的優劣勢對比外延設備廠商的優劣勢對比 .7676 表表 36.36.國外企業產業鏈上下游整合情況國外企業產業鏈上下游整合情況 .7878 表表 37.Wolfspeed37.Wolfspeed 高管履歷高管履歷 .8383 表表 43.202243.2022 年上半年部分國內企業年上半年部分國內企業 SiCSiC 二極管、二極管、SiC MO

63、SFETSiC MOSFET、SiCSiC 模塊產模塊產品進展品進展 .104104 表表 44.44.中國新能源車用中國新能源車用 SiCSiC 襯底需求測算襯底需求測算 .107107 表表 45.45.國內部分投資金額超國內部分投資金額超 1010 億的億的 SiCSiC 項目項目 .108108 表表 46.46.國內第三代半導體產業合作國內第三代半導體產業合作 .109109 表表 47.47.部分自建部分自建 SiCSiC 功率模塊產線的功率模塊產線的 OEMOEM 和和 Tier1Tier1 .110110 表表 48.48.天岳先進襯底產銷及良率情況天岳先進襯底產銷及良率情況

64、.112112 表表 49.49.天岳先進產線布局情況天岳先進產線布局情況 .114114 表表 50.50.天科合達天科合達 SiCSiC 襯底項目布局及項目產能情況襯底項目布局及項目產能情況 .118118 表表 51.51.露笑科技露笑科技 SiCSiC 業務核心技術人員業務核心技術人員.120120 表表 52.52.露笑科技第三代功率半導體（碳化硅）產業園項目三期規劃露笑科技第三代功率半導體（碳化硅）產業園項目三期規劃 .121121 表表 53.53.三安光電產品板塊布局三安光電產品板塊布局 .124124 表表 54.54.三安光電三安光電 SiCSiC 項目布局情況項目布局情況

65、 .127127 表表 55.55.北電新材碳化硅襯底項目產能規劃情況北電新材碳化硅襯底項目產能規劃情況 .127127 表表 56.56.中瓷電子募集資金用途中瓷電子募集資金用途 .130130 表表 57.57.中瓷電子擬收購標的資產的中瓷電子擬收購標的資產的 GaNGaN 業務情況業務情況 .130130 表表 58.58.斯達半導斯達半導 20212021 年定增募投規劃年定增募投規劃 .135135 表表 59.59.時代電氣主營業務收入拆分時代電氣主營業務收入拆分 .137137 表表 60.60.時代電氣現有時代電氣現有 SiCSiC 產品產品 .140140 表表 61.61.

66、各工藝陶瓷基板市場規模及其應用領域各工藝陶瓷基板市場規模及其應用領域 .145145 表表 62.62.晶升裝備單晶爐銷售情況晶升裝備單晶爐銷售情況 .148148 表表 63.63.晶升裝備在研項目情況晶升裝備在研項目情況 .149149 表表 64.64.德龍激光在研項目介紹德龍激光在研項目介紹 .151151 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 10 1.1.SiCSiC 性能優異，材料性能優異，材料升級勢在必行升級勢在必行 SiC 是第三代寬禁帶半導體材料，在禁帶寬度、擊穿

67、場強、電子飽和漂移速度等物理特性上較 Si 更有優勢，制備的 SiC 器件如二極管、晶體管和功率模塊具有更優異的電氣特性，能夠克服硅基無法滿足高功率、高壓、高頻、高溫等應用要求的缺陷，也是能夠超越摩爾定律的突破路徑之一，因此被廣泛應用于新能源領域（光伏、儲能、充電樁、電動車等）。1.1.1.1.什么是什么是 SiCSiC 半導體材料按被研究和規?；瘧玫臅r間先后順序通常分為三代。半導體材料按被研究和規?；瘧玫臅r間先后順序通常分為三代。第一代：第一代：20 世紀 40 年代，硅（Si）、鍺（Ge）開始應用，硅的自然儲量大、制備工藝簡單，是當前產量最大、應用最廣的半導體材料，應用于集成電路，涉及

68、工業、商業、交通、醫療、軍事等人類生產生活的各個環節，但在高頻高功率器件和光電子器件應用上存在較大瓶頸。第二代：第二代：20 世紀 60 年代，砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）在光電子、微電子、射頻領域被用以制作高速高頻、大功率以及發光電子器件，能夠應用于衛星通信、移動通信、光通信、GPS 導航等。由于 GaAs、InP 材料資源稀缺、價格昂貴、有毒性、污染環境，使得第二代半導體材料的應用具有一定的局限性。第三代：第三代：20 世紀 80 年代，碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、金剛石（C）等為代表的寬禁帶（Eg2.3eV）半導體迅速發展，具有擊穿電場高、熱導率高、電子飽和速率高、抗輻射

69、能力強等優勢，滿足高電壓、高頻率場景，應用于高電壓功率器件、5G 射頻器件等領域。圖圖 1.1.硅和化合物半導體的應用范圍硅和化合物半導體的應用范圍 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 InIntroduction to Infineon 650V troduction to Infineon 650V SiCSiC MOSFETMOSFET，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 11 表表 1.1.三代半導體應用區分三代半導體應用區分 半導體材料半導體材

70、料 代表材料代表材料 主要應用主要應用 應用領域應用領域 第一代 硅、鍺 主要應用于低壓、低頻、低功率的晶體管和探測器中 集成電路 第二代 砷化鎵 半導體發光二極管和通信器件 光電子和微電子領域 第三代 SiC、氮化鎵 適用于高電壓、高頻率場景 通信、功率器件 數據來源：數據來源：天岳先進招股說明書天岳先進招股說明書，財通證券研究所財通證券研究所 與與 SiSi 材料相比，材料相比，SiCSiC 主要優勢在于：主要優勢在于：1）SiC 具有 3 倍于 Si 的禁帶寬度，能減少漏電并提高耐受溫度。2）SiC 具有 10 倍于 Si 擊穿場強，能提高電流密度、工作頻率、耐壓容量并減低導通損耗，更適

71、合高壓應用。3）SiC 具有 2 倍于 Si 的電子飽和漂移速度，所以可工作頻率更高。4）SiC 具有 3 倍于 Si 的熱導率，散熱性能更好，能夠支持高功率密度并降低散熱要求，使得器件更輕量化。因此，SiC 材料具有明顯的材料性能優勢，能滿足現代電子對高溫、高功率、高壓、高頻、抗輻射等惡劣條件要求，適用于 5G 射頻器件和高電壓功率器件，滿足新能源領域（光伏、儲能、充電樁、電動車等）對于輕量化、高能效、高驅動力等要求。表表 2.2.各類半導體物理特性比較各類半導體物理特性比較 物理指標物理指標 SiSi GaAsGaAs InPInP SiCSiC GaNGaN 指標簡介指標簡介 禁帶結構

72、間接帶隙間接帶隙 直接帶隙 直接帶隙 直接帶隙直接帶隙 間接帶隙 直接帶隙半導體發光效率高，適合制作光電子器件 禁帶結構 1.11.1 1.4 1.3 3.33.3 3.4 禁帶寬度決定器件的導通損耗、耐受溫度和耐壓能力 電子遷移率/（cm2/Vs）13501350 8500 4600 10001000 2000 遷移率越大，電阻率越小，電流承載能力越大 介電常數 11.911.9 13.1 10.8 10.110.1 9 介電常數越低，單位面積器件的寄生電容越小，可開發更高的 RF 功率 擊穿場強/(MW/cm)0.30.3 0.4 0.5 2.82.8 3.3 擊穿場強越大，器件的阻斷電壓

73、越大，更加適合高壓應用 電子飽和漂移速度/(107cm/s)1 1 1 2.2 2.22.2 2.7 電子飽和漂移速度越高，導通電阻越低，導通損耗更低，高頻性能更好 熱導率/W/（cmK）1.51.5 0.5 0.7 4.94.9 1.3 熱導率越高，器件散熱更加容易，可在更高溫度下工作 最高工作溫度/175175 350 600600 800 數值越高，高溫承受能力越強，高溫環境下的可靠性更高 應用領域 集成電路集成電路功率器件功率器件 射頻器件光電器件 光電器件 功率器件功率器件 功率器件射頻器件 半導體材料的物理性能不同，應用場景也相應有差異 數據來源：數據來源：宮學源宮學源全球化合物半

74、導體產業競爭格局及未來發展機遇全球化合物半導體產業競爭格局及未來發展機遇，ROHMROHM，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 12 1.2.1.2.我們為什么要用我們為什么要用 SiCSiC 做器件做器件 SiCSiC 器件包括二極管、晶體管和功率模塊。器件包括二極管、晶體管和功率模塊。2001 年英飛凌最先發布 SiC JBS 產品；2008 年 Semisouth 發布了第一款常關型的 SiC JFET 器件；2010 年ROHM 公司首先量產

75、SiC MOSFET 產品；2011 年 Cree 公司開始銷售 SiC MOSFET 產品，2015 年 ROHM 繼續優化推出了溝槽柵 MOSFET。目前，SiC SBD 二極管和 MOSFET 晶體管目前應用最廣泛、產業化成熟度最高，SiC IGBT 和 GTO 等器件由于技術難度更大，仍處于研發階段，距離產業化有較大的差距。圖圖 2.2.SiCSiC 功率器件分類功率器件分類 數據來源：數據來源：陳堯陳堯國內外碳化硅功率器件發展綜述國內外碳化硅功率器件發展綜述，蔡蔚蔡蔚第三代寬禁帶功率半導體及應用發展現狀第三代寬禁帶功率半導體及應用發展現狀，財財通證券研究所通證券研究所 圖圖 3.3.

76、SiCSiC 器件發展歷史器件發展歷史 數據來源：數據來源：曹峻曹峻碳化硅半導體技術和市場應用綜述碳化硅半導體技術和市場應用綜述，財通證券研究所財通證券研究所整理整理 SiCSiC 器件因其材料特性表現優越電氣性能：器件因其材料特性表現優越電氣性能：1 1）導通、開關）導通、開關/恢復損耗更低：恢復損耗更低：寬帶隙使得 SiC 器件漏電流更少，并且在相同耐壓條件下，SiC 器件的導通電阻 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 13 約為硅基器件的 1/200，因此因此導通損耗更低；導

77、通損耗更低；Si FRD 和 Si MOSFET 從正向偏置切換到反向偏置的瞬間會產生極大的瞬態電流，過渡到反向偏置狀態會產生很大損耗。而 SiC SBD 和 SiC MOSFET 是多數載流子器件，反向恢復時只會流過結電容放電程度的較小電流。并且，該瞬態電流幾乎不受溫度和正向電流的影響，無論在何種環境條件下都可以實現穩定快速（小于 20ns）的反向恢復。根據 ROHM，SiC MOSFET+SBD 的模組可以將開通損耗（Eon）減小 34%，因此恢復損因此恢復損耗低耗低；SiC 器 件 在 關 斷 過 程 中 不 存 在 電 流 拖 尾 現 象，根 據 ROHM，SiC MOSFET+SBD

78、 的模組可以將關斷損耗（Eoff）減小 88%，因此開關損耗更低。因此開關損耗更低。圖圖 4.4.Si FRDSi FRD 正向電流依存性正向電流依存性 圖圖 5.5.SiCSiC SBDSBD 正向電流依存性正向電流依存性 數據來源：數據來源：ROHM ROHM SiCSiC 功率器件功率器件模模塊應用筆記塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：ROHM ROHM SiCSiC 功率器件功率器件模模塊應用筆記塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 圖圖 6.6.Si FRDSi FRD 溫度依存性溫度依存性 圖圖 7.7.SiCSiC SBDSBD 溫度依存性溫度依存

79、性 數據來源：數據來源：ROHM ROHM SiCSiC 功率器件功率器件模模塊應用筆記塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：ROHM ROHM SiCSiC 功率器件功率器件模模塊應用筆記塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 14 圖圖 8.8.各器件各器件 DPTDPT 開通波形：開通波形：SiCSiC 器件器件 EonEon 減小減小34%34%圖圖 9.9.各器件各器件 DPTDPT 關斷波形：關斷波形：SiC

80、SiC 器件器件 EoffEoff 可減可減小小 88%88%數據來源：數據來源：ROHMROHM SiCSiC 功率器件功率器件模模塊應用筆記塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：ROHM ROHM SiCSiC 功率器件功率器件模模塊應用筆記塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 圖圖 10.10.SiCSiC 器件比器件比 SiSi 器件能量損耗更低器件能量損耗更低 圖圖 11.11.Si/SJ/Si/SJ/SiCSiC MOSFETMOSFET 單位面積導通電阻單位面積導通電阻比較比較 數據來源：數據來源：天科合達招股說明書天科合達招股說明書，財通證券研究所財

81、通證券研究所 數據來源：數據來源：ROHM ROHM SiCSiC 功率器件功率器件模模塊應用筆記塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 2 2）器件得以小型化：）器件得以小型化：SiC 禁帶寬度決定了它能夠以更高的摻雜濃度、更薄的膜厚漂移層制作出 600V以上的高壓功率器件（對于相同耐壓的產品、同樣的導通電阻，芯片尺寸更?。?；SiC 飽和電子漂移速率高，所以 SiC 器件能實現更高的工作頻率和更高的功率密度，因頻率的提升減少了電感、變壓器等外圍組件體積，從而降低了組成系統后的體積及其他組件成本。SiC 帶隙寬并且導熱率顯著，不僅在高溫條件下也能穩定工作，器件散熱更容易，因此對散熱系統要求更

82、低。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 15 圖圖 12.12.SiCSiC 體積約為硅基器件的體積約為硅基器件的 1/101/10 數據來源：數據來源：ROHMROHM SICSIC 功率元器件的理解和活用事例功率元器件的理解和活用事例，財通證券研究所財通證券研究所 3 3）SiCSiC 器件熱穩定：器件熱穩定：SiC SBD 與 Si FRD 開啟電壓都小于 1V，但 SiC SBD 的溫度依存性與 Si FRD不同：溫度越高，導通阻抗就會增加，VF 值會變大，不易發生熱失控，

83、提升系統的安全性和可靠性。同等溫度條件下，IF=10A 時 SiC 與硅二極管正向導通電壓比對，SiC 肖特基二極管的導通壓降為 1.5V，硅快速恢復二極管的導通壓降為 1.7V,SiC 材料性能好于硅材料。此外，Si MOSFET 的漂移層電阻在溫升 100時會變為原來 2 倍，但 SiC MOSFET 的漂移層電阻占比小，其他電阻如溝道電阻在高溫時會稍微下降，n+基板的電阻幾乎沒有溫度依存性，因此在高溫條件下導通電阻也不容易升高。圖圖 13.13.SiCSiC SBDSBD 的正向特性（的正向特性（650V650V、10A10A 等級）等級）圖圖 14.14.650V 650V SiCSi

84、C MOSFETMOSFET /Si MOSFETSi MOSFET /Si Si IGBTIGBT 的標準化導通電阻溫度特性的標準化導通電阻溫度特性 數據來源：數據來源：ROHMROHM SiCSiC 功率器件功率器件模塊應用筆記模塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：ROHM ROHM SiCSiC 功率器件功率器件模塊應用筆記模塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 16 超越摩爾定律，新材料是突破路徑之一。超越摩

85、爾定律，新材料是突破路徑之一。硅基器件逼近物理極限，摩爾定律接近效能極限。SiC 器件作為功率器件材料端的技術迭代產品出現，能夠克服硅基無法滿足高功率、高壓、高頻、高溫等應用要求的缺陷。圖圖 15.15.SiCSiC MOSFETMOSFET 有望替代有望替代 Si IGBTSi IGBT 圖圖 16.16.SiCSiC SBDSBD 有望替代高壓有望替代高壓 Si PNDSi PND、FRDFRD 數據來源：數據來源：ROHM ROHM SiCSiC 功率器件功率器件模塊應用筆記模塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：ROHM ROHM SiCSiC 功率器件功率器件

86、模塊應用筆記模塊應用筆記，財通證券研究所財通證券研究所 2.2.多領域需求驅動，多領域需求驅動，SiCSiC 市場市場規?？蛇_規?？蛇_ 62.9762.97 億美元億美元 20212021-2727 年全球年全球 SiCSiC 功率器件市場規模功率器件市場規模 CAGRCAGR 為為 34%34%。SiC 器件被廣泛用于新能源汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網、國防軍工等領域。Yole 數據顯示，全球 SiC 功率器件市場規模將由 2021 年的 10.9 億美元增長至 2027 年的62.97 億美元，2021-27 年 CAGR+34%。此外，根據 CASA Research 統計，202

87、0 年國內 SiC、GaN 電力電子器件市場規模約為 46.8 億元，較上年同比增長 90%，占分立器件的比例為 1.6%。并且預計未來五年 SiC、GaN 將以45%的年復合增長率增至近 300 億元。圖圖 17.17.20212021-20272027 年全球年全球 SiCSiC 功率器件市場規模（功率器件市場規模（億億美元）美元）數據來源：數據來源：YoleYole，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 17 圖圖 18.18.2 201016 6

88、-20262026 年年中中國第三代半導體電力電子應用市場規模國第三代半導體電力電子應用市場規模（億元）（億元）數據來源：數據來源：C CASAASA，財通證券研究所財通證券研究所 根據根據 YoleYole，新能源汽車、光伏儲能是新能源汽車、光伏儲能是 SiCSiC 市場增長的主要驅動力。市場增長的主要驅動力。1 1）全球新能源汽車SiC功率器件市場規模2019年為2.3億美元，占比為41.6%，2021 年 6.8 億，占比為 62.8%，預計至 2027 年增加至 49.9 億美元，占比提升至 79.2%，2021-27 年 CAGR 為 39.2%。2 2）光伏儲能是 SiC 功率器件

89、第二大應用市場，2021 年該全球市場規模為 1.5億美元，預計至 2027 年增加至 4.6 億美元，2021-27 年 CAGR 為 20.0%。據 CASA 預測，2021-26 年中國第三代半導體電力電子市場將保持 40%年均增速，到 2026 年市場規模有望達 500 億元。其中，車用第三代半導體市場將從40.5 億元增長至 267.3 億元；充電樁用第三代半導體市場從 0.54 億元增長至24.9 億元；光伏用第三代半導體市場從 5 億元增長至 20 億元。圖圖 19.19.2022021 1-2727 全球全球 SiCSiC 功率器件功率器件下游下游市場市場CAGRCAGR 預測

90、預測 圖圖 20.20.2022021 1-2626 年年中國中國第三代第三代功率功率半導體半導體下游市下游市場場 C CAGRAGR 預測預測 數據來源：數據來源：YoleYole，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：CASACASA，財通證券研究所財通證券研究所 注：注：第三代功率半導體第三代功率半導體指指 SiCSiC、GaNGaN 功率半導體功率半導體 39.2%27.9%20.0%16.2%14.9%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%115.2%45.9%33.1%0%20%40%60%80%100%120%140%充電樁新能源汽車光伏 行業專題報

91、告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 18 2.1.2.1.新能源車新能源車是是 SiCSiC 器件應用的最大驅動力器件應用的最大驅動力，或迎替代機遇，或迎替代機遇 2.1.1.2.1.1.角度一：角度一：SiCSiC 電驅系統電驅系統搶先上車搶先上車，體積、損耗有效下降，體積、損耗有效下降 SiCSiC 功率器件功率器件做做電驅電驅，電力電力損耗有效下降。損耗有效下降。新能源汽車系統架構中涉及到功率半導體應用的組件包括：電機驅動系統、車載充電系統（OBC）、電源轉換系統（車載 DC/DC）和

92、非車載充電樁。其中電驅是 SiC 功率器件最主要的應用部位，行業內也都率先在電驅采用 SiC 器件。根據美國能源部對純電動車Nissan-Leaf的能耗分析，電驅能量損耗約為16%，其中功率器件占其中的 40%，因此，電控里功率器件能量損耗約占整車的 6.4%。若使用 SiC 器件，通過導通/開關等維度，總損耗相比硅器件下降 70%，全車總損耗下降約 4.48%，也相當于相同的電池容量下行駛里程提升比例。據汽車之家拆分，動力電池占純電動汽車總成本的 40%-50%，假設某中高端電動車價格為 20 萬元，電池成本約 8-10 萬元，如以 SiC 方案提升里程 5%計算，相同性能的產品條件下，僅電

93、池系統就為總成本節省 4000-5000 元。圖圖 21.21.新能源汽車成本拆分新能源汽車成本拆分 圖圖 22.22.中國動力電池平均售價（元中國動力電池平均售價（元/Wh/Wh）數據來源：數據來源：汽車之家，汽車之家，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：高工產研鋰電研究所高工產研鋰電研究所，財通證券研究所財通證券研究所 采用采用 SiCSiC 可減小電力電子系統體積、減少能量損失?？蓽p小電力電子系統體積、減少能量損失。SiC 模塊可以在實現 50kHz以上的高頻驅動（傳統 IGBT 模塊無法實現），推動電感等被動器件的小型化。另外，IGBT 模塊存在開關損耗引起的發熱問題，只

94、能按照額定電流的一半進行使用，而 SiC 模塊開關損耗較小，即使在高頻驅動時也無需進行大幅的電流降額，散熱系統要求也相對較低，同樣減小了 SiC 器件的體積。采用 SiC 模塊可以加速高集成、高密度三合一電驅的推進，實現系統性體積的縮小，進而帶來風阻（占驅動損耗的 1/3）的減小，促進能量損耗進一步降低。電池,50%電機,15%電控,15%電驅零部件,10%其他,10%0.00.51.01.52.02.5201620172018201920202021 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評

95、級標準 19 ROHM 在 2018、2019 連續兩年贊助純電賽車，全硅的逆變器、電控，重新設計 SiC 的應用持續帶來 43%體積減小，6 公斤的減重。圖圖 23.23.SiCSiC 使用明顯降低逆變器尺寸使用明顯降低逆變器尺寸 數據來源：數據來源：陳東坡陳東坡碳化硅在新能源汽車中的應用現狀與導入路徑碳化硅在新能源汽車中的應用現狀與導入路徑，財通證券研究所財通證券研究所 使用使用 SiCSiC 并未增加整車成本。并未增加整車成本。雖然 SiC 器件成本高于硅基器件，但使用 SiC 器件可以降低系統體積、降低電池損耗、提升續航里程，從而促進整車成本的降低。據 Wolfspeed(Cree)測

96、算，在新能源汽車使用 SiC 逆變器，可以提升 5%-10%的續航，節省 400-800 美元的電池成本，與新增 200 美元的 SiC 器件成本抵消后，還能實現 200-600 美元的單車成本節約，未來，隨著 SiC 規?；慨a之后，成本有望逐步降低，將為整車成本創造更大空間。圖圖 24.24.使用使用 SiCSiC 材料，為新能源汽車節省成本材料，為新能源汽車節省成本 數據來源：數據來源：Wolfspeed Investor Day Wolfspeed Investor Day 20192019，財通證券研究所財通證券研究所 SiCSiC 在在城市工況、城市工況、電池容量大、電壓低的方向上

97、電池容量大、電壓低的方向上能夠提升能夠提升更大更大系統效率。系統效率。一方面，電池基礎容量越大，可以提升的絕對里程數就越多；鋰電池成本越高，可以節省的單位電池成本越大。另一方面，在固定電池電壓后，電池功率近似跟輸出電流 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 20 能力成正比，輸出電流能力近似跟芯片的使用數量成正比，功率約高則相應使用SiC 器件越多，替換成本越高。因此 SiC 最高效的應用范圍是在下左圖的左上方。此外，越是處于頻繁開關/頻繁剎車加油的低速工況下，獲得的效率優勢就更高，

98、所以在城市工況中運行，使用 SiC 器件帶來的效率提升的優勢更加明顯。2018年特斯拉在其 Model3 車型首次將 Si IGBT 換成了封裝尺寸更小的 SiC 模塊，使開關損耗降低了 75%，系統效率提高了 5%，續航里程提升 5-10%。圖圖 25.25.SiCSiC 與動力電池的成本競爭與動力電池的成本競爭 數據來源：數據來源：汽車之家汽車之家，財通證券研究所財通證券研究所整理整理 表表 3.3.部分部分高電壓平臺高電壓平臺車型車型采用采用 SiCSiC 車企車企 Model/platformModel/platform 電壓電壓 逆變器技術逆變器技術 推出時間推出時間 豐田 Mira

99、i(FCEV)310V SiC MOSFET 2020 特斯拉 Model 3 350-400V SiC MOSFET 2018 Model Y 351-400V SiC MOSFET 2020 福特 Mach E 450V SiC MOSFET 2021 比亞迪 漢 570V SiC MOSFET 2020 e-platform3.0 800V SiC MOSFET 2021 保時捷 Taycan 800V Si IGBT 2019 現代 E-GMP 800V SiC MOSFET 2021 奧迪 e-tron GT 800V SiC MOSFET 2021 小鵬 G9 800V SiC M

100、OSFET 2022 瑪莎拉蒂 GranTurismo 800V SiC MOSFET 2022 通用 Ultium 800V SiC MOSFET-奔馳 EVA 800V SiC MOSFET-Apollo G2J 800V SiC MOSFET-數據來源：數據來源：各公司官網，各公司官網，財通證券研究所財通證券研究所整理整理 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 21 2.1.2.2.1.2.角度角度二：電動汽車架構二：電動汽車架構向高壓過渡，成為向高壓過渡，成為 SiCSiC

101、上車催化劑上車催化劑 補能時間長是新能源汽車的最大痛點。補能時間長是新能源汽車的最大痛點。如今車企推出的電動汽車續航多在500km 上下，甚至高達 700km，和普通燃油車續航里程接近，續航已不再是最大負累。但是電動車還是面臨里程焦慮的問題，主要原因還是燃油車加油時間僅為 15 分鐘，而電動車快充至少需要 60 分鐘，在高峰期充電排隊等候時間亦進一步拉長。表表 4.4.新能源各車型續航里程新能源各車型續航里程 品牌品牌 車型車型 技術路線技術路線 售價（萬元）售價（萬元）續航（續航（kmkm）比亞迪 唐 DM-i PHEV 18.98-31.48 505 宋 PLUS DM-i PHEV 14

102、.68-19.98 505 特斯拉 Model 3 EV 26.67-33.99 556/675 Model Y EV 29.18-38.79 545/566/640 小鵬 P5 EV 15.79-22.39 600 蔚來 ET7 EV 44.80-52.60 500-1000 極氪 極氪 001 EV 29.90-36.00 525/606/712 極狐 阿爾法 S EV 25.19-34.49 525/603/706 埃安 Aion Y EV 10.46-15.76 410/500/600 福特 Mustang Mach-E EV 26.50-37.99 492-619 大眾 ID.6 E

103、V 23.98-33.58 436/510/588 嵐圖 FREE EV 31.36-36.36 475/505 數據來源：數據來源：汽車之家，汽車之家，財通證券研究所財通證券研究所 續航越高、充電續航越高、充電效率效率越高，越高，電動車在通勤中耗時與燃油車電動車在通勤中耗時與燃油車約接約接近。近。根據 Enabling Fast Charging:A Technology Gap Assessment做的一項實驗：在 525 英里（1 英里=1.6 公里）的旅程中，普通燃油車只需要加油一次，總耗時 8 小時23 分鐘；而續航 300 英里 400KW 的直充電動車單次充電僅需 23 分鐘，旅

104、途總計耗時 8 小時 31 分鐘，整體耗時不輸燃油車。表表 5.5.5 52525 英里通勤各車型耗時表現英里通勤各車型耗時表現 車型車型 補能次數補能次數 總共補能時間總共補能時間 通勤時間通勤時間 ICEV 1 次 15 分鐘 8 小時 23 分 BEV-200 mile 50KW-DCFV 4 次 120 分鐘 10 小時 48 分 BEV-300 mile 120KW-Tesla 2 次 84 分鐘 9 小時 32 分 BEV-300 mile 120KW-Tesla 1 次 68 分鐘 9 小時 16 分鐘 BEV-200 mile 400KW-XFC 2 次 38 分鐘 8 小時

105、46 分 BEV-300 mile 400KW-XFC 1 次 23 分鐘 8 小時 31 分 數據來源：數據來源：美國能源部美國能源部Enabling Fast Charging:A Technology Gap AssessmentEnabling Fast Charging:A Technology Gap Assessment，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 22 根據根據 P=UIP=UI，提升充電效率的方向有二，提升電壓最佳。，提升充電

106、效率的方向有二，提升電壓最佳。根據發熱量公式Q=IRt，提升電流模式充電過程會產生大量熱量，對汽車散熱系統和熱管理有更高的要求。在用大電流充電時，還會導致極化現象出現、電池內部化學反應不充分，對于電池的傷害較大。此外，大電流模式的應用場景有限制，目前大電流模式僅在 10%-20%SOC 進行最大功率充電，在其他區間充電效率也有明顯下降。而提升電壓模式除了減少能耗、提高續航里程外，還有減少重量、節省空間等優點，是目前廠商普遍采用的模式。圖圖 26.26.影響充電速度的因素影響充電速度的因素 圖圖 27.27.特斯拉特斯拉 Model3Model3 使用使用 V3V3 極充樁的充電表極充樁的充電表

107、現現 數據來源：財通證券研究所數據來源：財通證券研究所整理整理 數據來源：數據來源：3 38 8 號車評中心，號車評中心，財通證券研究所財通證券研究所 相同功率下高電壓比大電流更優。相同功率下高電壓比大電流更優。華為分別測算了高電壓 800V/250A，大電流400V/500A，相較基準 400V/250A 的電池系統成本和整車成本變化，高電壓高電壓架構下整車成本的上升架構下整車成本的上升不足不足 2%2%，比大電流方案更優比大電流方案更優。根據戴姆勒奔馳研究，在800V 高壓平臺采用 SiC 模塊較硅基 IGBT 模塊整車低了 7.6%的能耗，相比中低壓能耗降低更多。圖圖 28.28.華為動

108、力域全棧高壓華為動力域全棧高壓方案方案 圖圖 29.29.SiCSiC 1200V1200V 節能效果節能效果 數據來源：數據來源：蓋世汽車，蓋世汽車，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：半導體行業觀察半導體行業觀察，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 23 表表 6.6.相同功率下高電壓電池成本比大電流更優相同功率下高電壓電池成本比大電流更優 電池系統部件電池系統部件 400V/250A400V/250A 400V/500A400V/5

109、00A 800V/250A800V/250A BMS A 5%5%熱管理系統 B 持平 持平 電池模組 C 6%持平 高低壓線束 D 50%持平 占整車成本-3%2%數據來源：數據來源：華為數字能源，華為數字能源，財通證券研究所財通證券研究所 越來越多汽車廠商布局越來越多汽車廠商布局 800V800V 平臺。平臺。受限于硅基 IGBT 功率元器件的耐壓能力，之前電動車高壓系統普遍采用的是 400V 電壓平臺。如今，高壓快充路線受到越來越多主機廠的青睞，先是保時捷 TaycanTurboS、小鵬，隨后現代、起亞等國際巨頭，比亞迪、長城、廣汽等國內主機廠也相繼推出或計劃推出 800V 平臺，高壓快

110、充體驗將會成為電動車市場差異化體驗的重要標準。未來，隨著市場對續航里程、充電速度要求的提高，電動車電壓有望升至 800V-1000V。表表 7.7.各大車廠各大車廠 8 80000V V 高壓系統情況高壓系統情況 公司公司 國家國家 形式形式 時間時間 電壓電壓 功率功率 續航續航 保時捷 德國 車型、充電樁 Jun-18 800V 350KW 15 分鐘沖 80%電 起亞 韓國 充電樁 Sep-20 800V 430KW-現代 韓國 平臺 Dec-20 800V 14 分鐘沖 80%電 比亞迪 中國 平臺 Apr-21 800V 充電 5 分鐘，續航 150 公里 吉利極氪 中國 車型、充電

111、樁 Sep-21 800V 360KW 充電 5 分鐘，續航 120 公里 吉利 中國 平臺、車型 Apr-21 400V/800V 30 分鐘沖 80%電 長城 中國 車型 Nov-21 800V 400KW 充電 10 分鐘，續航 800 里 北汽極狐 中國 車型 Apr-21 800V 充電 10 分鐘，續航 196 公里 廣汽埃安 中國 車型、充電樁 Aug-21 1000V（峰值）480KW 充電 5 分鐘，續航 200 公里 東風嵐圖 中國 平臺、充電樁 Oct-21 800V 360KW 充電 10 分鐘，續航 400 公里 小鵬 中國 車型、充電樁 Oct-21 800V 48

112、0KW 充電 5 分鐘，續航 200 公里 長安 中國 平臺 Aug-21 800V 300KW 充電 10 分鐘，續航 200 公里 理想 中國 平臺 預計 2023 800V -蔚來 中國 車型 預計 2022 800V -數據來源：數據來源：各大車企官網，各大車企官網，佐思汽車研究，佐思汽車研究，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 24 圖圖 30.30.400V400V 分支下進化路線分支下進化路線 圖圖 31.31.800V800V 分支下進

113、化路線分支下進化路線 數據來源：數據來源：車市物語公眾號車市物語公眾號，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：車市物語公眾號車市物語公眾號，財通證券研究所財通證券研究所 高壓架構高壓架構未來向中小車型滲透。未來向中小車型滲透。根據車型劃分，可將乘用車劃分為 A00、A0、A、B、C 級車等多個級別。根據各車企官網數據，A 級以下微型或小型車型普遍采用低壓系統，而在 B 級/C 級中大型車型中，高壓平臺逐漸普及。長期看快充對于中小車型亦是剛需，800V 架構升級具備長期趨勢。圖圖 32.32.全球全球新能源車各級別車銷售量占比新能源車各級別車銷售量占比 圖圖 33.33.國內國內新能

114、源車各級別車銷售量占比新能源車各級別車銷售量占比 數據來源：數據來源：乘聯會乘聯會，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：乘聯會乘聯會，財通證券研究所財通證券研究所 高電壓平臺需要各部件耐高壓、耐高溫，將導致高電壓平臺需要各部件耐高壓、耐高溫，將導致 SiCSiC 器件的替代需求顯著增長。器件的替代需求顯著增長。高壓平臺看起來只是升高了整車的電壓，但對于技術的開發和應用，卻是“牽一發而動全身”的系統工程。1 1）電機電控：）電機電控：800V 平臺要求下，硅基 IGBT 的開關/導通損耗將大幅升高，而SiC 器件在耐壓、開關頻率、損耗等多個維度表現優異，因此電機控制器需要采用 Si

115、C MOSFET 代替硅基 IGBT。2 2）車載車載 OBCOBC：主流功率從 3.6kW、6.6kW 升級到 11kW、22kW，并向雙向逆變升級。雙向 OBC 不僅可將 AC 轉化為 DC 為電池充電，同時也可將電池的65.8%77.0%72.3%67.1%58.5%59.0%59.9%18.7%11.3%18.4%24.0%32.9%34.9%31.8%0%20%40%60%80%100%A級及以下B級C級及以上86.3%86.9%95.7%91.0%87.7%67.8%66.9%69.2%13.7%13.1%4.3%6.1%8.7%28.4%30.5%28.9%0%20%40%60%

116、80%100%A級及以下B級C級及以上 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 25 DC 轉化為 AC 對外進行功率輸出，需要使用 SiC 器件。3 3）DC/DCDC/DC：直流快充樁原本輸出電壓等級為 400V，可直接給動力電池充電，但車系統平臺升級為 800V 后需要額外的升壓產品使電壓能夠上升到 800V，配合 OBC 給動力電池進行直流快充。此外，DC/DC 轉換器還可將高電池電壓轉換為低電壓，為動力轉向系統、空調以及其他輔助設備提供所需的電力，同樣需要耐高壓材質的 SiC

117、 器件。4 4）空調壓縮空調壓縮機：機：由電動機驅動，為系統提供主動制冷/熱的動力，在汽車熱管理系統中處于重要地位，隨著動力源向更高電壓切換，SiC 器件有很大的優勢。圖圖 34.34.800V800V 架構架構需要升級的零部件和元器件需要升級的零部件和元器件 數據來源數據來源：N NE E 時代時代，財通證券研究所財通證券研究所 實現大功率快充的高壓系統架構共有三類實現大功率快充的高壓系統架構共有三類，全系高壓快充有望成為主流架構。全系高壓快充有望成為主流架構。1 1）全系高壓，）全系高壓，即800V電池+800V電機電控+800V OBC、DC/DC、PDU+800V空調、PTC。全系高壓

118、的優勢是能量轉化率高，但是短期成本較高，但長期來看，產業鏈成熟以及規模效應具備之后，整車成本下降。2 2）部分高壓，）部分高壓，即 800V 電池+400V 電機、電控+400V OBC、DC/DC、PDU+400V 空調、PTC。部分高壓的優勢是基本沿用現有架構，僅升級動力電池，車端改造費用較小，短期有較大實用性，但是能量轉化率沒有全系高壓高。3 3）全部低壓架構，）全部低壓架構，即 400V 電池（充電串聯 800V，放電并聯 400V）+400V電機、電控+400V OBC、DC/DC、PDU+400V 空調、PTC。其優勢是短期成本最低，但是對充電效率提升有限。行業專題報告行業專題報告

119、 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 26 圖圖 35.35.各類各類 800V800V 高壓架構示意圖高壓架構示意圖 數據來源數據來源：SAE InternationalSAE International，財通證券研究所財通證券研究所 高壓將進一步加速主驅、高壓將進一步加速主驅、OBCOBC 和和 DC/DCDC/DC 的的 SiCSiC 滲透率提升。滲透率提升。以 22kW 800V雙向 OBC 為例，從 Si 轉到 SiC 設計，因從一個三電頻降到兩電頻開關拓撲，DC 端器件數量從 16 顆到降到了

120、8 顆器件，驅動電路、pcb 板面積也減半，同時提高了運行效率，替換具有顯著優勢。根據 CASA 預測，SiC 功率器件滲透率將在電機逆變器及 DC/DC 器件中持續增長。圖圖 36.36.采用采用 SiSi 和和 SiCSiC 的的 22KW22KW 雙向雙向 OBCOBC 系統系統示意圖示意圖 圖圖 37.37.采用采用 SiSi 和和 SiCSiC 的的 22KW22KW 雙向雙向 OBCOBC 系統系統成本比較成本比較 數據來源：數據來源：WolfspeedWolfspeedWhy Choose Why Choose SiCSiC over Si for Your Next over

121、Si for Your Next Bidirectional OnBidirectional On-Board Charger Design?Board Charger Design?，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：WolfspeedWolfspeedWhy Choose Why Choose SiCSiC over Si for Your Next over Si for Your Next Bidirectional OnBidirectional On-Board Charger Design?Board Charger Design?，財通證券研究所財通證券研究所

122、行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 27 圖圖 38.38.電機逆變器模塊器件材料用量份額趨勢電機逆變器模塊器件材料用量份額趨勢 圖圖 39.39.DC/DCDC/DC 功率器件材料應用趨勢功率器件材料應用趨勢 數據來源：數據來源：CASACASA，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：CASACASA，財通證券研究所財通證券研究所 根據 Yole 統計，有超過 20 家汽車廠商在 OBC 中已經或計劃采用 SiC SBD 或SiC MOSFET 器件，新能源車 OBC

123、 用 SiC 功率器件市場在 2021-27 年將維持 38%的增長。圖圖 40.40.超過超過 2020 家汽車制造商在車載充電器中使用家汽車制造商在車載充電器中使用 SiCSiC 數據來源：數據來源：Y Yoleole，財通證券研究所財通證券研究所 2.1.3.2.1.3.角度角度三三：充電樁向大功率方向發展，充電樁向大功率方向發展，SiCSiC 器件滲透率進一步提升器件滲透率進一步提升 中國中國公共充電樁快速增長公共充電樁快速增長，總量占比超過全球半數。，總量占比超過全球半數。IEA 數據顯示，2021 年全球共公共充電樁保有量為 176 萬個，其中有 120 萬個為低速充電樁（功率22

124、kW），56 萬個為高速充電樁（功率22kW）。根據各國已宣布的氣候承諾方案，預測，預測 2 2022022-3030 年全球年均建設年全球年均建設 1 10000 萬萬/5050 萬個低速萬個低速/高速充電樁，高速充電樁，2030 年 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 28 全球將擁有 1000 萬/550 萬個低速/高速充電樁。2021 年底中國擁有 115 萬個公共充電樁，占全球 65%。根據中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟發布的最新數據，2022 年 1-9 月新增公共充

125、電樁 48.9 萬臺，充電配套設施建設逐步完善。圖圖 41.41.全球公共充電樁全球公共充電樁數量統計及預測（萬個）數量統計及預測（萬個）圖圖 42.42.中國公共充電樁保有量（萬中國公共充電樁保有量（萬個個）數據來源：數據來源：I IEAEA，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：E EVCIPAVCIPA，財通證券研究所財通證券研究所 我國有望于我國有望于 20252025 年在城市年在城市和城際重點區域和城際重點區域實現實現 2 2-3C3C 公共充電樁的初步覆蓋。公共充電樁的初步覆蓋。根據 中國電動車充電基礎設施發展戰略與路線圖研究（2021-2035），我國將于 2025

126、 年實現 2-3C 的充電樁在重點區域的城市和城際公共充電設施的初步覆蓋；于 2030 年實現 3C 及以上公共快充網絡在城鄉區域與高速公路的基本覆蓋；于 2035 年實現 3C 及以上快充在各應用場景下的全面覆蓋。圖圖 43.43.乘用車充電保障能力提升乘用車充電保障能力提升 數據來源：數據來源：中國電動中國電動汽車汽車充電基礎設施發展戰略與路線圖研究（充電基礎設施發展戰略與路線圖研究（20212021-20352035），財通證券研究所財通證券研究所 31.6%48.4%56.7%65.3%58.1%0%10%20%30%40%50%60%70%02004006008001,0001,20

127、01,4001,6001,800中國全球中國占比(右軸)51.680.7114.7162.3020406080100120140160180Dec-19Jun-20Dec-20Jun-21Dec-21Jun-22 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 29 充電樁向大功率方向發展。充電樁向大功率方向發展。交通運輸部關于推動交通運輸領域新型基礎建設的指導意見 中明確要在高速公路服務區建設超級快充、大功率充電汽車充電設施。據 EVICPA 統計，2 2016016-2020 年中國新增直

128、流樁的平均功率從年中國新增直流樁的平均功率從 7 70 0k kWW 提升至提升至1 13131k kWW，在新增直流樁中 150kW 的比例從 9%增至 28%；從用戶使用習慣的角度來看，99.3%用戶在公用場站充電選擇快充樁，8 87%7%用戶選擇用戶選擇 1 12020k kWW 及以及以上的大功率充電樁上的大功率充電樁。國家電網是國內最大的充電樁公開招標企業，2022 年招標的充電樁中，功率為 160kW、240kW 和 480kW 的占比分別為 53%、3%和16%，1 16060k kWW 超越超越 8 80 0k kWW 成為主力招標功率成為主力招標功率。圖圖 44.44.201

129、62016-2020 年新增年新增直流直流樁平均功率（樁平均功率（KWKW）圖圖 45.45.2022020 0-2222 年國家電網充電樁招標功率分布年國家電網充電樁招標功率分布 數據來源：數據來源：EVCIPAEVCIPA，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：國家電網國家電網，財通證券研究所財通證券研究所 更高功率更高功率、更多數量的超充站布局更多數量的超充站布局。截至 2022 年 6 月，特斯拉在中國大陸已建立1200多座超級充電站，8700多個超級充電樁，其V3充電樁功率為250kW，未來還將推出峰值充電功率 350kW 的 V4 充電樁；小鵬汽車 22 年 8 月發布

130、峰值充電功率為 400kW 的 S4 超快充樁，計劃到 23 年新增超過 500 座以上、到25 年累計建設 2000 座超快充站。此外，2022 年 7 月中國主導發起的 ChaoJi直流充電接口標準在 IEC 全票通過，有望促進超級充電基礎設施加速布局。圖圖 46.46.國內國內 ChaoJiChaoJi 充電標準充電標準 20212021 年發布年發布 圖圖 47.47.海外快充標準向海外快充標準向 1000V1000V、500A500A 發展發展 數據來源：數據來源：NENE 時代，時代，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：NENE 時代，時代，財通證券研究所財通證券研究

131、所 70951111301310204060801001201402016201720182019202034%30%53%0%20%40%60%80%100%120%20202021202280KW160KW240KW480KW 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 30 大功率大功率充電樁充電樁帶動帶動 SiCSiC 滲透率不斷提升。滲透率不斷提升。對于充電樁而言，采用 SiC 模塊可將充電模塊功率提高至 60KW 以上，而采用 MOSFET/IGBT 單管的設計還是在15-30

132、kW 水平。同時，和硅基功率器件相比，SiC 功率器件可以大幅降低模塊數量。因此，SiC 的小體積優勢在城市大功率充電站、充電樁的應用場景中具有獨特優勢。圖圖 48.48.SiCSiC MOSFETMOSFET 拓撲結構拓撲結構 圖圖 49.49.基于基于 SiCSiC 的的 30KW30KW 充電樁模塊充電樁模塊 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌碳化硅器件在直流充電樁中的應用研究碳化硅器件在直流充電樁中的應用研究，財通證財通證券研究所券研究所 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌碳化硅器件在直流充電樁中的應用研究碳化硅器件在直流充電樁中的應用研究，財通證財通證券研究所券研究所 充電樁運營商從減少

133、損耗率和儲能對雙向電充電樁運營商從減少損耗率和儲能對雙向電流流需求需求兩方面，也傾向使用兩方面，也傾向使用 SiCSiC。（1）對特來電、星星充電為首的公共充電樁運營商而言，從國家電網買電，到給新能源車主充電的過程中，存在約 2%的損耗，通過使用 SiC 能夠將損耗降低到 0.5%，則運營成本能顯著降低，加快回收投資。（2）隨著局部地區充電站數量增多、密度變大的情況，為了平抑對電網的沖擊，需要配套儲能系統，在夜間進行儲能，充電高峰期間通過儲能電站和電網一同為充電站供電，實現削峰填谷。充電與儲能環節的電流方向變化，而 IGBT 只能單向流通，使用 SiC 是唯一選擇。行業專題報告行業專題報告 證

134、券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 31 圖圖 50.50.中國充電樁產業鏈關系圖中國充電樁產業鏈關系圖 數據來源：數據來源：EVCIPAEVCIPA，財通證券研究所財通證券研究所 注：各運營商直流樁及交流樁數量統計截至注：各運營商直流樁及交流樁數量統計截至 2 2022/8022/8 市場上主要由交流樁和直流樁兩種充電樁類型構成。市場上主要由交流樁和直流樁兩種充電樁類型構成。交流樁因為其技術成熟成本較低，可接入 220V 居民用電而成為公共充電樁的主流，但其充電效率低，耗時長，主要適用于家用領域，目前大多仍

135、使用硅基功率器件，隨著 SiC 功率器件成本降低，未來交流充電樁中未來交流充電樁中 SiCSiC 功率器件的滲透率將進一步提升功率器件的滲透率將進一步提升。直流充電樁充電速度較快，但技術復雜且成本高昂，因此早期推廣速度不如交流充電樁；但對于公共充電樁來說，提升充電效率是用戶的關注核心。根據 IEA 統計，全球 22kW 以上的快充樁占比從 2015 年的 14.4%，上升至 2021 年的31.8%，公共充電樁中直流樁的滲透率持續提升。據中國充電聯盟發布的數據顯示，截止 2022 年 9 月我國 163.6 萬臺公共充電樁中，交流樁達到 93.1 萬臺，而直流樁為 70.4 萬臺，直流樁占比

136、43.1%。直流充電樁技術的未來研發市場十直流充電樁技術的未來研發市場十分廣闊分廣闊，SiCSiC 功率器件需求量進一步增加功率器件需求量進一步增加。圖圖 51.51.2012015 5-2 21 1 年全球公共快充樁和慢充樁比例年全球公共快充樁和慢充樁比例 圖圖 52.52.20222022 年年 9 9 月月底底我國交直流充電樁我國交直流充電樁占比占比 數據來源：數據來源：IEAIEA，財通證券研究所財通證券研究所 注：慢注：慢充樁充樁為為功率功率22kW22kW，快快充樁充樁為為功率功率22kW22kW。數據來源：數據來源：EVCIPAEVCIPA，財通證券研究所財通證券研究所 0%20

137、%40%60%80%100%2015201620172018201920202021公共慢充樁公共快充樁直流樁,43.1%交流樁,56.9%行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 32 在實際應用中特斯拉在實際應用中特斯拉領銜車企布局領銜車企布局 200kW200kW 級快充樁級快充樁。特斯拉 V3 充電樁應用了其液冷式充電連接器專利技術，最大充電電流超過 600A，最大功率為 250kW。保時捷 Turbo、吉利極氪極充、北汽極狐極充、廣汽埃安 A480、小鵬 S4 等與自家車型適配

138、的更高功率充電樁也陸續發布。圖圖 53.53.主要電動汽車最大充電功率主要電動汽車最大充電功率 數據來源：數據來源：行家產研行家產研 CeliaCelia，財通證券研究所財通證券研究所 隨著超充、快充需求的增加，全 SiC 模塊開始在充電樁上大量采用，根據各公司官網參數，800V 架構的高性能充電樁大部分采用全 SiC 模塊。表表 8.8.部分車企高功率充電樁布局部分車企高功率充電樁布局 發布時間發布時間 充電樁充電樁 單樁最大電流單樁最大電流 峰值充電功率峰值充電功率 特斯拉 2019 V3 631A 250kW 保時捷 2020 Turbo 500A 270kW 廣汽埃安 2021 A48

139、0 600A 480kW 吉利極氪 2021 極充 500A 360kW 北汽極狐 2022 極狐超充站 600A 360kw 小鵬 2022 S4 670A 400kW 蔚來 2022-23 液冷超級快充樁 650A 500kW 數據來源：數據來源：各公司官網，各公司官網，財通證券研究所財通證券研究所整理整理 2.1.4.2.1.4.車用車用 SiCSiC 解決方案市場規?？蛇_解決方案市場規?？蛇_ 2 24 40 0 億元人民幣億元人民幣 由于 SiC 器件在新能源車用領域的優勢，隨著 SiC 在新能源車領域的應用，SiC成本的降低，各大廠商紛紛布局 SiC，未來 SiC 在車用領域滲透率會

140、越來越高。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 33 圖圖 54.54.SiCSiC 功率器件的應用時間線功率器件的應用時間線 數據來源：數據來源：YoleYole，財通證券研究所財通證券研究所 圖圖 55.55.SiCSiC 車上利用情況車上利用情況 圖圖 56.56.SiCSiC 功率器件在車載領域應用時間表功率器件在車載領域應用時間表 數據來源：財通證券研究所數據來源：財通證券研究所整理整理 數據來源：數據來源：ROHMROHMSiCSiC 在電動汽車中的應用在電動汽車中的應用

141、，財通證券研究所財通證券研究所 SiCSiC 新能源汽車市場規模：新能源汽車市場規模：根據 EV-Volumes 最新數據，全球 2022H1 新能源汽車銷量達 430 萬輛，同比+62%，新能源汽車滲透率提升至 11.3%。預計到2025年全球新能源汽車銷量有望接近2000萬輛，滲透率有望突破20%，2021-25 年復合增長率有望達 30%以上。我們假設車規 SiC 電驅模塊價值量約為 3000-4000 元，加之 OBC、DC/DC等部件使用，整車的 SiC 器件價值量約為 4500 元。中壓車和低壓車會部分采用SiC 器件，通過對不同電壓新能源車滲透率的計算，我們預計全球車用 SiC

142、器件市場規模有望在 2025 年達到 240 億元以上。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 34 表表 9.9.新能源車新能源車 SiCSiC 器件市場空間預測器件市場空間預測 項目 2021 年 2022 年 2023 年 2024 年 2025 年 全球乘用車銷量（萬輛）8397 8817 9082 9173 9081 yoy 7.70%5.00%3.00%1.00%-1.00%全球新能源車滲透率 7.74%11.06%15.03%19.35%23.45%全球新能源乘用車銷量（

143、萬輛）650 975 1365.0 1774.5 2129.4 yoy 100.62%50.00%40.00%30.00%20.00%高壓（800V）占比 5%5%10%15%20%中壓（400V）占比 45%45%40%35%30%低壓占比 50%50%50%50%50%高壓車銷量（萬輛）33 49 137 266 426 中壓車銷量（萬輛）293 439 546 621 639 低壓車銷量（萬輛）325 488 683 887 1065 OBC-SiC 價格（元）200 200 200 200 200 DC/DC-SiC 價格（元）300 300 300 300 300 電機驅動-SiC

144、價格（元）4000 4000 4000 4000 4000 單輛高壓車 SiC 價格（元）4500 4500 4200 4200 4000 單輛中壓車 SiC 價格（元）4300 4200 3800 3800 3600 單輛低壓車 SiC 價格（元）3600 3500 3200 3200 3000 高壓車 SiC 滲透率 40%60%80%100%100%中壓車 SiC 滲透率 0%10%10%15%20%低壓車 SiC 滲透率 0%0%1%1%1%SiCSiC 車用市場規模（億元）車用市場規模（億元）5.85 31.59 68.80 150.03 219.54 新能源車保有量（萬輛）1571

145、 2389 3515 4938 6573 車樁比 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 充電樁總量（萬臺）524 796 1172 1646 2192 充電樁新增（萬臺）70 272 375 474 546 充電樁 SiC 滲透率 0%5%10%15%20%單充電樁 SiC 價格（元）1900 1900 1900 1900 1900 SiCSiC 充電樁市場規模（億元）充電樁市場規模（億元）0.00 2.58 7.13 13.52 20.73 新能源車領域新能源車領域 SiCSiC 總市場規模（億元）總市場規模（億元）5.85 34.17 75.93 163.55 240.28 數據來源：數

146、據來源：WindWind、乘聯會、乘聯會，財通證券研究所財通證券研究所測算測算 2.2.2.2.SiCSiC 賦能光伏發電，賦能光伏發電，市場規模市場規模有望增長至百億元有望增長至百億元 政策驅動光伏國產化進程加速，新增裝機量持續提升。政策驅動光伏國產化進程加速，新增裝機量持續提升。光伏逆變器是可以將光伏（PV）太陽能板產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電（AC）的逆變器，可以反饋回商用輸電系統，或是供離網的電網使用。根據中國光伏行業協會（CPIA）數據，2021 年全球光伏新增裝機規模有望達到 170GW，創歷史新高，行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明

147、及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 35 各國光伏新增裝機數據亮眼，其中中國新增裝機規模 54.88GW，同比增長13.9%。未來在光伏發電成本持續下降和全球綠色復蘇等有利因素的推動下，全球光伏市場將快速增長，預計“十四五”期間，全球光伏年均新增裝機超過 220GW，我國光伏年均新增裝機或將超過 75GW。圖圖 57.57.全球與中國光伏規模增長情況（全球與中國光伏規模增長情況（GWGW）數據來源：數據來源：CPIACPIA，財通證券研究所財通證券研究所 SiCSiC 賦能光伏發電，轉換率提升顯著。賦能光伏發電，轉換率提升顯著。光伏系統是 SiC 器件

148、除了汽車領域外的重要應用領域之一。根據天科合達招股說明書，使用 SiC MOS 或 Si MOS 與SiC SBD 結合的功率模塊的光伏逆變器，轉換效率可以從 96%提升至 99%，能效損耗降低 50%以上，設備循環壽命提升 50 倍，從而縮小系統體積、增加功率密度、延長使用壽命。SiC 還可以通過降低無源元件的故障率、減少散熱器尺寸、減少占地面積和節省安裝成本等方式間接節約成本。圖圖 58.58.SiCSiC 逆變器的優勢逆變器的優勢 數據來源：數據來源：天科合達招股說明書，天科合達招股說明書，財通證券研究所財通證券研究所 預計預計 SiCSiC 在光伏逆變器中滲透率逐步提高。在光伏逆變器中

149、滲透率逐步提高。根據觀研天下數據顯示，2020 年，050100150200250300350201720182019202020212022202320242025全球光伏新增規模中國光伏新增規模 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 36 SiC 光伏逆變器占比為 10%，預計 2025 年 SiC 光伏逆變器占比將達到 50%，2048 年達到 85%。目前從應用端來看，受成本影響，SiC 在光伏逆變器上應用有限，預期未來器件成本下降后，SiC 光伏逆變器應用潛力將會大幅增加。

150、圖圖 59.59.光伏逆變器中光伏逆變器中 SICSIC 功率器件占比預測功率器件占比預測 數據來源：數據來源：天科合達招股說明書，天科合達招股說明書，C CASAASA，財通證券研究所財通證券研究所 海海外布局較早，外布局較早，國內國內 SiCSiC 企業也逐漸將產品導入到光伏市場企業也逐漸將產品導入到光伏市場。在海外，英飛凌、富士電機等全球知名廠商早在 2012 年起開始布局、開發、量產應用 SiC 器件的光伏逆變器產品。三安、瞻芯、泰科天潤等企業都已經與國內主流的光伏逆變器生產企業進行合作，逐步擴大產能繼續帶動國產 SiC 器件的應用。表表 10.10.國際半導體及系統公司 SiC 光伏

151、逆變器投資開發情況 公司名稱公司名稱 開發情況開發情況 英飛凌 英飛凌開發出了適用于光伏發電用逆變器的耐壓為 1200V 的 SiC 型 JFET“CoolSiC 產品群”并于2012 年投產。采用 SiC 型 JFET 可以實現裝置的小型輕量化，同時提高工作頻率，并能降低開關損耗。富士電機 富士電機積極推進 SiC MOSFET 的實用化，用于 2014 年 8 月開始量產輸出功率 1000kW 的百萬瓦級光伏電站使用的光伏逆變器。田淵電機 該公司采用 SiC 二極管的逆變器通過減少開關損耗和導通損耗，大幅降低了轉換損失。雖然仍需組合采用 IGBT，但今后通過完全采用 SiC，估計損耗還將減

152、少 60%左右，并且成本反而可能下降。三菱電機 在可再生能源技術及產品展“PVJapan2014”上，三菱電機展示了“全 SiC-IPMT”電源調整器產品，只使用一個逆變器，可支持 4.4kW 的輸出功率，將直流電力轉換成交流電力的轉換效率為98.0%。西門子 西門子旗下子公司 Kaco new energy 于 2020 年 12 月推出了兩款用于大型光伏項目的組串型逆變器，blueplanet 155 TL3 和 165 TL3，額定輸出功率分別為 155kW 和 165kW，均采用了 SiC 晶體管設計。與傳統逆變器相比，采用 SiC 晶體管的逆變器具有更高的功率密度，更少的冷卻需求和更

153、低的整體系統成本。德國 Fraunhofer ISE 德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所（Fraunhofer ISE）研發了一款 250kW 的 SiC 逆變器，可用于連接中壓系統的公用事業規模的光伏項目，其運行轉換效率為 98.4%，可以節省高達 40%的體積。安森美半導體 2020 年，安森美半導體推出了一款適用于太陽能逆變器應用的全 SiC 功率模塊，該產品已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 三相光伏組串逆變器，產品能實現高達98.8%的峰值能量轉換能效。陽光電源 2014 年，陽光電源 SG60KTL-M、SG60KTL 組串逆變器采用了 SiC MOS

154、器件；2017 年，陽光電源將 SiC 模塊規?；瘧糜?SG80KTL-M 組串逆變器。數據來源：數據來源：觀研天下，觀研天下，財通證券研究所財通證券研究所 10.0%50.0%70.0%75.0%80.0%85.0%0%20%40%60%80%100%20202025E2030E2035E2040E2048E碳化硅光伏逆變器占比 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 37 光伏逆變器市場規模光伏逆變器市場規模有望有望增長至增長至百百億元億元。CPIA 預測到 2025 年，樂觀情

155、景下全球光伏新增裝機量有望超 330GW。受益于光伏裝機量上升，逆變器市場需求將大幅增長，我們測算 2025 年全球 SiC 光伏逆變器新增市場有望增長至 108.90億元。表表 11.11.光伏 SIC 器件市場空間預測 20212021 2022E2022E 2023E2023E 2024E2024E 2025E2025E 全球光伏新增裝機量（GW）170 240 275 300 330 全球光伏逆變器出貨量（GW）187 264 303 330 363 海外平均價格（元/W）0.04 0.045 0.05 0.055 0.06 SiC 光伏逆變器占比 15%20%30%40%50%SiC

156、 光伏逆變器出貨量（GW）28 53 91 132 182 SiC 光伏逆變器價值量（億元）11.22 23.76 45.38 72.60 108.90 數據來源：數據來源：CPIACPIA，財通證券研究所財通證券研究所測算測算 2.3.2.3.應用應用場景多點開花，場景多點開花，滲透率逐步提升滲透率逐步提升 1 1）軌道交通）軌道交通 SiC 特性滿足軌交發展需求，節能提升符合“雙碳”大趨勢。SiC 高溫高頻耐高壓的特性可滿足軌道交通大功率和節能需求，因此軌道交通中牽引變流器、輔助變流器、主輔一體變流器、電力電子變壓器、電源充電機尤其有使用 SiC 器件的需求。以牽引變流器為例，作為機車大功

157、率交流傳動系統的核心設備，使用 SiC 器件能提高牽引變流器裝置效率，從而滿足軌道交通大容量、輕量化和節能型牽引變流裝置的應用需求，并提升系統的整體效能。根據中國城市軌道交通協會統計的數據，使用 SiC 牽引逆變器可以節省至少 10%以上的電能耗，如果我國全面采用SiC，以 2019 年全國軌交總電能耗為例，可節省 15.26 億度電，相當于北京一年的軌交電能耗。表表 12.12.軌交 SiC 器件市場應用情況 年份年份 線路線路 產品產品 效果效果 2012 東京地鐵銀座線 混合 SiC 功率模塊 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 2014 日本小田急電鐵新型通勤車

158、三菱電機 3300V/1500A 全 SiC 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%2021 慕尼黑 Avenio 有軌電車 西門子 SiC 半導體技術 噪音水平較低，電機噪音總體上有所降低，而且能源消耗大約減少了 10%。2021 深圳地鐵 1 號線列車 全 SiC 牽引逆變器 綜合能耗降低 10%以上，牽引電機在中低速段噪聲同比下降 5 分貝以上，溫升同比降低 40以上 2022 名古屋至中津川中央干線 SiC 牽引系統 可節約 35%的能耗 數據來源數據來源：天科合達招股書，第三代半導體風向，株洲新聞網，：天科合達招股書，第三代半導體

159、風向，株洲新聞網，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 38 SiCSiC 功率器件在軌道交通滲透率逐步提升。功率器件在軌道交通滲透率逐步提升。根據 CASA 數據，目前軌道交通中硅基功率器件的使用仍占主體，未來 SiC 功率器件占比將逐步提高，2030 年有望提高到 30%。2019 年光軌道交通帶來的 SiC 功率器件市場規模為 0.09 億美元，預計 2019-25 年將以 55%的 CAGR 增長至 1.18 億美元，增速較高。圖圖 60.60.

160、軌道交通中軌道交通中 SICSIC 功率器件占比預測功率器件占比預測 數據來源：數據來源：C CASAASA，財通證券研究所財通證券研究所 表表 13.13.國內地鐵采用 SiC 技術情況 通車時間通車時間 線路線路 制造商制造商 效果效果 2018 年 12 月 西安地鐵 4 號線 中車四方股份 整車綜合節能 15%以上 2019 年 11 月 廣州地鐵 8 號線 中車青島四方機車 整車減重 13%，綜合節能 15%2020 年 7 月 珠海 1 號線 中車大連公司 采用 SiC 器件后設備體積減少 50%，重量減輕 56%，效率提高到 95.5%以上。2020 年 7 月 武漢東湖有軌電車

161、 中車四方股份 變流裝置功率等級超過 200kW、能耗降低 40%以上、重量和體積均減少 30%2020 年 10 月 上海 8 號線 西安中車永濟 不詳 2020 年 10 月 上海 6 號線 西安中車永濟 不詳 2021 年 3 月 蘇州軌道交通 3 號線 中車南京浦鎮 僅采用 SiC 可節能 5%以上，加上永磁直驅牽引電機列車節能達 20%2021 年 5 月 深圳地鐵 1 號線 重車株洲電力機車研究所 無故障運營 5 個月以上，累計載客公里數超過 6.5 萬公里，各項性能參數均達到世界先進水平 數據來源：數據來源：天岳先進、天科合達招股說明書，天岳先進、天科合達招股說明書，財通證券研究

162、所財通證券研究所 2 2）智能電網）智能電網 未來智能電網將大量采用電力電子裝置來實現新能源接入,功率半導體器件是核心元件，傳統硅基功率半導體器件的發展已接近其物理極限,新一代 SiC 功率器件的優異性能可以滿足未來智能電網對高效率,高性能的需求，采用 SiC MOSFET 可以大幅度減小功率損耗,特別是器件的通態損耗，相比于采用硅基MOSFET 的電力電子變換器,采用 SiC 功率器件損耗可以減少 60%以上，未來0%20%40%60%80%100%20182030E2040E2050ESi IGBT器件混合SiC器件全SiC器件SiC分立器件 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究

163、報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 39 隨著智能電網產業的升級，SiC 功率器件替代硅基半導體器件或將成為必然。3 3）其他）其他 由于 SiC 器件工作頻率和效率較高、耐溫性較強等特性，其對功率轉換（即整流或者逆變）模塊中電容電感等被動元件以及散熱片的要求大大降低，預期使用SiC 器件可對整個工作模塊產生優化，從而滿足當前器件小型化和效率提升要求。預期未來在 PFC 電源、不間斷電源（UPS）、電機驅動器、風能發電以及鐵路運輸等領域，SiC 應用場景可持續擴大。圖圖 61.61.SiCSiC 功率器件應用領域功率器件應用領

164、域 數據來源：數據來源：Y Yoleole，財通證券研究所財通證券研究所 3.3.技術升級成本下降，技術升級成本下降，SiCSiC 落地落地拐點漸行漸近拐點漸行漸近 SiCSiC 產業鏈可以分為襯底材料制備、外延生長、產業鏈可以分為襯底材料制備、外延生長、芯片設計芯片設計、器件制造和應用。器件制造和應用。SiC晶體生長后經過切割、研磨、拋光、清洗等工序加工形成 SiC 襯底；在符合質量要求的襯底材料上生長出新的半導體晶層作為外延，是影響元件的基本性能；最后配合電路設計、封裝形成功率器件，應用于下游市場。襯底在襯底在 SiCSiC 器件制造中占據核心地位。器件制造中占據核心地位。SiC 成本分布

165、較硅基不同，據 Telescope Magazine 數據，傳統硅晶圓中襯底部分占比前道工序平均成本結構的 7%，晶圓制造設備及工藝占比最高達 50%。由于 SiC 晶體生長速度緩慢且制造難度大，據前瞻產業研究和 CASA Research 在 2020 年發布的數據，襯底和外延在 SiC功率器件成本結構中占比分別為 47%和 23%，二者合計占比 70%，是 SiC 器件的核心。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 40 圖圖 62.62.SiSi 器件成本構成器件成本構成 圖圖

166、63.63.SiCSiC 功率器件成本構成功率器件成本構成 數據來源：數據來源：Telescope MagazineTelescope Magazine，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：前瞻經濟學人，前瞻經濟學人，CASA CASA ResearchResearch，財通證券研究所財通證券研究所 產業呈現美、歐、日三足鼎立格局。產業呈現美、歐、日三足鼎立格局。玩家紛紛布局 SiC 業務，海外企業如Wolfspeed、ROHM、ST 等具有先發優勢，在產業鏈的多個環節具備較強的產業優勢；國產企業也正在加速入局積極追趕，目前已初步實現了全產業鏈自主可控。圖圖 64.64.SiCS

167、iC 產業鏈公司分布產業鏈公司分布 數據來源：數據來源：天岳先進招股書，天岳先進招股書，財通證券研究所財通證券研究所整理整理 3.1.3.1.襯底是影響滲透率提升的關鍵襯底是影響滲透率提升的關鍵，高成長高壁壘高成長高壁壘 SiC 襯底可分為半絕緣型和導電型兩種，由于 SiC 襯底制備晶體溫度要求嚴格、良率低、時間長，導致成本居高不下，價格是硅基襯底的 4-5 倍。行業通過尺寸大化、提高切割良率等方式正逐步縮小與硅基產品的價差。當前以 Wolfspeed為龍頭的歐美日企業在 SiC 襯底市場占據多數份額，在上游供給緊缺的情況下，國際巨頭正加緊完善產業布局，主要的措施包括了擴大產能，與上游襯底廠商

168、鎖定訂單，收購襯底廠商等，全球也迎來了對 SiC 襯底的擴產、收購潮。國內專注做 SiC 襯底且規模較大的企業主要為天岳先進、天科合達、河北同光及山西爍科，競爭優勢有望持續擴大。其他原材料,24%襯底,7%能效維護,19%晶圓制造設備,50%襯底,47%外延,23%前段,19%其他,5%研發費用,6%行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 41 3.1.1.3.1.1.SiCSiC 襯底制備困難導致高成本，襯底制備困難導致高成本，6 6 英寸晶片成為市場主流英寸晶片成為市場主流 SiC

169、SiC 襯底分為半絕緣型和導電型襯底分為半絕緣型和導電型。半絕緣型 SiC 襯底指電阻率高于 105cm的 SiC，主要用于生長 GaN 外延層制作射頻器件；導電型 SiC 襯底指電阻率在15-30mcm 的 SiC，主要用于生長 SiC 外延層制造耐高溫、耐高壓的功率器件。導電型 SiC 襯底可通過 N 和 Al 作為摻雜劑實現 N 型和 P 型導電性，目前產品以 N 型為主（氮氣摻雜）。因下游新能源汽車、光伏等應用領域需求處于高速增長階段，SiC 導電型襯底未來將占據 SiC 市場主導地位。表表 14.14.SiC 襯底的兩種類型 產品類別產品類別 產品圖示產品圖示 下游產品與應用下游產品

170、與應用 電阻率要求電阻率要求 生長工藝生長工藝 參數關注點參數關注點 半 絕半 絕緣型緣型 制成 HEMT 等微波射頻器件，適用于高頻、高溫等工作環境，主要應用于 5G通訊、衛星、雷達等領域。0.02cm 左右 通過去除晶體中的各種雜質，特別是淺能級雜質，實現晶體的本征高電阻率。襯底高純度、高電阻率 導 電導 電型型 制成 SiC 二極管、SiC MOSFET 等功率器件，適用于高溫、高壓等工作環境，應用于新能源汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網等領域。大于 106cm 采用 N 摻雜，通過標定氮氣摻雜濃度、生長速度等參數與晶體電阻率的對應關系等方式實現導電型產品電阻率的精確控制。低阻值、襯底

171、面內電阻率徑向分布均勻、不同襯底間電阻率值一致 數據來源：數據來源：天岳先進、天科合達招股說明書，天岳先進、天科合達招股說明書，財通證券研究所財通證券研究所 各施其能，各盡其長，兩種襯底未來前景廣闊。各施其能，各盡其長，兩種襯底未來前景廣闊。根據 Yole 數據，隨著 5G 基站建設和雷達下游市場對射頻器件的大量需求，半絕緣型 SiC 襯底市場規模有望取得較快增長。應用半絕緣型 SiC 襯底的氮化鎵射頻器件全球市場規模有望在2026 年達到 24 億美元，復合增長率為 18%。而受益新能源市場發展，全球應用導電型 SiC 襯底的 SiC 功率器件市場規模 2027 年有望達到 62.97 億美

172、元，復合增長率為 34%。下游應用市場的高速發展將帶動上游襯底市場規模的快速增長，導電型襯底市場潛力高于半絕緣型襯底。圖圖 65.65.20212021-2727 年年碳化硅功率碳化硅功率器件市場器件市場規模（美規模（美元元）圖圖 66.66.20202020-2 26 6 年氮化鎵年氮化鎵射頻射頻器件市場規模（美器件市場規模（美元元）數據來源：數據來源：Y Yoleole，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：Y Yoleole，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及

173、財通證券股票和行業評級標準 42 SiCSiC 襯底生產流程與硅基類似，晶體為流程核心襯底生產流程與硅基類似，晶體為流程核心：1 1）原料合成原料合成&晶體生長晶體生長。將高純硅粉和高純碳粉按一定配比混合，在 2000以上的高溫下反應合成 SiC 顆粒。經過破碎、清洗等工序，制得滿足晶體生長要求的高純度 SiC 微粉原料。并以高純度 SiC 微粉為原料，使用晶體生長爐生長SiC 晶體。2 2）晶錠加工晶錠加工&切割切割。將制得的 SiC 晶錠使用 X 射線單晶定向儀進行定向后磨平、滾磨，加工成標準直徑尺寸的 SiC 晶體。使用多線切割設備，將 SiC 晶體切割成厚度不超過 1mm 的薄片。3

174、3）晶片研磨晶片研磨&拋光拋光。通過不同顆粒粒徑的金剛石研磨液將晶片研磨到所需的平整度和粗糙度，并利用機械拋光和化學機械拋光方法得到表面無損傷的 SiC 拋光片。4 4）晶片檢測晶片檢測。使用光學顯微鏡、X 射線衍射儀、原子力顯微鏡、非接觸電阻率測試儀、表面平整度測試儀、表面缺陷綜合測試儀等儀器設備，檢測 SiC 晶片的微管密度、結晶質量、表面粗糙度、電阻率、翹曲度、彎曲度、厚度變化、表面劃痕等各項參數指標，據此判定晶片的質量等級。5 5）晶片清洗晶片清洗。以清洗藥劑和純水對 SiC 拋光片進行清洗處理，去除拋光片上殘留的拋光液等表面污物，再通過超高純氮氣和甩干機將晶片吹干、甩干將晶片在超凈室

175、封裝在潔凈片盒內形成可供下游即開即用的 SiC 晶片。圖圖 67.67.SiCSiC 襯底制備流程襯底制備流程 數據來源：數據來源：天科合達招股說明書天科合達招股說明書，財通證券研究所財通證券研究所 物理氣相傳輸法是制備物理氣相傳輸法是制備 SiCSiC 襯底最常用的方法襯底最常用的方法。目前 SiC 晶體生長包括物理氣相傳輸法（PVT）、高溫化學氣相沉積法（HT-CVD）、液相法（LPE）三種。1 1）PVTPVT 法法將高純 SiC 微粉和籽晶分別置于單晶生長爐內圓柱狀密閉的石墨坩堝下部和頂部，用中頻感應線圈將坩堝加熱至 2000以上并控制籽晶處溫度略低于下部微粉，SiC 微粉在溫度梯度下

176、升華形成硅原子、SiC2 分子、Si2C 分子 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 43 等不同氣相組分的反應氣體，并在籽晶上結晶形成圓柱狀 SiC 晶錠，生長速率一般為 0.2-0.4mm/h 左右。2 2）HTHT-CVDCVD 法法是 SiH4、C2H4、C3H8 等反應氣體和載氣從底部通入向上輸運，到達放置在頂端的籽晶夾具處，在 18000-2300加熱區域內部完全分解并發生反應形成硅和 SiC 團簇，這些團簇升華并在籽晶上生長。然后，殘余氣體從反應室頂部排出，生長速率一般

177、為 0.3-1mm/h 左右。3 3）LPELPE 法法以 1800熔融硅作為溶劑、以坩堝內壁的石墨作為溶質，構成碳飽和的硅熔體。SiC 籽晶粘結在石墨棒底端。由于固液界面相對于熔體內部溫度較低，從而使籽晶附近的熔體處于過飽和狀態，SiC 沿襯底的晶體結構沉析出來成長為晶體，每小時 0.5-2mm/h 左右。因設備價格低、溫度場調節靈活等優勢，PVT 法是目前技術成熟度最高、應用最廣泛的方法。而氣態的高純碳源和硅源比高純 SiC 粉末更容易獲得，并且由于氣態源幾乎沒有雜質，HT-CVD 法更容易生長出高純半絕緣（HPSI）半導體，通過控制通入的氮或者硼的流量，就可以控制 SiC 晶體的摻雜和導

178、電強弱。液相法由于生長過程處于穩定的液相中，沒有螺旋位錯、邊緣位錯、堆垛層錯等缺陷，生長晶體因尺寸較小目前僅用于實驗室生長，但卻是另一種重要的方向和未來發展的儲備。表表 15.15.SiC 襯底制備方法 物理氣相傳輸法（物理氣相傳輸法（PVTPVT 法）法）高溫化學氣相沉積法（高溫化學氣相沉積法（HT CVDHT CVD 法）法）液相法（液相法（LPELPE 法）法）特性及示意圖 典型速率：200-400m/h 溫度：2200-2500 晶型：4H6H 典型速率：300-1000m/h 溫度：2200 晶型：4H6H 典型速率：500-2000m/h 溫度：1460-1800 晶型：4H6H

179、應用企業 Wolfspeed（Cree）、-、ROHM、Dow-Corning、Nippon Steel、我國所有企業 瑞典：ST（Norstel）日本：住友金屬、豐田電裝 技術成熟度 技術成熟 較不成熟 較不成熟 優點 技術成熟、固態原料、耗材及設備成本較低。原料可持續供應，精確控制原料Si/C，純度高，摻雜方便 生長的晶體質量高、缺陷少。比較適合 P 型晶體生長 缺點 原料持續供應性較差，氣相成分比例控制較差，難以生長半絕緣型晶體。氣態原料，成本高；技術不成熟，反應緩慢，缺陷較多。原料持續供應性差；氣相成分比例控制差，對材料要求高，生長緩慢 數據來源：數據來源：基本半導體公眾號基本半導體公

180、眾號，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 44 SiCSiC 襯底制備難度大導致其價格居高不下。襯底制備難度大導致其價格居高不下。對比傳統硅材，SiC 襯底制備具有晶體溫度要求嚴格、良率低、時間長等特點，導致成本價格居高不下，是硅基襯底的 4-5 倍。1 1）溫場控制困難：溫場控制困難：Si 晶棒生長只需 1500，而 SiC 晶棒需要在 2000以上高溫下進行生長，并且 SiC 同質異構體有 250 多種，但用于制作功率器件的主要是 4H-SiC 單

181、晶結構，如果不做精確控制，將會得到其他晶體結構。此外，坩堝內的溫度梯度決定了 SiC 升華傳輸的速率、以及氣態原子在晶體界面上排列生長方式，進而影響晶體生長速度和結晶質量，因此需要形成系統性的溫場控制技術。與 Si 材料相比，SiC 生產的差別還在如高溫離子注入、高溫氧化、高溫激活等高溫工藝上，以及這些高溫工藝所需求的硬掩模工藝等。2 2）晶體生長緩慢：晶體生長緩慢：Si 晶棒生長速度可達 30150mm/h，生產 1-3m 的硅晶棒僅需約 1 天的時間；而 SiC 晶棒以 PVT 法為例，生長速度約為 0.2-0.4mm/h，7 天才能生長不到 3-6cm，長晶速度不到硅材料的百分之一，產能

182、極為受限。3 3）良品參數要求高、良率低：良品參數要求高、良率低：SiC 襯底的核心參數包括微管密度、位錯密度、電阻率、翹曲度、表面粗糙度等，在密閉高溫腔體內進行原子有序排列并完成晶體生長，同時控制參數指標，是復雜的系統工程。4 4）材料材料硬度大、脆性高，切割耗時長、磨損高：硬度大、脆性高，切割耗時長、磨損高：SiC 莫氏硬度達 9.25 僅次于金剛石，這導致其切割、研磨、拋光的加工難度顯著增加，將一個 3cm 厚的晶錠切割 35-40 片大致需要花費 120 小時。另外，由于 SiC 脆性高，晶片加工磨損也會更多，產出比只有 60%左右。圖圖 68.68.各種各種 SICSIC 同質異構體

183、生成的條件同質異構體生成的條件 數據來源：數據來源：基本半導體基本半導體官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 45 SiCSiC 襯底制備生產投入成本較硅片更高。襯底制備生產投入成本較硅片更高。SiC 襯底的制造需要精確的熱場控制、材料匹配及經驗累積，技術門檻高，制造工藝難度大,研發時間長,存在較高的技術門檻和人才門檻。因此，大尺寸、高品質 SiC 晶片生產成本較硅片更高。對比滬硅產業和天岳先進的擴產項目，若折合成 6 寸片，建設 1 萬片年產

184、能的硅片和 SiC 分別需要投資 320 萬元和 8333 萬元，建設 SiC 襯底的資金門檻遠高于硅片。表表 16.16.滬硅產業、天岳先進募投項目資金 滬硅產業：滬硅產業：1212 英寸硅片英寸硅片 天岳先進：天岳先進：6 6 英寸導電型英寸導電型 SiCSiC 襯底襯底 項目項目 投資金額（萬元）投資金額（萬元）占比占比 項目項目 投資金額（萬元）投資金額（萬元）占比占比 建設投資 450641.1 97.89%設備硬件投資 120820 48.33%建筑工程及安裝工程費用 90100 19.57%機電安裝投資 33000 13.20%設備購置費 355555.1 77.24%基礎設施建

185、設投資 30000 12%工程建設其他費用 2733.5 0.59%電力設施建設投資 23000 9.20%基本預備費 2252.5 0.49%智慧工廠 19200 7.68%鋪底流動資金 9710.1 2.11%鋪底流動資金 16438 6.58%合計合計 460351.2460351.2 100%100%合計合計 250000250000 100%100%達產后年新增產能（萬片/年）360 達產后年新增產能（萬片/年）30 達產后年平均營業收入（萬元）195013.57 達產后年平均營業收入（萬元）180000 總投入：年收入*2.36 總投入：年度收入 1.39 數據來源：數據來源：滬硅

186、產業公司公告，天岳先進招股說明書，滬硅產業公司公告，天岳先進招股說明書，財通證券研究所財通證券研究所 注：注：*達產后年新增產能換算為達產后年新增產能換算為 6 6 英寸硅片計算英寸硅片計算 SiCSiC 襯底成本可以通過做大尺寸、降低切割損耗和提高良率等方式下降。襯底成本可以通過做大尺寸、降低切割損耗和提高良率等方式下降。1 1）大尺寸）大尺寸 SiCSiC 襯底是重要發展方向。襯底是重要發展方向。SiC 襯底主要有 2 英寸（50mm）、3 英寸（75mm）、4 英寸（100mm）、6 英寸（150mm）、8 英寸（200mm）英寸等規格。據 wolfspeed，從 6 英寸到 8英寸，單

187、片襯底可切割芯片數量由 488 增至 845 個，邊緣浪費由 14%減至 7%。因此隨著襯底的尺寸越大，邊緣的浪費就越小、制備的芯片數量增多，促進單位芯片成本的降低。因此，大尺寸是 SiC 襯底制備技術的重要發展方向。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 46 圖圖 69.69.SiCSiC 襯底尺寸發展趨勢襯底尺寸發展趨勢 圖圖 70.70.6 6 英寸英寸-8 8 英寸英寸，晶圓數量提升晶圓數量提升 數據來源：數據來源：CASACASA，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數

188、據來源：WolfspeedWolfspeed Investor Day 2021Investor Day 2021，財通證券研究所財通證券研究所 國際國際 SiCSiC 商業化襯底以商業化襯底以 6 6 英寸為主，逐步向英寸為主，逐步向 8 8 英寸過渡英寸過渡。在半絕緣型 SiC 襯底市場主流產品規格為 4 英寸；在導電型 SiC 襯底市場主流產品規格為 6 英寸。行業領先者 Wolfspeed、II-VI、ST、Onsemi、Soitec、ROHM 等已成功研發8 英寸產品，國際龍頭企業已陸續開始投資建設 8 英寸 SiC 晶片生產線，預計 5年內 8 英寸全面商用。國內國內 SiCSiC

189、 商業化襯底以商業化襯底以 4 4 英寸為主，逐步向英寸為主，逐步向 6 6 英寸過渡英寸過渡。國內企業起步較晚，研發進度稍慢，但也完成了 6 英寸襯底的布局，與國外差距不斷縮小。2020 年山西爍科晶體 SiC 襯底項目投產，同時天科合達、河北同光晶體、南砂晶圓等幾大襯底生產商均在擴張 6 英寸襯底產能。圖圖 71.71.襯底技術進展襯底技術進展 數據來源：數據來源：YoleYole，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 47 表表 17.17.國內外

190、國內外 SiCSiC 襯底進展襯底進展 公司公司 襯底尺寸襯底尺寸 進展事件進展事件 國外 Wolfspeed（Cree）4 英寸 成功研制并規?；a 6 英寸 2012 年全球首次成功研制并規?；a 8 英寸 成功研制，2019 年宣布產線建設計劃-4 英寸 成功研制并規?；a 6 英寸 成功研制并規?；a 8 英寸 2015 年全球首次成功研制，2019 年宣布產線建設計劃 ROHM（SiCrystal）4 英寸 成功研制并規?；a 6 英寸 成功研制并規?；a 英飛凌 6 英寸 成功研制并規?；a 8 英寸 成功研制，2020 年宣布產線建設計劃 國內 三安光電 4 英寸

191、2020 年啟動 4 英寸半絕緣襯底項目建設 6 英寸 2020 年啟動 6 英寸導電型襯底項目建設 露笑科技 6 英寸 2021 年實現 6 英寸導電型襯底小批量生產 天岳先進 4 英寸 成功研制并規?；a 6 英寸 成功研制，2019 年宣布產線建設計劃 天科合達 4 英寸 成功研制并規?；a 6 英寸 2014 年國內首次成功研制，已規?；a 8 英寸 2020 年啟動研發 數據來源：數據來源：天科合達招股說明書，各公司公告天科合達招股說明書，各公司公告，財通證券研究所財通證券研究所 預計到預計到 20302030 年，年，國內國內 6 6 英寸導電型、英寸導電型、半半絕緣型襯底絕

192、緣型襯底將將分別分別增長至增長至 4040、2020 萬萬片。片。根據中國寬禁帶功率半導體及應用產業聯盟測算，受益于新能源汽車逆變器的巨大需求，導電型襯底將保持高速增長態勢并向大尺寸發展，預計到2030年，4 英寸導電型襯底退出市場，6 英寸導電型襯底增長至 40 萬片。同時受下游 5G基站強勁需求驅動，SiC 基氮化鎵高頻射頻器件將逐步加強市場滲透，到 2030年，4 英寸半絕緣型襯底同樣退出市場，6 英寸半絕緣型襯底將增長至 20 萬片。圖圖 72.72.中國導電型中國導電型 SiCSiC 襯底銷量預測（萬片）襯底銷量預測（萬片）圖圖 73.73.中國中國半絕緣半絕緣 SiCSiC 襯底銷

193、量預測（萬片）襯底銷量預測（萬片）數據來源：數據來源：中國寬禁帶功率半導體及應用產業聯盟中國寬禁帶功率半導體及應用產業聯盟，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：中國寬禁帶功率半導體及應用產業聯盟中國寬禁帶功率半導體及應用產業聯盟，財通證券研究所財通證券研究所 1010501.58204005101520253035404520172020202520304英寸6英寸4420051020051015202520172020202520304英寸6英寸 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股

194、票和行業評級標準 48 2 2）提高材料使用效率：）提高材料使用效率：提高襯底切割良率提高襯底切割良率。由于 SiC 的莫氏硬度為 9.5，硬度與金剛石接近，只能用金剛石材料進行切割，切割難度大，切割過程中易碎，保證切割過程穩定獲得低翹曲度的晶片是技術難點之一，可以通過激光切割或其他技術手段減少當前線切割工藝的損耗。例如英飛凌收購的 Siltectra 使用的一種冷切割技術基于激光的技術采用化學物理過程，利用熱應力產生一種力，該力沿著所需的平面以極高的精度分裂材料，并且幾乎不產生割縫損失?？墒沟迷牧蠐p耗從傳統75%減至50%，減少耗材成本，同時能夠使單片晶圓產出的芯片數量翻倍。圖圖 74.7

195、4.英飛凌冷切割技術英飛凌冷切割技術 圖圖 75.75.冷切割技術提升切割良率冷切割技術提升切割良率 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 FY 2022 Quarterly UpdateFY 2022 Quarterly Update，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 FY 2022 Quarterly UpdateFY 2022 Quarterly Update，財通證券研究所財通證券研究所 國內大族激光已生產出 SiC 晶錠激光切片機、SiC 超薄晶圓激光切片機設備，運用的 QCB 技術可在原來傳統線切割的基礎上大幅提升產能，以切割 2cm 厚度的晶錠，分別產出

196、最終厚度 350um、175um 和 100um 的晶圓為例，產能提升幅度分別為 40%、120%和 270%，目前設備正處于量產驗證階段。圖圖 76.76.大族第三代半導體激光內部改質切割設備大族第三代半導體激光內部改質切割設備 數據來源：數據來源：大族大族激光官網激光官網，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 49 3 3）減少損耗、良率提升促）減少損耗、良率提升促 SiCSiC 成本下降。成本下降。目前主流商用的 PVT 法晶體缺陷控制難度大導致襯

197、底良率低，各廠商通過技術投入研發逐年提升 SiC 襯底良率。例如天岳先進設計不同尺寸 SiC 單晶生長爐，對坩堝、保溫進行了設計，實現了均勻熱場結構，提升晶體質量和良率，其 SiC 襯底良率近年來保持在 70%以上。Wolfspeed 的 8 英寸 SiC 襯底良率在經過化學機械拋光(CMP)后預期良率在95%之上，因此擁有產品定價權。隨著襯底廠商完成低缺陷密度單晶生長工藝及厚單晶生長工藝研發后，襯底單位面積價格將會快速的下降。圖圖 77.77.CMPCMP 后后 WolfspeedWolfspeed 8 8 英寸英寸 SiCSiC 襯底預期良率襯底預期良率 數據來源：數據來源：Wolfspe

198、ed Investor Day 2021Wolfspeed Investor Day 2021，財通證券研究所財通證券研究所 表表 18.18.天岳先進主要生產環節良率 主要生產環節主要生產環節 20212021 年年 1 1-6 6 月月 20202020 年度年度 20192019 年度年度 20182018 年度年度 晶棒良率 49.90%50.73%38.57%41.00%襯底良率 75.74%70.44%75.15%72.61%數據來源：數據來源：天岳先進招股書天岳先進招股書，財通證券研究所財通證券研究所 SiCSiC 襯底與硅基襯底價差將持續縮小。襯底與硅基襯底價差將持續縮小。盡管

199、當前 SiC 襯底成本相對硅基襯底高，未來隨著上游材料端襯底廠商在提高長晶速度的同時控制損耗的缺陷，將會有效降低成本，帶動襯底價格下行。根據 Yole，目前 6 寸導電型襯底片的市場零售價約 800 美元/片,到 2027 年襯底價格有望下降至 600 美元/片左右，與硅基成本差距會在 2-3 倍內，進一步推動 SiC 基器件的滲透率。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 50 圖圖 78.78.導電型導電型 SICSIC 襯底單價（美元襯底單價（美元/片）片）數據來源：數據來源：Y

200、oleYole，財通證券研究所財通證券研究所 20272027 年年 SiCSiC 襯底市場規模將達到襯底市場規模將達到 3333 億美元。億美元。隨著 5G 市場對 SiC 基氮化鎵器件需求的增長，以及新能源領域對功率半導體的旺盛需求，將帶動 SiC 襯底的市場規模逐步擴張。結合 wolfspeed 的經營情況，到 2027 年全球 SiC 襯底材料市場規模預計將達到約 33 億美元。圖圖 79.79.20182018-2727 年全球年全球 SiCSiC 襯底市場規模（億美元）襯底市場規模（億美元）數據來源：數據來源：YoleYole，Wolfspeed Investor Day 2019

201、Wolfspeed Investor Day 2019，財通證券研究所財通證券研究所 3.1.2.3.1.2.SiCSiC 襯底呈美、歐、日三足鼎立格局襯底呈美、歐、日三足鼎立格局 國外企業市占率高，美國國外企業市占率高，美國 WWo olfspeedlfspeed 全球獨大。全球獨大。由于芯片制造企業對 SiC 襯底的選用極為慎重，美國 Wolfspeed（Cree）布局較早，良率和產能規模都在全球處于領先的地位，其市場份額約為 45%呈現一家獨大的競爭格局。按地域分，美國占據全球約 58%的市場份額。歐洲和日本的 SiC 企業占據了剩余的大部分份額。國內企業的市占率約為 8%，主要有天科合

202、達、天岳先進等。1.2111330510152025303520182024E2027E 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 51 圖圖 80.80.20202020 年全球襯底年全球襯底廠商廠商市占率市占率 數據來源：數據來源：前瞻產業研究院前瞻產業研究院，財通證券研究所財通證券研究所 按類型分，按類型分，WolfspeedWolfspeed市占率在導電型和半絕緣型襯底領域中亦最高。市占率在導電型和半絕緣型襯底領域中亦最高。根據Yole數據，全球半絕緣型 SiC 襯底市場中，20

203、20 年 Wolfspeed（Cree）、II-VI、天岳先進市占率總計高達 98%，形成三足鼎立的態勢。全球導電型 SiC 襯底市場中，2018 年美國 Wolfspeed（Cree）市占率為 62%，遙遙領先于其他廠商，II-VI 和 ROHM 份額分別為 16%和 12%，三家合計占比高達 90%;陶氏、昭和電工、ST（Norstel）等廠商分配剩余 10%的份額，國內廠商天科合達和天岳先進占比分別為 1.7%和 0.5%，相對較低。圖圖 81.81.20182018 年全球導電型年全球導電型 SiCSiC 襯底市占率襯底市占率 圖圖 82.82.20202020 年全球半絕緣型年全球半

204、絕緣型 SiCSiC 襯底市占率襯底市占率 數據來源：數據來源：YoleYole，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：YoleYole，財通證券研究所財通證券研究所 上游上游 SiCSiC 襯底供給緊缺，國際巨頭襯底供給緊缺，國際巨頭提前鎖定訂單提前鎖定訂單。當前全球 SiC 行業呈現上游襯底產能供給不足的情況,下游器件廠商為保證對 SiC 襯底需求得到保障，通常采用合同、聯盟或其他方式與上游襯底廠商提前鎖定訂單，以此確保供應，為中長期增長需求提供了保障。例如 Wolfspeed 已經與英飛凌、ST 等歐美主要第三代半導體下游企業簽訂長期供貨協議，在多個行業達成了總額超過 13

205、億美元Wolfspeed（美國）,45%ROHM,20%-（美國）,13%昭和電工（日本）,8%天科合達（中國）,5%山東天岳（中國）,3%其他,6%Wolfspeed,62%-,16%ROHM,12%陶氏,4%昭和電工,2%ST,0.50%天科合達,1.70%其他,1.30%Wolfspeed（美國）,33%-（美國）,35%天岳先進（中國）,30%其他,2%行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 52 的材料供應長期協議。這一方面將推動 SiC 材料的市場滲透率加速，另一方面也初步

206、奠定了未來幾年第三代半導體領域的競爭格局。表表 19.19.國際國際 SiCSiC 龍頭企業提前鎖定訂單情況龍頭企業提前鎖定訂單情況 供應商 時間 客戶 協議 Wolfspeed（Cree）2018.02 領先電力設備公司 8500 萬美元的長期協議，供應 SiC 晶片 2018.01 英飛凌 1 億美元的長期供應協議，為其光伏逆變器、充電基礎設施、工業源牽引和變速驅動等產品提供 SiC 晶片 2019.08 安森美 8500 萬美元的 6 英寸 SiC 襯底和外延片供應協議 2021.08 ST 協議總金額擴大至超過 8 億美元，供應 6 英寸 SiC 晶片 ROHM 2020.01 ST

207、1.2 億美元的長期協議，供應先進 150mmSiC 晶片 昭和電工 2021.05 英飛凌 為期兩年的 SiC 晶圓供應合同 數據來源：數據來源：CASACASA，財通證券研究所財通證券研究所 表表 20.20.SiCSiC 廠商擴產事件廠商擴產事件 企業企業 SiCSiC 襯底襯底/器件擴產計劃器件擴產計劃 WolfspeedWolfspeed （CreeCree）2019 年宣布投資 10 億美元擴大 SiC 產能，在公司美國總部北卡羅萊納州達勒姆市建造一座 8 英寸功率及射頻 SiC 晶圓生產工廠和一座材料超級工廠，預計 2024 年 SiC 襯底、器件產能均為 2017 年 30倍。

208、2022 年 9 月宣布投資數十億在北卡羅來納州查塔姆縣建造一座 8 英寸 SiC 晶圓生產工廠，建成后可將公司在達勒姆園區的 SiC 產能提高 10 倍以上；一期建設計劃投入 13 億美元，預計于 2024 年完成。ROHMROHM 2018 年筑后工廠新建 6 英寸 SiC 晶圓產線，2020 年投產，產能約 15 萬片/年；2022H1 日本波羅筑后和宮崎新工廠投入運營，器件產能預計提高 5 倍以上；2025 年 3 月底前累計將投資 600 億日元，屆時將 SiC 電源控制芯片產能大幅擴增至 2016 年度 16 倍。II II-VIVI 2021 年計劃將在五年內將 SiC 襯底的生

209、產能力提高 5 至 10 倍，其中包括 8 英寸的襯底；2022 年起為期 10 年的 10 億美元 SiC 投資計劃。2022 年，6 英寸、8 英寸 SiC 襯底和外延片擴產項目。STST 2021 年 7 月瑞典北雪平工廠制造出首批 8 英寸 SiC 晶圓片；目標在 2024 年量產并實現 40%SiC 襯底的自主供應，并計劃到 2024 年將 SiC 晶圓產能提高到 2017 年的 10 倍。2022 年 10 月宣布將在意大利建造價值 7.3 億歐元的 SiC 芯片廠，將成為歐洲首條 6 英寸 SiC 產線，預計 2023 年開始投入生產。2022 年，Bouskoura 工廠 Si

210、C 模塊擴產項目。昭和電工昭和電工 2012-2019 年先后 6 次擴大 SiC 產能，將產能提升了 6 倍；2021 年宣布由公募增資、第三者配額增資籌措約 1,100 億日圓資金，其中約 700 億日圓將用于擴增 SiC晶圓等半導體材料產能。英飛凌英飛凌 2022 年宣布將投資 20 億歐元在馬來西亞新建一座前端晶圓廠，以增強在第三代半導體領域的制造能力 SKSK SK 集團計劃在 SiC 半導體晶圓業務上投資 7000 億韓元，將 SiC 晶圓的生產能力從 3 萬片增加到 2025年的 60 萬片。2022 年 H1，美國 SK Siltron CSS SiC 晶圓擴產項目 Onsem

211、iOnsemi 2022 年，SiC 產能擴充 4 倍。SoitecSoitec 2022 年，SmartSiC 晶圓制造項目。富士電機富士電機 2022 年 H1，SiC 功率半導體擴產項目 天岳先進天岳先進 2021 年擬募集 20 億元在上海擴產，建設 SiC 襯底項目。數據來源：數據來源：CASACASA，材料深一度，材料深一度公眾號公眾號，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 53 3.2.3.2.外延是提高外延是提高 SiCSiC 器件性能及

212、可靠性的關鍵器件性能及可靠性的關鍵 SiCSiC 外延材料生長技術成熟，壁壘相對較低，由于外延市場處于產業鏈中間環節，外延材料生長技術成熟，壁壘相對較低，由于外延市場處于產業鏈中間環節，襯底襯底/器件廠商具備一定外延能力，因而市場規模以及玩家數量相對較小。主要器件廠商具備一定外延能力，因而市場規模以及玩家數量相對較小。主要系國外系國外 SiCSiC 設備昂貴且交期慢，行業由設備昂貴且交期慢，行業由 WolfspeedWolfspeed 和昭和電工雙寡頭壟斷。國和昭和電工雙寡頭壟斷。國內主要玩家為東莞天域、瀚天天成和南京百識，隨著國產內主要玩家為東莞天域、瀚天天成和南京百識，隨著國產 SiCSi

213、C 外延設備突破，外延設備突破，未來該環節利潤會逐步回歸正常水平。未來該環節利潤會逐步回歸正常水平。圖圖 83.83.SiCSiC 外延工藝外延工藝 數據來源：數據來源：Wolfspeed Investor Day 2021Wolfspeed Investor Day 2021，財通證券研究所財通證券研究所 SiCSiC 外延工藝是提高外延工藝是提高 SiCSiC 器件性能及可靠性的關鍵。器件性能及可靠性的關鍵。SiC 外延是指在襯底的上表面生長一層與襯底同質的單晶材料 4H-SiC。外延層可減小晶體生長和加工中引入的缺陷帶來的影響，使 SiC 表面晶格排列整齊，形貌較襯底大幅優化。在此基礎上

214、制造的功率器件，器件性能和可靠性將顯著提升。SiCSiC 外延材料生長方法與晶體生長方法相近外延材料生長方法與晶體生長方法相近。主要有升華外延（PVT）、液相外延（LPE）、分子束外延（MBE）和化學氣相淀積（CVD）?；瘜W氣相淀積是 SiC外延生長中最常用的方法，其生長機理是以高純氫氣或者氬氣作為載氣，將反應源氣體（如 SiH4、C3H8 等）帶入淀積室化學反應后生成 SiC 分子并沉積在襯底上，生長出晶體取向與襯底相同的 SiC 單晶外延層。常用設備為熱壁式水平外延爐，典型生長溫度范圍為 15001650，生長速率 530m/h。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱

215、尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 54 圖圖 84.84.SiCSiC 襯底層和外延層結構襯底層和外延層結構 數據來源：數據來源：基本半導體基本半導體官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 厚膜材料的不成熟限制厚膜材料的不成熟限制 SiCSiC 高壓器件發展。高壓器件發展。隨著 SiC 高壓器件需求不斷增長，外延層厚度也隨之不斷增加，對摻雜濃度均勻性以及缺陷密度的控制就變得愈發困難。圖圖 85.85.厚膜外延生長厚膜外延生長 圖圖 86.86.SiCSiC 外延層工藝難點外延層工藝難點 數據來源：數據來源：啟迪半導體啟迪半導體官網官網，財

216、通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：啟迪半導體啟迪半導體官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 在中、低壓應用領域，在中、低壓應用領域，SiCSiC 外延的技術相對是比較成熟的。外延的技術相對是比較成熟的?；旧峡梢詽M足低中壓的 SBD、JBS、MOS 等器件的需求，例如一個 1200 伏器件應用的 10m的外延片，它的厚度、摻雜濃度都非常優秀，而且表面缺陷可以達到 0.5 平方以下。然而在高壓領域外延的技術發展相對比較滯后。然而在高壓領域外延的技術發展相對比較滯后。展示的應用于 2 萬伏的器件上的 200m 的一個 SiC 外延材料，它的摻雜濃度均勻性、厚度和濃度都比低壓的要差很

217、多。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 55 圖圖 87.87.SiCSiC 外延在低、中壓領域技術進展外延在低、中壓領域技術進展 圖圖 88.88.SiCSiC 外延在高壓領域技術進展外延在高壓領域技術進展 數據來源：數據來源：啟迪半導體啟迪半導體官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：啟迪半導體啟迪半導體官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 SiC 外延層中的缺陷包括襯底缺陷（微管、貫穿螺型位錯 TSD、貫穿刃型位錯TED、基平面位錯 BPD）、外延生長期

218、間的位錯以及宏觀缺陷（三角形缺陷、胡蘿卜缺陷/彗星型缺陷、淺坑、堆垛層錯、掉落物）。外延缺陷會對器件擊穿電壓造成影響，最終使得器件良率提升難度大。因此未來在厚膜外延、尤其是缺陷的控制還需要繼續突破。表表 21.21.SiCSiC 材料常見缺陷材料常見缺陷 缺陷缺陷/器件器件 SBDSBD MOSFETMOSFET，JFETJFET pinpin，BJTBJT，晶閘管，晶閘管，IGBTIGBT TSDTSD（無蝕坑）（無蝕坑）無 無 無，但會引發局部載流子壽命降低 TEDTED（無蝕坑）（無蝕坑）無 無 無，但會引發局部載流子壽命降低 BPDBPD（包括界面位錯、半（包括界面位錯、半環陣列）環陣

219、列）無，但會引發 MPS 二極管退化）無，但會引發體二極管退化 雙極退化（導通電阻及漏電流增加）內生堆垛層錯內生堆垛層錯 VB 降低（20%-50%)VB 降低（20%-50%)VB 降低（20%-50%)胡蘿卜缺陷、三角形缺陷胡蘿卜缺陷、三角形缺陷 VB 降低（30%-70%)VB 降低（30%-70%)VB 降低（30%-70%)掉落物缺陷掉落物缺陷 VB 降低（50%-90%)VB 降低（50%-90%)VB 降低（50%-90%)數據來源：數據來源：基本半導體基本半導體官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 SiCSiC 外延生長技術的不斷發展。外延生長技術的不斷發展。經過幾十年的不斷

220、發展完善，行業通過臺階控制外延法、TCS 法等改進生長工藝，提升生長速率、保障晶型穩定。以行業龍頭企業道康寧（Dow Corning）為例，該公司生長的 6 英寸 4H-SiC 同質外延材料厚度均勻性小于 2%，摻雜濃度均勻性小于 3%，表面粗糙度小于 0.4nm。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 56 表表 22.22.6 英寸外延材料性能指標 公司名稱公司名稱 厚度均勻性厚度均勻性/%/%摻雜濃度均勻性摻雜濃度均勻性/%/%生長速率生長速率/（mm h h-1 1）表面粗糙度

221、表面粗糙度/nm/nm Dow Corning 2 3 5-20 0.4 LPE 3 1.7 30 0.4 英飛凌 1-1.2 5.2-6.6 5-20 0.2 數據來源：數據來源：車輛與動力技術車輛與動力技術，財通證券研究所財通證券研究所 SiCSiC 襯底需求帶動外延片市場增長。襯底需求帶動外延片市場增長。受益于 SiC 襯底市場規模不斷增長，尤其是從 4 英寸向 6 英寸的過度，將直接帶動對于外延片的需求。圖圖 89.89.20172017-2323 年年 4 4 英寸英寸 6 6 英寸英寸 SiCSiC 襯底市場規模（片）襯底市場規模（片）數據來源：數據來源：YoleYole，財通證券

222、研究所財通證券研究所 SiCSiC 外延市場由外延市場由 WWolfspeedolfspeed 和和昭和電工昭和電工雙寡頭壟斷。雙寡頭壟斷。SiC 外延廠商從商業模式來看，可分為中國的大陸的 EpiWorld、東莞天域以及臺灣的嘉晶電子這類純外延廠商；業內龍頭 Wolfspeed 這樣垂直一體化，能夠提供襯底、外延、器件的公司；日本昭和電工這樣 SiC 單晶和外延制備的上游原材料廠商。由于外延市場處于產業鏈中間環節，通常器件廠商具備一定外延能力，因而市場規模以及玩家數量相對較小。據 Yole 數據，2020 年 SiC 導電型外延片市場中Wolfspeed 和昭和電工市占率分別為 51.4%和

223、 43.1%。Wolfspeed 在外延產能和質量在全球范圍內均處于領先地位，昭和電工在外延質量方面和Wolfspeed 處在同一水平，產能方面略遜于 Wolfspeed。國內廠商東莞天域及瀚天天成同屬第二梯隊，均計劃向 8 英寸方向布局，在外延片產能與質量方面不及國際一線廠商 Wolfspeed 與昭和電工。南京百識因體量較小，行動較慢，遜于東莞天域及瀚天天成。456858242712843217752323462827571142324405000010000015000020000025000030000035000040000045000020172018201920202021202

224、220234英寸（片）6英寸（片）行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 57 圖圖 90.90.SiCSiC 外延商業模式外延商業模式 圖圖 91.91.全球全球 SiCSiC 導電型外延片市場由雙寡頭壟斷導電型外延片市場由雙寡頭壟斷 數據來源：數據來源：Y Yoleole，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：Y Yoleole，財通證券研究所財通證券研究所 3.3.3.3.SiCSiC 芯片芯片技術技術成熟成熟和和價格改善，封裝工藝價格改善，封裝工藝同步跟進同步跟進

225、芯片方面，芯片方面，目前 SiC SBD 出貨最大，SiC MOSFET 接力 SiC 二極管有望成為市場增長點。Yole 預測到 2027 年全球 SiC MOSFET 占 80%的市場規模（約 50.38億美元）。由于各環節良率提升、多企業布局促價格競爭、終端需求開始放量攤薄生產固定成本，SiC 器件與 Si 器件價差縮小，預計 2023-25 年可達到合理性價比。封裝方面，封裝方面，從傳統 HPD 升級到 AMB，材料、工藝方面升級，由傳統器件廠商 ST、英飛凌占主導地位，國內如斯達、三安、士蘭微、中車等企業也在陸續研發驗證。3.3.1.3.3.1.SiCSiC MOSFETMOSFET

226、 成為市場增長點成為市場增長點，多因素推動多因素推動 SiCSiC 器件價格下降器件價格下降 中高壓二極管產品逐年增多。中高壓二極管產品逐年增多。Mouser 數據顯示，2021 年共有 828 款 SiC SBD產品在售，較 2020 年新增約 30 款，中高壓商業化產品逐年增多。其中，80%以上的產品耐壓范圍集中在 650V 和 1200V；1700V 的 SiC SBD 產品達到 31款，與 2020 年相比新增 10 款；3300V SiC SBD 產品約 6 款，單芯片導通電流最高達 90A（Microchip，3300V/90A）。Wolfspeed,52%昭和電工,43%其他,5

227、%行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 58 圖圖 92.92.國際上已商業化的國際上已商業化的 SiCSiC SBDSBD 器件性能器件性能 數據來源：數據來源：MouserMouser，C CASAASA，財通證券研究所財通證券研究所 SiCSiC MOSFETMOSFET 接力接力 SiCSiC 二極管成為市場增長點。二極管成為市場增長點。二極管擊穿電壓主要分布在600V-3300V，電流覆蓋 2A100A，當下 650-1700V 的 JBS 器件較為成熟，能提供超過 100

228、A 電流的單管芯片，滿足光伏逆變、電動汽車以及風力發電場合的應用。當下 SiC 二極管已在功率因素校正電源、光伏中得到大規模應用。SiC 晶體管量產產品的擊穿電壓主要分布在 650V1700V，導通電流超過100A。隨著 SiC MOSFET 器件中 650-1700V 電壓等級的器件也逐步推向市場，逐步在光伏逆變、風力發電中應用，其柵氧工藝也在逐步完善，并且陸續通過可靠性檢驗，使用在電動汽車傳動系統主逆變器等應用上，未來 5 年內 SiC MOSFET 市場規模及應用領域有望快速拓展。圖圖 93.93.SiCSiC SBDSBD 器件結構器件結構 圖圖 94.94.SiCSiC JBSJBS

229、 器件結構器件結構 數據來源：數據來源：昭和電工官網，昭和電工官網，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：Kang,InKang,In-Ho&Kim,SangHo&Kim,Sang-Cheol&Moon,JungCheol&Moon,Jung-Hyeon&Bahng,Wook&Kim,NamHyeon&Bahng,Wook&Kim,Nam-Kyun.Kyun.Fabrication of a Fabrication of a 600600-V/20V/20-A 4HA 4H-SiCSiC schottky barrier diodeschottky barrier diode，財通

230、證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 59 表表 23.23.各類型 SiC 器件的優勢與存在的問題 器件類型器件類型 電壓等級電壓等級/kV/kV 優勢優勢 存在問題存在問題 SBD 0.3-3.3 低壓場合 浪涌能力不足 JBS/MPS 0.65-10 導通電阻低，較好的浪涌能力 高壓場導通能力弱 PiN 6.5-27.5 高壓場合 材料缺陷引起的大電流器件良率低，控制少子壽命工藝不成熟 JFET 0.6-10 導通電阻低 開關速度控制能力低，兩個器件之

231、間動態性能匹配的可靠性問題 MOSFET 0.6-10 導通電阻低，易于控制 材料缺陷引起的柵氧可靠性問題 IGBT 4.5-27.5 高壓場合易于控制 材料缺陷導致柵氧可靠性問題及大電流器件良率低控制少子壽命不成熟 GTO 4.5-27.5 高壓場合導通電阻低，避免柵氧可靠性問題 材料缺陷引起的大電流器件良率低，控制少子壽命工藝不成熟 數據來源：數據來源：盛況等盛況等碳化硅功率器件技術綜述及展望碳化硅功率器件技術綜述及展望，財通證券研究所財通證券研究所 圖圖 95.95.1200V 1200V 碳化硅碳化硅 MOSFETMOSFET 結構圖結構圖 數據來源：數據來源：基本半導體基本半導體公眾

232、號，公眾號，財通證券研究所財通證券研究所 實際應用中的需求促使實際應用中的需求促使 IGBT+FRDIGBT+FRD 的組合成為標配，的組合成為標配，SiCSiC MOSFETMOSFET 未來有望未來有望替代該組合。替代該組合。受結構限制，IGBT 的內部沒有寄生二極管，電感突然斷電所釋放的電容易燒壞回路中的 IGBT，若有快恢復續流二極管，其電就會通過續流二極管回路放電,不至于燒壞 IGBT，因此 IGBT 廠家就索性在 ce 之間再加上快速恢復二極管。目前，對于大電流的功率模塊，由 Si 的 IGBT 和 FRD 組合而成的IGBT 模塊已得到廣泛應用。SiC MOSFET 高溫、高壓特

233、性使其能夠更好的應用于大功率設備，在 600V 以上具有較強優勢，最高可應用于 6500V 高壓，相較于傳統的 Si-IGBT 體積縮小了 50%，效率提升了 2%，器件的使用壽命得到延長，并且在相同功率下損耗小，散熱需求低，在電流密度、工作頻率、可靠性、漏電流等性能指標方面優勢明顯。實際使用中，通過優化 SiC MOSFET 器件結構和布局，可以提升 SiC 體 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 60 二極管通流能力，不需要額外并聯二極管，有效降低系統成本、減小體積。圖圖 96

234、.96.國際上已商業化的國際上已商業化的 SiCSiC SBDSBD 器件性能器件性能 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 Introduction to Infineon 650V Introduction to Infineon 650V SiCSiC MOSFETMOSFET，財通證券研究所財通證券研究所 表表 24.24.SiCSiC MOSFETMOSFET 與與 Si IGBTSi IGBT 對比對比 項項目目 S Si i IGBTIGBT SiCSiC MOSFETMOSFET 說明說明 最高結溫 150,175 175+受限于封裝 SiC MOSFET 占優 電流密度 200A

235、/cm2-300A/cm2 300A/cm2-400 A/cm2 SiC MOSFET 占優 工作頻率 50KHz,主流5us 30um/h 10*100mm 6*150mm B 產能大 LPE（意大利）PE1o6 90um/h 1*100mm 1*150mm A 生長速率大 TEL（日本）Probus 30um/h 7*100mm 3*150mm A 雙腔體 Nuflare（日本）S6 30um/h 1*100mm 1*150mm C 氣流方式不易產生缺陷 數據來源：數據來源：頭豹研究院頭豹研究院，財通證券研究所財通證券研究所 從競爭格局來看，全球全球 SiCSiC 外延設備幾乎被四大企業壟

236、斷，外延設備幾乎被四大企業壟斷，分別是意大利意大利 LPELPE公司、德國公司、德國 A Aixtronixtron 公司、日本公司、日本 TELTEL 和和 N Nuflareuflare 公司，公司，C CR4R4100100%。圖圖 120.120.全球全球 SiCSiC 外延設備幾乎被四大企業壟斷外延設備幾乎被四大企業壟斷 數據來源：數據來源：頭豹研究院頭豹研究院，財通證券研究所，財通證券研究所 目前整個碳化硅產業鏈的瓶頸在外延環節。目前整個碳化硅產業鏈的瓶頸在外延環節。近兩年資本市場更關注價值量更高的SiC 襯底環節和以及上車最快的模塊環節，卻疏忽了外延的環節。目前外延環節成為整個

237、SiC 產業鏈產業化的瓶頸，主要問題在于以下兩點：1）外延設備供不應求。到目前為止，主要 6 寸外延設備集中在國外 4 家廠商手中，他們的產能有限且交期極長，而國內 SiC 外延設備廠商的產品還需驗證?，F在國內主要有兩大 SiC 外延廠，一個是廈門的瀚天天成，還有一個是東莞的天域半導體。2022 年上半年的二者的外延設備數量在 20 多臺，到年底可以超過 30臺左右。Axitro,33%LPE,13%TEL,34%Nuflare,20%行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 77 2）

238、外延爐在驗證過程中還主要面臨幾大問題：a）主要零配件能否滿足供給；b）本身設備的穩定性、操作方便性；c）生產出來的外延片能否滿足市場需求。預計未來預計未來5 5年全球年全球SiCSiC外延設備增速外延設備增速為為2 25%5%：2022年7月，ASM International N.V.（ASM）宣布收購位于意大利的碳化硅(SiC)和硅外延設備制造商 LPE S.p.A.的所有流通股。ASM 內部預計從 2021-25 年，對 SiC 外延設備的需求將以超過 25%的復合年增長率增長。國內做 SiC 外延設備廠商有北方華創、晶盛機電、恒普股份等，目前也在逐步進入到客戶驗證階段。圖圖 121.1

239、21.20212021-25 25 年年全球全球 SiCSiC 外延設備外延設備預期預期 C CAGRAGR 數據來源：數據來源：ASMASM 官網官網，財通證券研究所，財通證券研究所 4.4.海外龍頭仍是主要玩家，國產供應鏈有望彎道超車海外龍頭仍是主要玩家，國產供應鏈有望彎道超車 4.1.4.1.龍頭龍頭企業上下游廠商整合，強化競爭優勢企業上下游廠商整合，強化競爭優勢 IDMIDM 推動上下游廠商整合，并購成為推動上下游廠商整合，并購成為 SiCSiC 領域主要發展方式領域主要發展方式。由于 SiC 襯底、器件更依賴工藝經驗的積累和長時間的投入，上下游整合有助于快速反饋生產過程中的問題并迅速

240、進行產線調整。各行業巨頭上下游延伸趨勢日益明顯，通過并購縮短研發時間、快速掌握先進技術，全產業鏈布局進一步提升競爭優勢。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 78 表表 36.36.國外企業產業鏈上下游整合情況 企業企業 上下游產業整合情況上下游產業整合情況 Wolfspeed（Cree）2006 年，收購 IntrinSiC，獲得低瑕疵密度 SiC 襯底研發技術；2015 年，收購 APEI，增強了在 SiC 功率模塊技術與專利的布局；2018 年，與英飛凌簽署 6 寸 SiC 晶

241、圓片的長期供應協議；2019 年，與 ST 簽署 2.5 億美元 SiC 晶圓的多年供貨協議；2019 年，成為大眾汽車 FAST 項目 SiC 獨家合作伙伴；2019 年，與德爾福、采埃孚合作，開展汽車 SiC 器件研究；2019 年，與 ABB 合作，推動 SiC 器件進入電力、機車牽引、新能源汽車領域；2020 年，與宇通合作，推動 SiC 在大巴車的應用；2021 年，與通用汽車達成戰略供應商協議，將 SiC 用于通用汽車的未來電動汽車項目 2021 年，和 Gospower 合作為服務器電源提供 SiC MOSFET 方案；2021 年，與 ST 更新 6 寸 SiC 晶圓供貨協議，

242、規模超 8 億美元。ROHM 2009 年，收購 SiCrystal，獲得了 SiC 晶圓制造技術；2020 年，與聯合汽車電子共同成立“SiC 技術聯合實驗室”；2020 年，與大陸集團旗下 Vitesco 合作，共同開發 SiC 在電動汽車中的應用技術；2020 年，與臻驅科技合作建立“SiC 技術聯合實驗室”，開發 SiC 車載應用；2021 年，與正海集團就成立合資公司達成協議，主營以 SiC 為核心的功率模塊業務 2021 年，與吉利汽車集團締結以 SiC 為核心的戰略合作伙伴關系 ST 2019 年，收購 Norstel，上游延伸至 SiC 襯底；2019 年，為雷諾（Renaul

243、t）、日產汽車、三菱汽車聯盟（Alliance）旗下的電動汽車搭載的 OBC 提供 SiC器件，2021 年批量生產；2020 年，與德國 Innolectric 公司合作，推出 22kWSiC 車載充電器；2021 年，與雷諾集團達成戰略合作；2022 年，為賽米控(Semikron)的 eMPack 電動汽車(EV)功率模塊提供 SiC 技術；II-VI 2020 年，計劃建立 6 英寸 SiC 垂直集成平臺：與通用電氣合作，獲得 SiC 器件和模塊制造技術；2020 年，收購 SiC 外延晶片和電力電子器件領導者 Ascatron AB；2020 年，收購用于硅和化合物半導體器件的離子注

244、入技術的領導者 INNOViON Corporation；2021 年，與天域半導體達成戰略合作，為其供應 6 寸 SiC 襯底。昭和電工 2017 年，從新日鐵收購有關升華再結晶法制造 SiC 晶片的資產；2021 年，與英飛凌簽訂了一份包括外延在內的多種 SiC 材料的供應合同；2021 年，與東芝 D&S 簽訂 SiC 外延晶圓長期供應合同。英飛凌 2011 年，整合 SiCED 業務；2018 年，收購 Siltectra，將一項可以降低材料損失的創新技術(Cold Spilt)收入了囊中。SK Siltron 2020 年，收購杜邦(DuPont)SiC 晶圓事業部；2022 年，收

245、購 Yes Power，補充韓國本土 SiC 晶圓產能。安森美 2021 年，收購 GTAT，豐富 SiC 等晶體生長領域的經驗。住友 2017 年，收購 SiCoxs，預備量產 SiC 晶圓。數據來源：數據來源：CASACASA，N NE E 時代，時代，各公司公告各公司公告，財通證券研究所財通證券研究所整理整理 4.1.1.4.1.1.WolfspeedWolfspeed（CreeCree）：SiCSiC 市場一家獨大市場一家獨大 SiCSiC襯底領域研發超過襯底領域研發超過3535年年，行業需求增長帶動行業需求增長帶動WWolfspeedolfspeed股價持續創新高股價持續創新高。Cr

246、ee 成立于 1987 年，是集化合物半導體材料、功率器件、微波射頻器件、LED照明解決方案于一體的著名制造商。自 2000 年以來，公司經歷了從 LED 到 SiC龍頭的業務轉變，其發展歷程可分為四個階段：行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 79 20132013 年之前：年之前：LEDLED 及照明業務為投資主線及照明業務為投資主線。公司通過內生增長與外延收購并舉，完成 LED 全產業鏈布局，產品覆蓋 LED 外延、芯片制造和封裝以及 LED 照明解決方案。股價經過短暫波動后維

247、持在較低水平。直到 2008 年，電子產品的發展使得 LED 需求快速增加。公司收入不斷增長，2013 年 LED 和照明業務收入接近 13 億美元，成為僅次于日亞化學的 LED 巨頭，帶來股價提升。20142014-2020 年：業務調整，年：業務調整，剝離剝離 LEDLED 及照明業務及照明業務并并向向 SiCSiC 聚焦聚焦。隨著 LED 行業進入成熟期，行業整體增速開始放緩，在 LED 及照明行業陷入成本競爭以及中美貿易摩擦影響后，公司在 2018 后將其重心放在 Wolfspeed業務并于 2018 年 3 月收購英飛凌的射頻功率（Radio Frequency Power）業務。公

248、司陸續剝離了 LED 及照明業務，潛心研究 SiC 領域，營收占比從 2014Q1的不足 7%持續提升至 2017Q4 的 19%。由于市場規模較小以及 SiC 商業化前景尚不明朗，行業內仍以 LED 及照明業務為公司定價。2 2021021 年之后：年之后：市場關注度逐步提升，估值業績雙成長。市場關注度逐步提升，估值業績雙成長。隨著 2018 年，特斯拉 Model3 上市，成為全球首款采用 SiC 驅動的量產電動車，市場對 SiC 技術的關注度日益攀升。公司公司于于 20212021 年年 1010 月正式改名為月正式改名為WolfspeedWolfspeed，并在紐約證券交易所重新上市，

249、標志著公司完全蛻變成一家以寬禁帶半導體產品為主的公司。隨著新能源汽車的發展，SiC 需求增長強勁，公司與眾多廠商達成合作關系，逐漸帶動業績增長。公司價值重估，股價一路走高。圖圖 122.122.WolfspeedWolfspeed 發展歷程發展歷程與股價復盤與股價復盤 數據來源：數據來源：WindWind，WolfspeedWolfspeed 公告公告，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 80 業務需求增加，營收持續增長。業務需求增加，營收持續增長。新

250、冠疫情、供應鏈擾動、高通脹環境之下，Wolfspeed 維持快速增長。FY2021 實現營業收入 5.26 億美元，同比+12%；FY2022 公司實現營收 7.46 億美元，同比增長 42.0%，其中 FY22Q4 實現營收 2.29 億美元，同比+57%/環比+22%，超過此前的指引上限 2.15 億美元。SiC 材料及器件下游需求旺盛，根據公司投資者關系介紹，預計 FY2023 營收約 10 億美元，考慮功率設備需求增加，將 FY2026 的收入預測較此前的 21 億美元上調30%-40%至27.3-29.4億美元，FY2022-26期間CAGR約40%，長期增長趨勢強勁。圖圖 123.

251、123.WWolfspeedolfspeed 20232023-20262026 財年營業收入財年營業收入指引指引（億美元）（億美元）數據來源：數據來源：WindWind，Wolfspeed Investor Day 2021Wolfspeed Investor Day 2021，WWolfspeedolfspeed1010-K K，財通證券研究所財通證券研究所 注：注：WolfspeedWolfspeed 的財年的財年 FYFY，對應的是，對應的是 CYQ3CYQ3-Q2Q2，以，以 FY2022FY2022 為例，對應的是為例，對應的是 CY2021Q3CY2021Q3-2022Q2202

252、2Q2。公司產品主要包括 SiC 材料、功率器件和射頻器件。公司 FY2021 收入 5.26 億美元：碳化硅材料收入 2.39 億美元，占比 45%；碳化硅器件收入 2.87 億美元，占比 55%。材料方面，材料方面，包括碳化硅襯底、碳化硅外延片、GaN-on-SiC 外延片，公司材料收入主要來自于襯底。SiC 襯底分為主要應用于新能源汽車領域的低電阻率導電型襯底和應用于 5G、射頻通訊領域的高電阻率半絕緣型襯底，FY2021 導電型襯底占公司材料收入 73%。器件器件方面方面，可進一步分為功率器件（Power devices，SiC-on-SiC）和射頻器件（RF devices，GaN-

253、on-SiC），FY2021 功率器件收入 1.55 億美元，占總收入 29%，射頻器件收入 1.32 億美元，占總收入 25%。5.267.46051015202530FY12 FY13 FY14 FY15 FY16 FY17 FY18 FY19 FY20 FY21 FY22 FY23 FY24 FY25 FY26經營指引：FY2026營收27-29億美元 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 81 圖圖 124.124.WWolfspeedolfspeed 20122012-20

254、222022 財年營業收入（億美元）財年營業收入（億美元）數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所，財通證券研究所 圖圖 125.125.Wolfspeed Wolfspeed SiCSiC 材料材料 圖圖 126.126.WolfspeedWolfspeed 功率器件產品組合功率器件產品組合 數據來源：數據來源：Wolfspeed Investor Day 2021Wolfspeed Investor Day 2021，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：Wolfspeed Investor Day 2021Wolfspeed Investor Day 2021，財

255、通證券研究所財通證券研究所 細分公司各業務，受益于 SiC 在新能源汽車以及光伏等領域需求旺盛，Wolfspeed 的功率及射頻業務毛利率水平整體高于照明及 LED 業務，在FY2020 前保持 48%左右的毛利率水平，在擴產后毛利率水平下降。FY2020-21 由于疫情影響與產能調整，公司產能利用率下降，毛利率持續下滑。FY22Q4毛利率為36.5%，同比+4.3pcts/環比+0.2pct，高于指引中值36.3%，主要系疫情影響有所減弱，疊加產能效率優化以及新工廠開業等一系列調整。隨著設備生產從達勒姆向莫霍克谷轉移的加速，預計在未來 8 英寸量產及整體產量提高后，成本有望下降，毛利水平有望

256、回歸，公司預計 FY2024 產品毛利率從目前 30%提升至 50%水平。024681012141618FY12FY13FY14FY15FY16FY17FY18FY19FY20FY21FY22照明業務LED產品電源及射頻產品Wolfspeed收入 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 82 圖圖 127.127.WolfspeedWolfspeed 分業務分業務毛利率情況毛利率情況 圖圖 128.128.WolfspeedWolfspeed（CreeCree）整體銷售）整體銷售毛利率

257、毛利率 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 業務調整影響凈利潤水平，業務調整影響凈利潤水平，FY2022FY2022 虧損明顯收窄。虧損明顯收窄。Wolfspeed FY2021 實現歸母凈利潤-5.24 億美元；FY2022H1 實現-1.67 億美元。前期業績下滑主要系照明及 LED 業務剝離以及轉型期間對研發與設備的持續投入均對凈利潤產生了顯著影響。近幾年主要是由于收購英飛凌 RF 業務/擴充 SiC 產能導致資本開支增加中美貿易摩擦導致亞洲業務受損疫情影響開工率等不利因素。公司于FY20

258、21已達資本開支峰值，FY2022公司轉型陣痛得到有效緩解，Non-GAAP 凈虧損率從-20%縮減至-8%，未來逐漸減少財務壓力，隨著公司實現業務整合、8 英寸晶圓實現量產并提高良率及周期，使器件工藝向更多晶圓代工廠轉移，盈利能力料將持續提升。公司預計 FY2023Q1 營收為 2.33-2.48 億美元，預計凈虧損 1400-2100 萬美元。圖圖 129.129.WolfspeedWolfspeed 凈凈利率情況利率情況 圖圖 130.130.WolfspeedWolfspeed 歸母凈利潤歸母凈利潤 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源

259、：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 Wolfspeed 的優勢在于：（1）3030 年年 SiCSiC 領域經驗積累最多專利，掌握領域經驗積累最多專利，掌握 8 8 英寸英寸 SiCSiC 襯底技術，導電型襯底技術，導電型46.77%48.22%48.07%39.22%31.32%33.41%0%10%20%30%40%50%60%FY12FY14FY16FY18FY20FY22照明業務LED產品電源及射頻產品Wolfspeed收入0%5%10%15%20%25%30%35%40%FY12FY14FY16FY18FY20FY22整體銷售毛利率-120%-100%-80%-60%-

260、40%-20%0%20%FY12FY14FY16FY18FY20FY22整體凈利率-6-5-4-3-2-1012FY12FY14FY16FY18FY20FY22歸母凈利潤（億美元）行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 83 SiCSiC 襯底市場一家獨大襯底市場一家獨大。公司技術來自于北卡羅來納州立大學，公司創始人之一兼現任首席技術官 John Palmour 作為北卡州立大學材料與工程實驗室的一名在讀研究生，和其他幾位學生一起組成研究小組，共同參與由美國海軍辦公室資助的研究課題，旨

261、在通過開發出采用 SiC 材料的微波晶體管的生產制程，從而為軍用飛機的更高功率電子系統提供支持。自 1991 年發布全球第一個商用 SiC 晶片以來，在 SiC 襯底的商業化運用和規模量產方面持續領跑。截至 2021 年 11 月，公司擁有及申請中的專利合計 2939 項，其中 412 項與碳化硅材料相關，1212 項與功率器件相關，1315 項與射頻器件相關。目前，全球頭部廠商產能集中于 6 英寸及以下晶圓，公司能夠批量供應 4 英寸至6 英寸導電型和半絕緣型 SiC 襯底，公司是全球第一家突破 8 英寸 SiC 量產技術的公司，已成功研發并開始建設 8 英寸產品生產線。公司 2019 年就

262、開始建造 8 英寸工廠，花了大約 1.25-1.5 年的時間來運行與調試，公司于 2022 年 4 月成功開設莫霍克谷晶圓廠，一個工廠的完整周期（從立項到全面達產）需要約 5 年時間，競爭對手短期內難以追平。表表 37.37.WolfspeedWolfspeed 高管履歷高管履歷 職務職務 履歷履歷 Gregg Lowe 總裁&CEO 擁有羅斯-霍曼理工學院的電氣工程理學學士學位，并完成了斯坦福大學的高管課程。2017 年 9 月加入公司，加入公司之前曾任飛思卡爾半導體的總裁兼 CEO，在加入飛思卡爾之前，Gregg 在德州儀器工作了 28 年，擔任過高級副總裁和模擬業務負責人。Neill R

263、eynolds CFO 2018 年 8 月加入公司，加入公司之前曾在 NXP 擔任財務、戰略和采購高級副總裁，在此之前曾任通用電氣擔任部門首席財務官職務。John Palmour CTO 擁有北卡羅來納州立大學材料科學與工程博士學位。公司創始人之一。領導公司在功率器件和射頻器件的開發工作，在碳化硅和氮化鎵電子器件設計和制造領域共發表了 386 篇出版物，擁有 75 項專利。Cengiz Balkas 高級副總裁(材料)擁有北卡羅來納州立大學材料科學與工程博士學位。2002 年與他人共同創立了 INTRINSIC，2006 年被 Cree 收購后加入公司，此前，曾擔任碳化硅材料公司 Sterl

264、ing Semiconductor 的總經理兼技術總監，在碳化硅材料和半導體的開發和商業化方面擁有超過 20 年的經驗，在寬帶隙半導體領域擁有多項專利。Jay Cameron 高級副總裁(功率)擁有密歇根大學電氣工程碩士學位。2018 年 5 月加入公司，加入公司之前曾在德州儀器工作 17 年，擔任副總裁和總經理職位。擁有跨越多個地理區域和不同行業的多元化技術背景，包括亞洲、歐洲、中東和美洲以及個人電子、汽車、工業、電信和企業市場。Gerhard Wolf 高級副總裁(射頻)擁有德國慕尼黑工業大學電氣工程碩士學位。2018 年 3 月加入公司，加入公司之前曾在英飛凌工作 8 年，擔任射頻功率產

265、品線副總裁兼總經理，并在歐洲、德國和奧地利擔任多個管理職位。數據來源：數據來源：WolfspeedWolfspeed 官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 84 圖圖 131.131.WWolfspeedolfspeed 專利布局專利布局 數據來源：數據來源：WWolfspeedolfspeed Investor Day 2021Investor Day 2021，財通證券研究所，財通證券研究所 （2 2）材料與器件均有材料與器件均有 5 5-

266、1010 倍產能倍產能擴張規劃擴張規劃：公司 SiC 襯底由其位于北卡羅來納州達勒姆總部的 Durham Fab 和 RTP Fab生產。2021 年 11 月投資者日上，公司展望 SiC 材料產能將從 FY2022，增加至 FY2024 的 24.2 萬平方英尺，根據 Yole 的預測，折合折合 6 6 英寸英寸 SiCSiC 襯底襯底產能產能將將從從 2 2022022 年的年的 1 16 6 萬片萬片/年，年，增加到增加到 2 2026026 年的年的 1 10000 萬片萬片/年年。2019 年，公司宣布投資 10 億美元擴大 SiC 產能，建造一座采用最先進技術的自動化 200mm

267、SiC 生產工廠和一座材料超級工廠，預計預計 20242024 年實現年實現 SiCSiC 晶晶圓制造產能和圓制造產能和 SiCSiC 材料生產相比材料生產相比 F FY2017Q1Y2017Q1 擴大擴大 3030 倍倍。2022 年 4 月，紐約州馬西鎮的莫霍克谷晶圓廠（MVF Fab）成功開設，該工廠是世界上第一個、最大和唯一的全自動 8 寸 SiC 制造工廠，聚焦車規級產品，開業以來已完成初始批次產品的生產和交付。2022 年 9 月，Wolfspeed 宣布在北卡羅來納州查塔姆縣投資數十億建造一座 8英寸 SiC 晶圓生產工廠（Chatham County Materials Fac

268、ility），建成后可將公司在達勒姆園區的 SiC 產能提高 10 倍以上，有助于保障 MVF Fab 的材料供應；一期建設計劃投入 13 億美元，預計于 2024 年完工。如果公司在投資和就業上滿足要求，州和地方政府將提供接近 10 億美元的各項補助，可大幅減少擴產的資金壓力。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 85 圖圖 132.132.WWolfspeedolfspeed MohwakMohwak V Valleyalley F Fabab 數據來源：數據來源：WWolfsp

269、eedolfspeed Investor Day 20Investor Day 201919，財通證券研究所，財通證券研究所 圖圖 133.133.WolfspeedWolfspeed 晶圓廠晶圓廠 圖圖 134.134.WolfspeedWolfspeed 產能產能 數據來源：數據來源：WWolfspeedolfspeed Investor Day 2021Investor Day 2021，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：WWolfspeedolfspeed Investor Day 2021Investor Day 2021，財通證券研究所財通證券研究所 （3 3）汽車

270、等領域客戶持續導入。）汽車等領域客戶持續導入。FY22 公司 Design-in 達 64 億美元，FY21 潛在銷售機會(Pipeline)相比 FY20 增加了兩倍，已高達 180 億美元，為未來幾年的銷售增長提供了確定的保障，其中汽車領域占比最大，并且期間CAGR達75%最快，在 FY2021，106 項方案選擇了 Wolfspeed 的 SiC 器件，其中汽車產品Design-in 占據大部分預估終身收入（ELR）。隨著 OEM 代工廠和一級供應商將基于 SiC 的解決方案用于動力總成、車載充電器和非車載快速充電器，車規級SiC 功率器件市場將加快發展，同時公司把握當前 Design-

271、in 的黃金時間點，行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 86 通過 3-4 年的驗證周期后能夠實現批量供貨，公司已經與通用、蔚來、奧迪、大眾和寶馬在 800V 架構應用中已建立合作，在 2019 年成為大眾 FAST 項目 SiC獨家合作伙伴。4.1.2.4.1.2.II II-VIVI：垂直布局垂直布局 SiCSiC 產業鏈，五年擴產產業鏈，五年擴產 5 5-1010 倍倍 II-VI 公司成立于 1971 年，是工程材料和光電元件的全球供應商和領導者，提供光電材料和化合物半導體

272、，核心業務包括工業激光器，光通信，軍事等，業務發展方向包括 EUV 光刻技術、無線 SiC 產品、電動汽車、SiC 產品和三維傳感器等，同時也是世界領先的 SiC 襯底供應商，在 SiC 領域也有近 20 年經驗，能夠提供 4 至 6 英寸導電型和半絕緣型晶片，并已成功研制 8 英寸導電型 SiC 晶片。根據 Yole 數據，20212021 年年 II II-VIVI 公司的公司的 SiCSiC 晶片供應量位居世界第二晶片供應量位居世界第二。2022 年 II-VI 公司完成對激光器及激光設備領域公司 Coherent 收購后，將公司名稱變更為 Coherent，將逐步完成舊名稱和品牌標識向

273、新名稱的過渡，本報告從習慣出發，仍舊沿用 II-VI。圖圖 135.135.II II-VIVI 發展歷程發展歷程 數據來源：數據來源：II II-VIVI 官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 近十年 IIVI 以復合年增長率 20在增長。II-VI 公司 FY2022 實現營業收入33.17 億美元，同比+6.78%；歸母凈利潤 2.35 億美元。FY2022Q4 實現營業收入 8.87 億美元，同比+9.77%；歸母凈利潤 0.44 億美元，同比-46.98%。II-VI 公司在 SiC 領域主要提供 SiC 襯底和外延片，并且全部對外銷售，FY21 行業專題報告行業專題報告 證券證券

274、研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 87 公司化合物半導體營收占比 34%，約 10.5 億美元。圖圖 136.136.II II-VIVI 公司營業收入公司營業收入 圖圖 137.137.II II-VIVI 公司歸母凈利潤公司歸母凈利潤 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 注：注：II II-VIVI 的財年的財年 FYFY，對應的是，對應的是 CYQ3CYQ3-Q2Q2，以，以 FY2022FY2022 為例，對應為例，對應的是的是 CY2021Q3CY2021Q3-2022Q

275、22022Q2。數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 II II-VIVI 早于早于 20092009 年、年、20132013 年就量產了年就量產了 4 4 英寸、英寸、6 6 英寸英寸 SiCSiC 襯底，襯底，8 8 英寸襯底英寸襯底即將量產。即將量產。在 2015 年 7 月，II-VI 展示了 8 英寸導電型 SiC 襯底，2019 年展示了半絕緣 8 英寸 SiC 襯底，公司預計從 2024 年開始量產 8 英寸襯底。圖圖 138.138.II II-VIVI 公司公司 SiCSiC 晶圓發展過程晶圓發展過程 數據來源：數據來源：II II-VIVIE

276、nabling a mobile,Enabling a mobile,intelligent,and electric futureintelligent,and electric future，財通證券研究所財通證券研究所 5 5 年內襯底產能擴產年內襯底產能擴產 5 5-1010 倍。倍。2014-19 年，II-VI 的 SiC 襯底產能每 18-24個月就實現翻倍，II-VI 計劃自 2020 年開始 5 年內首先 6 寸晶圓產能擴張 5-10 倍，其中包括量產 8 英寸襯底，量產時間預計為 2024 年。同時 II-VI 宣布自FY2022 在未來 10 年內向 SiC 投資 10

277、億美元，以滿足客戶在電動汽車上對SiC 電力電子器件的需求。目前 II-VI 在中國的福州、廣州、上海、深圳、蘇州0%10%20%30%40%50%60%70%80%05101520253035FY12FY14FY16FY18FY20FY22營業收入（億美元）同比（右軸）-200%-100%0%100%200%300%400%500%600%(1.0)(0.5)0.00.51.01.52.02.53.03.5FY12FY14FY16FY18FY20FY22歸母凈利潤（億美元）同比（右軸）行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱

278、尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 88 和無錫等城市擁有龐大的制造業務和產品開發業務。圖圖 139.139.II II-VIVI 公司公司 SiCSiC 襯底產能擴張計劃襯底產能擴張計劃 數據來源：數據來源：II II-VIVISiCSiC-Based Materials and Devices Enabling Electrification and Mobility at ScaleBased Materials and Devices Enabling Electrification and Mobility at Scale，財通證券研究所財通證券研究所 通過垂直整合構造通過垂

279、直整合構造 SiCSiC 產業鏈。產業鏈。II-VI 在具備 SiC 襯底技術的基礎上，2020 年與 GE（通用電氣）簽署了大規模的專利許可協議，共享僅在 GE 內部使用的專利技術，共同開發 SiC 器件和模塊，并通過 II-VI 進行量產，將其應用于飛機以外的各個行業，例如汽車和醫療保健。目標是提供可應用于車載充電器(OBC)和安裝在電動汽車內的電機的 SiC 器件和模塊。2022 年 2 月，II-VI 公司宣布其在自有高質量 SiC 襯底上制作的 1200V SiC MOSFET 已達到嚴格的汽車標準要求，并通過與 GE（通用電氣）研究院簽署為期三年的技術準入協議（TAA），以獲得該實

280、驗室的世界級 SiC 模塊技術和專家團隊，加速客戶設計參與活動。目前，公司主要產品為 1200V 和 1700V 級 SiC。II-VI 還計劃在未來與 GE 一起開發 2500V 的下一代 SiC 半導體。2020 年 8 月 II-VI 又收購了 Ascatron（生產 SiC 外延片和器件）和 Innovion（世界級大型離子注入服務提供商），向下游器件延伸，補充技術平臺。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 89 圖圖 140.140.II II-VI VI SiCSiC 垂

281、直整合產業鏈垂直整合產業鏈 圖圖 141.141.GE GE SiSiC C 技術里程碑技術里程碑 數據來源：數據來源：II II-VIVI INVESTOR PRESENTATION 20220909INVESTOR PRESENTATION 20220909，財通財通證券研究所證券研究所 數據來源：數據來源：II II-VIVI Enabling a mobile,intelligent,and electric Enabling a mobile,intelligent,and electric futurefuture，財通證券研究所財通證券研究所 4.1.3.4.1.3.ROHMRO

282、HM：實現實現完全垂直整合的制造工藝完全垂直整合的制造工藝 SiCSiC 領域深耕領域深耕 2020 年。年。ROHM 是日本首家具備 SiC 全產業鏈生產能力的半導體廠商，創立于 1958 年，以電阻起家。公司于 1967 年和 1969 年逐步進入了晶體管、二極管領域和 IC 等半導體領域；從 2000 年開始進行 SiC MOSFET 的基礎研究，并在 2009 年收購德國 SiC 晶圓材料廠商 SiCrystal，從而擁有了從晶棒生產、晶圓工藝到封裝組裝的完全垂直整合的制造工藝；2010 年全球首發SiC SBD(肖特基二極管)/MOS 并實現量產；2012 年全 SiC 模塊量產；2

283、015年溝槽型 SiC MOS 量產以及 2017 年 6 英寸 SiC SBD 量產。圖圖 142.142.ROHM ROHM SiCSiC 開發歷程開發歷程 圖圖 143.143.ROHMROHM 垂直整合生產體系垂直整合生產體系 數據來源：數據來源：R ROHMOHM 官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：R ROHMOHM Group Corporate ProfileGroup Corporate Profile，財通證券研究所財通證券研究所 ROHM 公司 FY2022 實現營業收入 4521 億日元，同比+25.6%；歸母凈利潤668 億日元，同比+80.5

284、3%，收入及利潤規模均創下近年來的新高水平。受到比預期更強的下游需求，開拓新市場，日元貶值，以及規模效應的共同作用下，行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 90 公司在 2022 年 10 月上修了對 FY2023 前 6 個月的經營預測，收入上修 3%至2595 億日元，歸母凈利潤上修 62.5%至 520 億日元。圖圖 144.144.ROHMROHM 公司營業收入公司營業收入 圖圖 145.145.ROHMROHM 公司歸母凈利潤公司歸母凈利潤 數據來源：數據來源：WindWi

285、nd，財通證券研究所財通證券研究所 注：注：ROHMROHM 的財年的財年 FYFY，對應的是，對應的是 CYQ2CYQ2-Q1Q1，以，以 FY2022FY2022 為例，對為例，對應的是應的是 CY2021Q2CY2021Q2-2022Q12022Q1。數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 公司近年來銷售毛利率保持平穩在 30%左右，FY2022 毛利率 35.90%，凈利潤率 14.78%，均為近年新高水平。圖圖 146.146.ROHMROHM 銷售毛利率銷售毛利率 圖圖 147.147.ROHMROHM 凈利潤凈利潤率率 數據來源：數據來源：WindWi

286、nd，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 根據公司 FY2021 經營情況匯報，ROHM 在汽車和工業上的銷售額從 FY2004的 16%增長至 FY2022 的 52%。隨著越來越多汽車客戶采用了 ROHM 最新第四代 SiC MOSFET 作為電動車中主逆變器，未來 ROHM 將繼續向汽車和工業轉型。公司預計到 FY2026 年采用公司 SiC MOSFET 作為主逆變器的方案將相比 FY2023 擴大 23 倍，并且 ROHM 已經與豐田、三菱有深入合作開發，吉利等汽車品牌也均有計劃使用 ROHM 的產品。-15%-10%-5

287、%0%5%10%15%20%25%30%010002000300040005000FY12FY14FY16FY18FY20FY22營業收入（億日元）同比（右軸）-200%-150%-100%-50%0%50%100%150%200%250%-600-400-2000200400600800FY12FY14FY16FY18FY20FY22歸母凈利潤（億日元）同比（右軸）0%5%10%15%20%25%30%35%40%FY12FY14FY16FY18FY20FY22銷售毛利率-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%FY12FY14FY16FY18FY20FY22銷售凈利率 行業專

288、題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 91 圖圖 148.148.ROHM ROHM FY20FY200404-2222 年銷售額變化年銷售額變化 圖圖 149.149.主逆變器上的商業項目擴展及汽車客戶主逆變器上的商業項目擴展及汽車客戶 數據來源：數據來源：R ROHMOHM Financial Results FY2021Financial Results FY2021，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：R ROHMOHM Financial Results FY202

289、1H1Financial Results FY2021H1，財通證券研究所財通證券研究所 發布中期經營計劃彰顯信心。發布中期經營計劃彰顯信心。2022 年 3 月，公司在此前發布的中期經營計劃“MOVING FORWARD to 2025”的基礎上，上修了包括收入、經營利潤率、ROE 等指標在內的 2025 年的經營目標，公司將通過以功率元器件和車載 LSI核心的業務，加強盈利能力提高產品附加值，FY2025 實現營業收入 6000 億日元，此外 ROHM 還將致力于面向未來的發展創造新的增長業務如 GaN、功率模塊和自動駕駛輔助模塊。圖圖 150.150.ROHMROHM 中期經營計劃中期經

290、營計劃 圖圖 151.151.ROHMROHM 整體計劃示意圖整體計劃示意圖 數據來源：數據來源：R ROHMOHM Financial Results FY2021Financial Results FY2021，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：R ROHMOHM 官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 20252025 年年擴產擴產 6 6 倍。倍。ROHM 在 2022 年 3 月提出 SiC 事業部的經營目標，在FY2021-25 年間，即 2022 年 3 月-2026 年 3 月間，累計投資 1200-1700 億日元，將 SiC 功率器件年產能擴至 FY2021

291、 的 6 倍以上，實現年營收超過 1000億日元。ROHM 的 SiC 功率器件由筑后工廠（福岡縣筑后市）和宮崎工廠（宮崎市）的 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 92 6 英寸產線生產，產能將逐步擴張，且計劃在 2025 年之前利用 8 英寸芯片產線進行量產。筑后工廠繼 2021 年 Apollo 筑后市新工廠建成投產后，一條 SiC 功率器件專用的新產線于 2022 年 6 月建成，將在 22 年底前投入量產。ROHM 的子公司德國 SiCrystal 預計 2023 年開始

292、量產 8 英寸 SiC 襯底，未來將把襯底產能提升至數十萬片/年。圖圖 152.152.ROHM ApolloROHM Apollo 新工廠新工廠 圖圖 153.153.ROHM ROHM SiCSiC 經營目標經營目標 數據來源：數據來源：ROHM Financial Results FY2019ROHM Financial Results FY2019，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：R ROHMOHM Financial Results FY2021Financial Results FY2021，財通證券研究所財通證券研究所 4.1.4.4.1.4.S ST T：戰略

293、收購并購加速布局：戰略收購并購加速布局 SiCSiC 業務業務 ST（意法半導體）于 1987 年成立，由意大利的 SGS 微電子公司和法國Thomson 半導體公司合并而成，是業內半導體產品線最廣的廠商之一。在 SiC領域，ST 早于 1996 年就與卡塔尼亞大學物理系合作開展 SiC 研究，在 2007年正式量產第一代二極管，隨著與特斯拉開啟合作后，ST 快速迭代自身產品系列，并且收購了 Norstel AB 公司獲得 SiC 襯底制造技術，在卡塔尼亞建立了SiC 襯底產線。圖圖 154.154.意法半導體意法半導體 SiCSiC 發展歷程發展歷程 數據來源：數據來源：意法半導體中國公眾號

294、意法半導體中國公眾號，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 93 盈利能力進一步提高。盈利能力進一步提高。ST FY2021實現營業收入127.61億美元，同比+24.88%，歸母凈利潤 20 億美元，同比+80.83%，盈利能力持續向好。公司近年來銷售毛利率系產品結構改善、定價有利和生產效率提高而穩步提升，FY2021 銷售毛利率 41.74%，鑒于市場供需緊張的環境影響，預計毛利率能夠維持在這一高水平。圖圖 155.155.STST 營業收入營業收入

295、 圖圖 156.156.STST 營收拆分營收拆分 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 注：注：STST 的財年的財年 FYFY，對應的是，對應的是 CYQ1CYQ1-Q4Q4，以，以 FY2022FY2022 為例，對應為例，對應的是的是 CY2022Q1CY2022Q1-2022Q42022Q4。數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 圖圖 157.157.STST 銷售毛利率銷售毛利率&凈利率凈利率 圖圖 158.158.STST 歸母凈利潤歸母凈利潤 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源

296、：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 SiCSiC 功率器件聚焦車用領域。功率器件聚焦車用領域。ST 在 SiC 領域擁有超過 20 年的經驗，并通過專門的產品線成為市場的領導者。ST 的 SiC 器件組合包括：1）ST POWER SiC MOSFET，范圍覆蓋 650V 到 1700V，擁有行業最高結溫額定值 200。2019 年特斯拉 model3 首次采用的 1 便是 ST 650V SiC MOSFET。2021 年 12 月，ST 推出第三代 ST POWER SiC MOSFET 晶體管，推進在電動汽車動力系統功率設備的前沿應用，及在其他以高功率密度、高-1

297、5%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%020406080100120140FY12FY14FY16FY18FY2022H1營業收入（億美元）同比（右軸）MDG，Analog,MEMS&Sensors GroupADG，Automotive&Discrete GroupAMS,Analog,MEMS&Sensors Group0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%FY16FY17FY18FY19FY20FY21-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%FY12FY14FY16FY18FY2022H1銷售毛利率凈利潤率-200%-100%

298、0%100%200%300%400%500%-15-10-50510152025FY12FY14FY16FY18FY2022H1歸母凈利潤（億美元）同比（右軸）行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 94 能效、高可靠性為重要目標的場景應用。2）ST POWER SiC 二極管，范圍覆蓋 600V 到 1200V，具有可忽略的開關損耗和比標準硅二極管低 15%的正向電壓 VF。與雙二極管高功耗集成，降低了PCB 尺寸；顯著降低了功率轉換器尺寸和成本。公司在 SiC 方面目前正在與 90

299、 個項目合作，涉及 72 個客戶，公司預計到 2024年在 SiC 領域實現 10 億美元營收，包括晶體管、二極管和功率模塊。圖圖 159.159.ST ST SiCSiC MOSFETMOSFET 產品系列產品系列 數據來源：數據來源：S ST T 官網，官網，財通證券研究所財通證券研究所 持續擴大產能，計劃到持續擴大產能，計劃到 20242024-2525 實現實現 SiCSiC 收入收入 40%40%的內部供應的內部供應。ST 持續加大投資，擴大意大利 Catania 和新加坡工廠的 SiC 器件產能，為了支持汽車和工業客戶的業務增長計劃，公司計劃于 2024 年將 SiC 器件產能提高

300、到 2017 年的 10 倍，2020 年的 2.5 倍。同時，公司不斷垂直整合供應鏈，計劃在 2024 年之前實現 40%襯底來自內部供應。ST 在 2019 年 12 月收購了瑞典 SiC 襯底廠商 Norstel AB。Norstel 采用高溫化學氣相沉積(HTCVD)專利技術，能夠提供 6 寸 SiC 襯底和外延片，并購有助于增強 ST 內部的 SiC 生態系統，讓 ST 能夠更好地控制晶片的良率和質量改進，提高生產靈活性，保證晶圓供給量，滿足汽車和工業客戶未來幾年增長的MOSFET和二極管需求。2021年7月ST的瑞典北雪平工廠（前身是Norstel）實現重大突破，成功制造出首批 8

301、 英寸 SiC 晶圓片，將用于生產下一代電力電子芯片的產品原型。2021 年，ST 的資本支出達到 21 億美元。其中，用于全球產能擴建的資金約 14億美元，其余 7 億美元用在了在建的意大利 Agrate 300mm（12 英寸）晶圓新廠、意大利 Catania SiC 工廠和法國 Tours 氮化鎵工廠。2022 年 10 月 ST 宣布將在意大利 Catania SiC 器件工廠旁邊，興建一座價值 7.3 億歐元的 SiC 襯 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 95 底制造

302、廠，將成為歐洲首條 6 英寸 SiC 襯底產線，預計 2023 年開始投入生產。通過簽訂供應協議鞏固市場地位。通過簽訂供應協議鞏固市場地位。此外，ST 2020 年 1 月與 ROHM 旗下SiCrystal 簽訂長期供應超 1.2 億美元 6 英寸 SiC 晶圓協議。2021 年 8 月 ST與 Wolfspeed(Cree)宣布擴大現有的多年長期 SiC 6 英寸晶圓供應協議至超過8 億美元，這些舉動幫助 ST 提前鎖定上游襯底材料。4.1.5.4.1.5.英飛凌：涵蓋英飛凌：涵蓋 SiSi、SiCSiC、GaNGaN 全系列功率產品全系列功率產品 市場上唯一一家提供涵蓋硅、市場上唯一一家

303、提供涵蓋硅、SiCSiC 和氮化鎵等材料的全系列功率產品的公司和氮化鎵等材料的全系列功率產品的公司。英飛凌前身是西門子集團的半導體部門，于 1999 年獨立，英飛凌設計、開發、制造并銷售各種半導體和系統解決方案，其業務重點包括汽車電子、工業電子、射頻應用、移動終端和基于硬件的安全解決方案等。圖圖 160.160.英飛凌發展歷程英飛凌發展歷程 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 FY 2022 QFY 2022 Quarterlyuarterly U Updatepdate，財通證券研究所財通證券研究所 單季度收入及利潤均創下最佳紀錄單季度收入及利潤均創下最佳紀錄。FY2021 實現營業收入 11

304、0.6 億歐元，同比+29.10%，FY22Q3 營收達到 36.18 億歐元，環比+10%，同比+33%，創下新紀錄，公司展望 FY22Q4 營收預計 39 億歐元，環比+8%；FY2021 實現歸母凈利潤 11.69 億歐元，同比+217.66%，FY22Q3 歸母凈利潤達到 5.17 億歐元，環比+10%，同比+111%，創下新紀錄。公司盈利能力持續提升，近年來銷售毛利率保持平穩在 36%左右，FY2021 銷售毛利率 38.52%，進入 FY2022 后毛利率繼續提升，FY22Q3 的毛利率達到43.23%。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通

305、證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 96 圖圖 161.161.英飛凌營業收入英飛凌營業收入 圖圖 162.162.英飛凌英飛凌 F FY Y2 2021021 營收拆分營收拆分 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 注：注：英飛凌的財年英飛凌的財年 FYFY，對應的是，對應的是 CYQ4CYQ4-Q3Q3，以，以 FY2022FY2022 為例，對為例，對應的是應的是 CY2021Q4CY2021Q4-2022Q32022Q3。數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 FY 2022 QFY 2022 Quarterlyuarterl

306、y U Updatepdate，財通證券研究所財通證券研究所 圖圖 163.163.英飛凌銷售毛利率英飛凌銷售毛利率&凈利率凈利率 圖圖 164.164.英飛凌歸母凈利潤英飛凌歸母凈利潤 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：WindWind，財通證券研究所財通證券研究所 簽訂供應協議簽訂供應協議提前鎖定產能。提前鎖定產能。公司有豐富的SiC器件研發和制造經驗，早在2001年就在業界率先推出 SiC 二極管；在 2006 年推出了全球首個 SiC 商用電源模塊，目前已經發展至第五代；2015 年實現了 SiC 從 4 英寸轉 6 英寸晶圓的生產

307、；2018 年英飛凌與 Wolfspee(Cree)簽訂 1 億美元合同,鎖定 6 英寸 SiC 晶圓；2019 年，發布了 1200V 的車規級 SiC MOSFET；2020 年與 GTAT 簽訂5 年期 SiC 晶棒供應協議，并同年收購賽普拉斯,成為全球第一車用半導體供應商。2022 年，英飛凌將投資超過 20 億歐元擴大 SiC 和 GaN 的產能。-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%020406080100120營業收入（億歐元）同比（右軸）0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%銷售毛利率凈利率-100%-50%0%50%100%150%200%

308、250%0246810121416歸母凈利潤（億歐元）同比（右軸）行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 97 圖圖 165.165.英飛凌英飛凌 SiCSiC 產業化發展歷程產業化發展歷程 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 公司 SiC 下游應用領域全面，覆蓋了工業電源、光伏、交通、汽車、充電樁等領域，并且客戶數量眾多，擁有 3000 多客戶，包括了小鵬等造車新勢力、中國中車、陽光電源、西門子等各行業頭部客戶。公司在 SiC 領域 FY2021

309、實現收入約 2 億美元，同比增長+100%左右，預計 Mid-20ies（20 年代中期）達到 10億美元收入，并占據 30%市場份額，雖然目前工業領域收入占比大于汽車領域，但未來汽車領域收入增速將顯著更快。圖圖 166.166.公司公司 SiCSiC 業務涉及領域及客戶業務涉及領域及客戶 圖圖 167.167.SiCSiC 收入及展望收入及展望 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 FY 2022 QFY 2022 Quarterlyuarterly U Updatepdate，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 FY 2022 QFY 2022 Quarterlyu

310、arterly U Updatepdate，財通證券研究所財通證券研究所 英飛凌英飛凌CoolCoolSiCSiCTMTM系列種類眾多，性能卓越。系列種類眾多，性能卓越。英飛凌已發布200款CoolSiCTM產品，超過130個型號針對客戶創新需求開發，在全球范圍內更是擁有超過3000 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 98 家活躍客戶。英飛凌的 CoolSiCTM 技術能提供最高的能源效率和前所未有的功率密度，從而大幅度降低能源消耗，目前該產品系列涵蓋肖特基二極管、MOSFET

311、及 MOSFET 柵極驅動 IC。CoolSiCTM 肖特基二極管的結構為肖特基二極管與 PiN 結二極管的組合，在 N 型摻雜區上面多了 P 型摻雜的窗口，結合兩種二極管的優點于一身，導通損耗可以降低 30%。CoolSiCTM MOSFET 產品是硬式開關和諧振開關拓撲結構（如 LLC 和 ZVS）的理想之選，它可以在硅器件無法達到的開關頻率下，提供最高頻率，使系統尺寸得以降低，同時提高功率密度和工作壽命內的可靠性。英飛凌冷切割技術推動晶圓的產能得到大幅提升和更高效的應用。英飛凌冷切割技術推動晶圓的產能得到大幅提升和更高效的應用。英飛凌在2018 年 11 月收購 Siltectra，該公

312、司具備一項能夠大幅減少材料損耗的切割晶體材料技術（Cold Spilt），能與 SiC 一起應用，英飛凌計劃在未來五年內實現該技術的工業化規模使用，從而使得單片 SiC 晶圓產出芯片數量在 2022 年增加 2倍，從而有效降低 SiC 成本。圖圖 168.168.SiltectraSiltectra 冷切割技術冷切割技術 圖圖 169.169.冷切割技術能有效減少材料損耗冷切割技術能有效減少材料損耗 數據來源：數據來源：SiltectraSiltectra 官網官網，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 FY 2022 QFY 2022 Quarterlyuarter

313、ly U Updatepdate，財通證券研究所財通證券研究所 溝槽柵溝槽柵 SiCSiC MOSFETMOSFET 能夠實現更高功率密度。能夠實現更高功率密度。在可靠性和質量保證方面，SiC器件有平面柵和溝槽柵兩種類型。英飛凌基于溝槽柵 SiC MOSFET 規避了平面柵的柵極氧化層可靠性問題，實現了更高的功率密度，并且在目前使用平面柵類型的競爭對手中損失最少。英飛凌預計第二代解決方案將會在 FY2022 發布，功率能力能提高 25-30。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 99

314、 圖圖 170.170.英飛凌溝槽柵結構競爭優勢英飛凌溝槽柵結構競爭優勢 數據來源：數據來源：英飛凌英飛凌 Industrial Power Control Industrial Power Control Businesss UpdateBusinesss Update，財通證券研究所財通證券研究所 4.2.4.2.國產供應鏈逐步完善，與先進水平差距小國產供應鏈逐步完善，與先進水平差距小 各國各國重視重視 SiCSiC 半導體材料技術半導體材料技術，給予政策扶持，給予政策扶持。第三代半導體應用前景廣闊，受到各國廣泛重視，歐洲美國等發達國家及地區正積極推動本國產業鏈發展，鞏固自身領先地位。國內

315、，工信部將將碳化硅復合材料納入“十四五”產業科技創新相關發展規劃。2022 年上半年，美國、英國、日本政府先后資助了 10 個第三代半導體相關項目；中國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 2022年度項目中，對第三代半導體材料與器件的 7 個項目進行研發支持。表表 38.38.歐美日各國歐美日各國 SICSIC 領域布局領域布局 發展計劃發展計劃 發布機構發布機構 主要內容主要內容 SPEED 計劃 歐盟委員會 圍繞材料、外延、器件、應用等 SiC 全產業鏈，突破 SiC 器件技術，發展下一代 SiC 基電力電子器件，用于風力發電和新一代固態變壓器，器件耐壓目標 1.

316、7kV 和 10kV 以上 SWITCHES 計劃 美國能源部 研制新型寬禁帶半導體材料、器件結構以及制造工藝，提高能量密度，加快開關頻率，增強溫度控制，使電力電子技術成本更低，效率更高，降低電機驅動和電網電能轉換等應用的能量損耗，使得控制和轉換電能的方式發生重大變革 NEXT 計劃 美國國防部 先進研究項目局 研發能夠同時實現極高速度和電壓的氮化鎵器件制造工藝，滿足大規模集成要求 MANGA 計劃 歐洲防務局 聯合德國、法國、意大利、瑞典和英國，強化歐洲 SiC 襯底和氮化鎵外延片區域內供應能力，降低對歐洲以外國家的依賴性，形成服務于國防工業的氮化鎵電子器件產業鏈 實現低碳社會的新一代功率電

317、子項目 日本新能源產業 技術開發機構 通過資助富士電機、三菱電機、東京大學等機構，研發低成本 SiC 電力電子器件和功率模組，應用于新能源汽車、鐵路列車等領域 數據來源：天科合達招股說明書，財通證券研究所數據來源：天科合達招股說明書，財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 100 歐美企業 SiC 產業鏈完備，日本企業在終端設備和功率模塊開發方面優勢明顯，我國的 SiC 晶體研究從 20 世紀 90 年代末才起步，起步雖晚，但發展較快，已初步形成了從材料、器件到應用的全

318、產業鏈，實現了設備研制、原料合成、晶體生長、晶體切割、晶片加工、清洗檢測的全流程自主可控。目前已有 SiC 襯底制造商天科合達、天岳等，外延制造商天域、瀚天天成等，器件設計企業泰科天潤、瀚薪、飛锃、愛仕特、瞻芯等企業,并且與海外龍頭企業的與海外龍頭企業的技術差距正在縮小，技術差距正在縮小，未來隨著廠商產品研發未來隨著廠商產品研發迭代升級迭代升級及產能擴張，國內廠商在第及產能擴張，國內廠商在第三代半導體領域將加速追趕海外廠商，享受行業三代半導體領域將加速追趕海外廠商，享受行業規模規模增長和國產化機遇增長和國產化機遇。4.2.1.4.2.1.核心技術取得突破，量產技術逐漸成熟核心技術取得突破，量產

319、技術逐漸成熟 1 1）SiCSiC 襯底是我國產業發展、實現彎道超車的關鍵襯底是我國產業發展、實現彎道超車的關鍵 襯底制備技術成熟度正在追趕：襯底制備技術成熟度正在追趕：尺寸方面，尺寸方面，國內 SiC 商業化襯底 4 英寸導電和半絕緣襯底已經實現產業化，6 英寸導電襯底小批量供貨，22 年上半年，山西爍科晶體和中科院物理所先后宣布突破 8 英寸 SiC 襯底，國內水平與行業龍頭的差距正不斷縮小。厚度方面厚度方面，哈爾濱科友宣布其 6 英寸 SiC 導電型晶體厚度達到 32mm，SiC 晶錠的厚度提升能增加切片得到的襯底片數，降低襯底生產成本。圖圖 171.171.國外襯底技術進展國外襯底技術

320、進展 圖圖 172.172.國內襯底技術進展國內襯底技術進展 數據來源：數據來源：CASACASA，財通證券研究所財通證券研究所 數據來源：數據來源：CASACASA，財通證券研究所財通證券研究所 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 101 表表 39.39.中國部分本土企業中國部分本土企業 SiCSiC 襯底進展襯底進展 企業名稱企業名稱 工藝環節工藝環節 是否量產是否量產 技術水平技術水平 產能新增規劃產能新增規劃 天科合達 襯底 已量產 4/6 英寸襯底規模量產 預計 202

321、3 年 6 英寸導電型約 8 萬片/年 世紀金光 襯底+外延+器件 已量產 4/6 英寸襯底小規模量產 預計 2023 年 6 英寸襯底約 3.6 萬片/年 天岳先進 襯底 已量產 4/6 英寸襯底規模量產/露笑科技 襯底+外延 未量產 6 英寸襯底試產 預計 2023 年 6 英寸導電型約 32.2萬片/年 中科鋼研 襯底 已量產 4 英寸襯底規模量產 預計 2023 年 4 英寸襯底約 5 萬片/年 上海合晶 襯底 未量產 6 英寸襯底研發中 預計 2023 年 6 英寸襯底約 5000片/年 中電科材料 襯底+外延 已量產 4 英寸襯底規模量產/江蘇晶能 襯底 未量產/預計 2025 年

322、 4/6 英寸襯底約 10萬片/年 河北同光晶體 襯底+外延 已量產 4/6 英寸襯底規模量產 預計 2023 年 4/6 英寸襯底約 10萬片/年 山西爍科晶體 襯底 已量產 4 英寸規模量產；6 英寸小規模量產；8 英寸單晶研發成功/晶盛機電 襯底+器件 未量產/預計 2027 年 6 英寸襯底 40 萬片/年 露笑科技 襯底 已量產 6 英寸襯底小規模量產 預計 2022 年 6 月 6 英寸襯底 10萬片/年 數據來源：數據來源：CEMIACEMIA，財通證券研究所整理，財通證券研究所整理 產品性能方面，產品性能方面，目前國際上 8 英寸 SiC 襯底樣品微管密度達到 0.6cm-2，

323、國產SiC襯底實現微管密度小于1個/cm2，襯底面積95%可用，位錯約在103/cm2；在單晶一致性、成品率方面與國際先進水平仍有差距。但國內 SiC 龍頭企業技術水平也在不斷提升，例如天岳先進、天科合達已經掌握半絕緣型 SiC 襯底和導電型 SiC 襯底的生產技術，其產品參數包括直徑、微管密度、多型面積、電阻率范圍、總厚度變化、彎曲度、翹曲度、表面粗糙度等已經能夠比肩國際先進水平。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 102 表表 40.40.國內外國內外企業企業 SiCSiC 襯

324、底主要參數對比情況襯底主要參數對比情況 4 4 英寸導電型英寸導電型 SiCSiC 晶片晶片 4 4 英寸半絕緣英寸半絕緣 SiCSiC 晶片晶片 WolfspeedWolfspeed (Cree)Cree)II II-VIVI 天岳先進天岳先進 天科合達天科合達 WolfspeedWolfspeed (Cree)Cree)II II-VIVI 天岳先進天岳先進 天科合達天科合達 電阻率電阻率 0.015-0.028cm 0.02cm左右 0.015-0.028cm 0.015-0.025cm 1 106cm 1 1011cm 1 105cm 1 107cm 直徑直徑 99.5-100mm 未

325、披露 99.5-100mm 99.5-100mm 99.5-100mm 未披露 99.5-100mm 99.5-100mm 翹曲度翹曲度 45 m 未披露 45 m 35 m 45 m 未披露 45 m 35 m 總厚度總厚度 變化變化 15 m 未披露 10 m 10 m 15 m 未披露 10 m 10 m 多型多型 5%（面積）未披露 0 0 5%（面積）未披露 0 0 微管密度微管密度 1cm-2 0.1cm-2 1cm-2 0.5cm-2 未披露 1 1011cm 1 108cm 1 105cm 直徑直徑 150 0.25mm 未披露 150 0.2mm 150 0.2mm 150

326、0.25mm 未披露 150mm 0.2mm 150 0.2mm 翹曲度翹曲度 40 m 未披露 40 m 60 m 40 m 未披露 40 m 60 m 總厚度總厚度 變化變化 10 m 未披露 10 m 15 m 10 m 未披露 10 m 15 m 多型多型 5%（面積）未披露 0 0 5%（面積）未披露 0 0 微管密度 1cm-2 0.1cm-2 0.5cm-2 0.5cm-2 未披露 0.1cm-2 0.5cm-2 1cm-2 數據來源：天科合達、數據來源：天科合達、天岳先進天岳先進招股說明書，財通證券研究所招股說明書，財通證券研究所 2 2）SiCSiC 外延中低壓應用領域相對成

327、熟外延中低壓應用領域相對成熟 產品性能方面產品性能方面，國外 6 英寸外延材料可以實現厚度均勻性小于 2%，摻雜濃度均勻性小于 4%，同時生長出 6 片 6 英寸高質量 4H-SiC 同質外延材料；國內的瀚天天成、東莞天域是專注于 SiC 外延片生產銷售的企業，其產品除滿足國內市場需求外，還有部分外銷能力，國內已實現摻雜濃度小于 11013/cm3，在51018/cm3 量級摻雜濃度均勻性6%。行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 103 表表 41.41.WWolfspeedolf

328、speed 的的 SiCSiC 外延片外延片性能性能 導電性導電性 N N-typetype P P-typetype 摻雜物 氮 鋁 凈摻雜濃度 ND-NA NA-ND 硅表面 5E141E19/cm3 5E141E20/cm3 碳表面 1E161E19/cm3/耐受性 20%50%厚度范圍-硅表面 0.2-200m 8%選擇厚度 10%選擇厚度 厚度范圍-碳表面 0.21.0m 25%選擇厚度/1.010.0m 15%選擇厚度/數據來源：數據來源：WolfspeedWolfspeed MMaterialaterials Catalogs Catalog，財通證券研究所，財通證券研究所 厚度

329、方面，厚度方面，根據啟迪半導體，低壓 600V 器件需要外延的厚度約為 6m 左右；中壓1200-116000V器件厚度為10-15m；高壓10kV以上器件需要95m以上。隨著電壓能力的增加，外延厚度隨之增加，高質量外延片的制備難度也提升。在高壓應用端，在高壓應用端，我國外延技術相對落后，主要體現在厚度、摻雜濃度均勻性等方面，在外延材料缺陷控制的三角形缺陷上并不理想，同時高壓 SiC 功率器件所需的 N 型 SiC 外延片以及雙極型 SiC 功率器件所需的 P 型 SiC 外延片等方面還處于研究階段。國內 SiC 外延的領先廠商主要有瀚天天成、東莞天域，以瀚天天成為例，其目前能夠做到 n 型

330、SiC 外延片厚度達 40m，且正在加強技術研發，開發厚度達200m 的 n 型 SiC 外延片以及 40m 的 p 型 SiC 外延片。表表 42.42.SiCSiC 外延關鍵參數外延關鍵參數 額定電壓 600V 1200V 1700V 3300V 6500V 10000V 15000V 擊穿電壓 750V 1500V 2125V 4125V 8125V 12500V 18750V 漂移摻雜（cm-3)2.5E16 1E16 7E15 3E15 1.2E15 7E14 4E14 厚度 m 6 10 15 30 60 95 145 數據來源：啟迪半導體，財通證券研究所數據來源：啟迪半導體，財通

331、證券研究所 3 3）SiCSiC 器件器件、模塊、模塊加速發展加速發展，覆蓋，覆蓋的電壓等級已經基本無差別的電壓等級已經基本無差別 SiCSiC 二極管二極管：實現 650V-1700V 全系列批量供貨能力，導通電流最高 50A。泰科天潤在北京擁有一座完整的半導體工藝晶圓廠，可在 4/6 英寸 SiC 晶圓上實 行業專題報告行業專題報告 證券證券研究報告研究報告 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 104 現半導體功率器件的制造工藝，已經發布 3300V/0.6A-50A SiC 二極管系列產品，產品質量可以比肩國際同行業的先進水平

332、。2022 年 2 月，泰科天潤發布消息稱，其 SiC 芯片量產線已進入生產狀態中，預期年產 6 萬片 6 英寸 SiC 功率芯片，可實現國產 SiC 功率半導體的自主控制，填補國內產業空白。SiCSiC MOSFETMOSFET：實現 650V（120-17m）、1200V（80-25m）、1700V（80-45m）產品小批量生產，尚處于應用推廣階段，代表企業有中電科 55所、三安集成、中車時代半導體、全球能源互聯網研究院、基本半導體、瞻芯電子等。已經研制出 6.5kV（25A，45mcm2），10kV（10A，114mcm2，15kV（10A，204mcm2），20kV（4A，443mcm

333、2）SiC MOSFET 樣品，深圳基本半導體的 1200V SiC MOSFET 性能達到業界領先水平。SiCSiC 功率模塊：功率模塊：國內 SiC 功率模塊量產產品電壓等級 650V-1700V，其中比亞迪產品已經開始實現上車應用，目前正在推進布局的企業包括華微電子、士蘭微、江蘇宏微、斯達半導體、中恒微、基本半導體等。表表 43.43.2 2022022 年上半年部分國內企業年上半年部分國內企業 SiCSiC 二極管、二極管、SiCSiC MOSFETMOSFET、SiCSiC 模塊產品進展模塊產品進展 企業企業 產品進展產品進展 SiC 二極管 三安半導體 650V 20A SiC 二極管于 2022 年 1 月首批入選汽車芯片推廣應用推薦目錄，該產品已收獲來自 PBC 領域頭部企業和某中國最早布局新能源汽車的主機廠訂單。森國科 650V 和 1200V 系列產品，6 寸晶圓生產，