第三代半導體的重要分支,特斯拉和20多家國際車廠都開始使用,量產時點就在明年
功率半導體的主要功能有變頻、變壓、整流、功率轉換和管理等,下游包括新能源汽車、光伏、充電樁等等。目前功率半導體普遍使用矽(Si)器件,但是隨著成本的下降,SiC基器件的普及即將到來,這是一個400億美元的市場。
1)新能源汽車正處於向SiC期間過度的階段
①逆變器:目前特斯拉Model3的逆變器採用了意法半導體生產的全SiC功率模組,其逆變器具有24個電源模組,每個模組有2個SiC MOSFET管芯,合計一輛Model 3使用了48個SiCMOSFET管芯。
②車載OBC和DC/DC:國際上有超過20家汽車廠商在車載充電機OBC中使用SiC器件,全SiC方案也有望從2020/21年左右開始量產。
2)SiC效能優勢明顯,是更好的襯底材料
受益於新能源汽車及光伏領域需求量的高速增長,預計到2025年SiC功率半導體市場規模預計將達25.6億美元,2019-2025年CAGR達30%。
SiC的主要優勢包括:
①低能量損耗。SiC具有3倍於矽的禁頻寬度,使得SiC器件洩漏電流比矽器件大幅減少,從而降低功率損耗。
②耐高壓。SiC擊穿電場強度是矽的10餘倍。
目前各類SiC器件成本仍比Si基器件高2.4-8倍,因此成本是制約SiC的主要瓶頸,但是目前已經逐步接近商業化應用的拐點。預計2022-2023年為達到 SiC達到合理性價比的關鍵節點,主要原因在於:
①根據Cree官網,Cree龍頭廠商預計2022年擴產完成,產能擴大至30倍,大規模量產帶來的規模效應將導致SiC器件成本大幅下降;
②據CASA第三代半導體白皮書,目前國內6寸線良率較低,約20%~30%左右,隨著國內加速研發及擴產,未來6寸線良率將逐步上升,提高每片晶圓利用率,從而降低成本,且6寸線的應用較4寸線將節省30%左右的成本;
3)裝置廠商迎來風口
國內SiC產業鏈完善、市場規模巨大,材料裝置迎來風口。國內基本已實現SiC襯底、外延、器件設計、製造、封測、生產裝置等全產業鏈覆蓋。未來2年SiC廠商規劃擴產產能達98萬片,測算SiC生長、外延裝置市場空間達到50~80億元。隨著下游需求的逐步釋放,預計後續擴產專案將不斷湧現,擁有多年積累的裝置、材料廠商具備先發優勢,有望率先受益。
相關公司:晶盛機電(SiC長晶爐/外延爐製造商)、華峰測控(SiC檢測裝置製造商)、天通股份(SiC生長爐及材料製造商)。
風險提示:股市有風險,入市需謹慎