報告綜述:
新能源車全球普及加速,功率密度標準持續提升為 SiC 產業落地提供契機。歐盟 方面,在民眾訴求的推動下,歐盟的碳排放標準日趨嚴格,現行的碳排放標準要 求 2021 年生產的乘用車碳排放量滿足 95g/km,我們認為在此嚴苛要求下,新能 源汽車或將替代燃油車。美國方面,拜登上臺帶來美國新能源政策轉向,並計劃 於 2050 年實現碳中和,我們認為政府方面也希望藉助特斯拉等頭部企業助力美 國汽車製造業在新趨勢下保持領先地位。中國方面,2019 年中國石油對外依存 度超過 70%,我們認為電動車對保障能源安全至關重要,且中國憑藉市場空間、 工程師紅利等優勢,有望藉助汽車電動化實現汽車產業發展彎道超車的目標。我 們看到,在各國制定的電動車發展路線圖中,功率密度標準逼近主流 Si 基器件 的效能極限,SiC 器件成為理想替代。我們認為 SiC 有望在電動汽車產業加速發 展及滲透率提升的雙重推動下迎來需求快速成長。
SiC 解決電動車三大需求痛點,規模普及即將到來。我們認為,SiC 有望從以下三 個方面解決 Si 基器件的痛點問題:
1)續航里程是電動車的一大痛點,根據英飛 凌資料,SiC 器件整體損耗相比 Si 基器件降低 80%以上,導通及開關損耗減小, 有助於增加電動車續航里程;
2)輕量化的實現。SiC 器件具備高飽和速率、高電 流密度、高熱導率的特點,有利於實現電控模組小型化、周邊系統小型化、冷卻 系統簡單化,從而減輕整車重量;
3)滿足 800V 高電平要求。為配合快充應用, 車內電平向更高的 800V 提高是大勢所趨,在 1200V IGBT 車規產品難以普及的背 景下,使用 SiC MOSFET 是良好的解決方案。我們認為,目前 SiC 無法大規模商用 的主要矛盾在於成本高昂,但根據我們的測算,在新能源車平價目標成本假設下 (三電成本與傳統動力總成價格相當),若 SiC 的器件成本下降至矽基器件的 2 倍時,其經濟效益有望助推 SiC 在全系列車型全面普及。
小器件大市場,中國車用 SiC 市場將迎來高速成長。我們測算,2025 年中國電動 車及快充樁將帶來 62 億元/78 億元的 SiC 器件/模組市場空間(模組中包含器件 成本),2021-25 年 CAGR 高達 58%/35%。從產業鏈各環節來看,我們測算 SiC 襯 底及外延片價值量合計佔比超器件總價值量的 60%,2025 年中國本土導電型襯 底片需求超 100 萬片,行業上游重要性強,需求空間廣闊。我國企業目前已經能 實現 6 寸片規模量產,8 寸片與海外的技術差距正在縮小。
新能源車全球普及加速,碳化矽產業落地迎機遇歐洲:碳排放標準倒逼新能源車對傳統燃油車進行替代
歐洲推出碳中和時間表。歐洲議會 2019 年 11 月宣佈歐洲進入“氣候緊急狀態”,歐盟委員 會在 2019 年 12 月啟動了“綠色新政”,將 2030 年減排目標提升至 50-55%,並確定了 2050 年實現碳中和,碳排放要求日趨嚴格。
歐洲自 2009 年以來多次制定碳排放標準,現行的碳排放標準要求 2021 年生產的乘用車碳 排放量需滿足 95g/km。歐盟委員會在 2014 年提出到 2021 年,車企生產的乘用車的碳排放 量需滿足 95g/km,不達標的車企將面臨鉅額罰款。2018 年歐盟委員會進一步明確,在 2021 年的基礎上,2025 年的碳排放量減少 15%;到 2030 年,減少 37.5%,分別降至 81g/km 及 59g/km。2019 年歐盟確定 2050 年實現碳中和的目標,將進一步推動更加嚴格的減排目標, 正在推動 2030 年碳排放在 2021 年的基礎上減少 60%的標準制定。
在日益嚴格的碳排放標準下,新能源汽車替代傳燃油車成為必然趨勢。燃油車的發動機難 以進行本質革新,減排空間有限,新車平均碳排放量在 2015 年下降至 119.5g/km 後,2019 年反而上升至 122.4g/km。要達到上述 95g/km 的碳排放標準,只能大力發展新能源汽車, 提升新能源車的佔比。
美國:民主黨上臺或將推動電動車產業鏈加速升級,促使其重回汽車產業鏈領導地位
拜登就任當日便籤署行政命令,表示重新加入《巴黎氣候協定》,並計劃於 2050 年實現碳中和,有望助推新能源車產業鏈加速升級。根據拜登競選推出的《清潔能源革命和環境 計劃》2,其在氣候領域提出的目標是到 2035 年透過可再生能源過渡實現無碳發電,到 2050 年美國實現碳中和,實現 100%的清潔能源經濟。具體措施包括:恢復電動車全額 7,500 美 金的稅金抵免,取消目前的企業補貼 20 萬輛的銷量上限,加快新能源車推廣,並計劃於 2030 年前在高速公路區域建設超過 50 萬個充電樁等。我們認為民主黨在新能源領域的轉 向有望提升美國對於新能源車的政策支援,助推新能源車產業鏈加速升級。
特斯拉等頭部企業有望助力美國重奪電動汽車製造業的制高點。汽車產業作為美國傳統制 造業的代表之一,二戰以後卻從輝煌走向衰落,我們認為主要是其經受了兩次衝擊:1)20 世紀 70 年代起,全球石油危機使精細化製造的日本汽車市佔率迅速提升,以及 2)2010 年 後德國品牌在中國市場的崛起。根據美國商務部統計,美國汽車行業產值佔 GDP 的比重, 由 1978 年的 1.9%降至 2018 年的 0.8%。我們認為,由於汽車製造業產業鏈條長、上下游相 關行業豐富,汽車產業對 GDP 的貢獻遠大於增加值本身,行業地位尤為重要。我們認為拜 登政府的新能源政策將成為美國電動汽車市場發展的一大推動力,有助於使其在特斯拉等 電動汽車頭部企業的傾力配合下,保持美國高階製造領域的優勢地位。
中國:電動汽車是我國實現汽車產業彎道超車、保障能源安全的必然選擇
汽車工業電動化為我國從汽車產業彎道超車提供契機。工信部在《電動汽車安全指南(2019 版)》中指出,汽車行業正在經歷百年未有之大變局,電驅動相關技術、人工智慧技術和互 聯網技術的快速發展為汽車產業的轉型升級提供了強大的技術支撐,電動化、智慧化、網 聯化是汽車產業轉型重要的發展方向。對於傳統燃油車,中國雖然擁有龐大的汽車供應體 系,但關鍵零部件技術缺失,發動機、變速箱等裝置依賴海外廠商進口,我們認為以電動 汽車為突破口能夠推進我國汽車產業轉型升級,有望實現汽車產業發展的彎道超車。
汽車產業是國民經濟中重要的支柱行業,能夠拉動國內消費增長,其產業鏈長、提供就業機會多,對推動經濟增長、促進社會就業有重要作用。汽車產業能夠拉動我國消費需求及 提供大量就業崗位,根據國家統計局資料,2010 年至 2019 年汽車銷售額佔中國社會零售 總額比重均維持在 10%以上,2019 年汽車新車零售從業人員達到 120.92 萬,占城鎮就業人 數的 10%。同時,由於汽車行業具備高度綜合性,產業鏈涉及國家工業的各個方面,上游 包括髮動機系配件、制動系配件等汽車零部件生產銷售,涵蓋了冶金、橡膠、玻璃、化工 等重要的製造業部門,中游包括整車整合製造及銷售,下游輻射汽車後維修保養、出行服 務等諸多市場。發展汽車產業能夠直接及間接地拉動經濟增加,提供就業崗位。
中國具備市場空間較大、“工程師紅利”等優勢,同時政策落地推動電動汽車發展。由於我 國龐大的人口基數及消費升級趨勢,電動汽車市場空間較大,根據中金公司研究部預測, 2025 年我國電動汽車的出貨量將達到 669 萬輛,佔全球新能源汽車銷量 47%,2021 年至 2025 年年複合增長率達到 35%。同時,中國每年高校畢業生人數持續增長,根據教育部的 資料,2020 年高校畢業生人數達到 874 萬人,為中國發展電動汽車提供了“工程師紅利”, 向產業微笑曲線的兩端延伸。在政府政策的推動下,新能源汽車產業的快速發展成為可能, 根據國務院辦公廳印發的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035 年)》,到 2025 年我國新 能源汽車新車銷售量佔新車總銷量的 20%左右,並完善雙積分制度以補充財政補貼。
中國石油的對外依存度超 70%,能源安全問題有待解決。國際上一般將 50%的石油對外依 存度作為石油能源安全問題的“安全警戒線”3,而根據中國統計局的資料,2019 年中國石 油對外依存度超過 70%,遠超能源安全的要求。目前全球石油分配格局基本固定,且國際 形勢複雜,我國在自身石油生產無法滿足需求的情況下,透過石油貿易和海外份額的方式 獲取石油資源的壓力越來越大。
電動汽車對降低石油依存度,緩解國內石油消耗至關重要。根據自然保護協會資料,2017 年中國道路交通消耗的石油約佔石油消費總量 48%,我們認為,減少汽車石油消耗能夠降 低我國的石油依存度。若採用天然氣能源,我國天然氣儲量同樣較低:根據海關總署資料, 2018 年中國是全球第一大天然氣進口國,2019 年對外依存度達到 43%,難以支撐汽車的能 源需求。而相比之下,我國煤炭儲量較大,能夠實現電力的自給自足,同時還能夠透過核 能、太陽能、風能等方式增加電力供給,電動汽車成為解決能源安全問題的必然選擇。
各國功率密度標準持續提升,碳化矽器件對矽基器件形成替代在即
美國能源部旗下的組織 U.S. Drive 在 2017 年釋出的《電氣電子技術路線圖》4中指出,在 2025 年電控的功率密度需達到 100kW/L,效率應大於 98%;而電機的功率密度需達到 50kW/L, 效率應大於 97%。根據我國工信部發布的《<中國製造 2025>重點技術領域路線圖(2018 年 版)》,在 2025 年,自主電控產品應實現功率密度不低於 25kW/L。我們認為,這個標準制 定的初衷,是因為體積涉及到了汽車有效空間利用和乘客的體驗。
目前電動汽車主要採用矽基器件,但受自身效能極限限制,矽基器件的功率密度難以進一 步提高。在電動汽車的動力單元和控制單元中,變換器和逆變器多采用 Si 基 IGBT 或 MOSFET 作為功率器件。但 Si 材料在高開關頻率及高壓下損耗大幅提升,功率密度已經接近了其性 能極限。我們看到,早期的主流混動車型中,其逆變器功率密度基本在 20kW/L 以下,而採 用了第三代化合物半導體 SiC 材料的逆變器,由於 SiC 具有效率高、尺寸更小和重量更低的 優勢,可以將功率密度大幅提升,我們認為其是 Si 材料未來的理想替代。
效能優勢助推碳化矽器件快速發展,規模普及即將到來SiC 提升電能轉換效率,增加續航里程
續航里程是電動車的一大痛點。結合英飛凌的研究資料,我們認為 SiC 器件可以從導通/開 關兩個維度降低損耗,整體損耗相比 Si 基器件降低 80%以上,實現增加電動車續航里程的 目的。
SiC 材料臨界擊穿電場高,導通電阻低,可降低器件的導通損耗。由於 SiC 的禁頻寬度 (3.3eV)遠高於 Si(1.1eV),因此其漂移區寬度得到大大縮短、可實現的摻雜濃度也 得到提高。在 SiC MOSFET 導通時,正向壓降和損耗都小於 Si-IGBT。根據英飛凌研究, 當負載電流為 15A 時,常溫下 SiC MOSFET 的正向壓降只有 Si IGBT 的一半,在 175℃ 結溫下,SiC MOSFET 的正向壓降約是 Si IGBT 的 80%。
SiC-MOSFET 不存在拖尾電流,載流子遷移率高,降低器件開關損耗。Si-IGBT 模組中會 整合快恢復二極體(FRD),在關斷會存在反向恢復電流及拖尾電流,導致其開關速度 受到限制,從而造成較大的關斷損耗。而 SiC-MOSFET 屬於單極器件,更像一個剛性開 關,不存在拖尾電流,且較高的載流子遷移率(約 Si 的 3 倍)也減少了開關時間,損 耗因此得以降低。根據英飛凌研究,在 25℃結溫下, SiC MOSFET 關斷損耗大約是 Si IGBT 的 20%;在 175℃的結溫下,SiC MOSFET 關斷損耗僅有 IGBT 的 10%。
SiC 助力新能源車實現輕量化
輕量化是整車廠的不懈追求。我們認為 SiC 器件具備高飽和速率、高電流密度、高熱導率 的特點,有利於新能源汽車零部件輕量化的實現。
SiC 材料具備更高的電流密度,相同功率等級下封裝尺寸更小。SiC 具備較高的載流子 遷移率,能夠提供較高的電流密度。在相同功率等級下,碳化矽功率模組的體積顯著 小於矽基模組,有助於提升系統的功率密度。以 IPM 為例,碳化矽功率模組體積可縮 小至矽功率模組的 2/3-1/3。
SiC 能夠實現高頻開關,減少無源器件的體積和成本。SiC 材料的電子飽和速率是 Si 的 2 倍,有助於提升器件的工作頻率;此外,如上文所述,高臨界擊穿電場(10 倍於 Si) 的特性使其能夠將 MOSFET 帶入高壓領域,克服 IGBT 開關過程中的拖尾電流問題,開 關損耗低,提升實際應用中的開關頻率,減少濾波器和無源器件如變壓器、電容、電 感等的使用,從而減少系統體系和重量。在實現相同電感電流的情況下,開關頻率越 高,可以適當降低電感值。
SiC 禁頻寬且具有良好的熱導率,可以減小散熱器的體積和成本。由於 SiC 材料具有寬 禁頻寬度且熱導率高的特點,更容易散熱,器件可以在更高的環境溫度下工作。理論 上,SiC 功率器件可在 175℃結溫下工作。主流電動汽車一般包含兩套水冷系統——引 擎冷卻系統和電力電子裝置的冷卻系統,冷卻溫度分別為 105 和 70℃。如果採用 SiC 功 率器件,可以使器件工作於較高的環境溫度中,有望實現兩套水冷系統合二為一,甚 至採用風冷系統,減少散熱器體積及成本。
快充使得整車電平提高,IGBT 工作電壓恐難滿足需求
實現快充的關鍵是透過增大電流或提升電壓提升充電功率,由於電流提升存在可預見的上 限,高電壓是實現快充的必然趨勢。根據 e-technology 的研究,受到充電插頭及電芯的溫 度限制,即使採用液冷充電插頭,電動車充電也存在 500A 的電流上限,要實現 200kW 以 上的快充功率,電動車必然會從 400V 系統轉向 800V 系統。同時,達到相同功率的情況下, 提升電壓則可以相應降低電流,減少散熱及導線橫截面。根據 e-technology 的估算,以 100kWh 的電池為例,從 400V 電車系統提升為 800V 電車系統,由於電池散熱減重及導線 質量降低可以推動電池實現 25kg 的重量降低,降低電車能耗,提升電車續航里程。
我們認為,若系統電壓(匯流排電壓)從 400V 提高至 800V,需要同時提高半導體器件的耐 壓的水平,650V IGBT 將無法工作,Si MOSFET 的耐壓極限也會明顯被超越,若採用 Si 基器 件,必須使用 1200V IGBT。受限於體積、功耗、散熱等因素,通常情況下 1200V 的 IGBT 模 塊一般服務於工業場景,很難透過車規認證,2018 年英飛凌才推出第七代 IGBT 技術,使 1200V 模組車用成為可能5。但我們認為,SiC 的材料特性優勢有望使其在 800V 系統部署中 更受整車廠青睞,同時,輸出功率的提升也使 SiC 材料成為 800V 系統的理想選擇。
成本經濟性問題有望在未來解決,車用 SiC 需求有望迎來快速成長期
目前,由於受到 SiC 長晶技術壁壘高(如:需要高溫生長及精確控制;長晶速度很慢而不能 像 Si 一樣拉晶;爐體尺寸限制晶圓尺寸不好做大;材料硬度高韌性差容易斷裂)、器件良率 低(如:摻雜工藝要求高、形成歐姆接觸困難)等因素掣肘,因此 SiC 器件高昂的生產成 本阻止了其初期被整車廠大量採用。
以目前的成本來看,新能源車的度電單價(三元、不含稅)價格在 900 元人民幣左右,而 在 2025 年有望降至 560 元左右。假設 400km 續航里程,電池包的價格分別在 42,500 元 /24,000 元左右。若要增加 10%的續航,我們線性外推得到電池包的邊際成本為 4,500 元 /2,400 元。
目前,SiC 器件成本約為矽基器件的 5 倍以上,為當前 SiC 器件難以在中低端車型大規模應 用的主要原因。以 A 級車為例,主逆變器中 IGBT 器件成本約為 1,300 元,若替換為 SiC 則 將會帶來至少 5,000 元以上的成本增加,而同時帶來 5%-10%續航里程的提升。我們測算, 若暫不考慮冷卻系統節省的成本及空間節約帶來的附加值,在新能源車平價目標下,若 SiC 能換取 5%-10%的續航里程增加,則當 SiC 的器件成本將下降至矽基器件的 1 倍時,其經濟 效益有望助推 SiC 在全系列車型全面普及;如圖 18 所示,若採用 SiC 材料能增加電動車 10% 的續航里程,對於車廠來講,單車成本的節約在 1,100 人民幣左右。
小器件大市場,中國車用 SiC 將迎高速成長我們測算,2021 年國內 SiC 器件/模組市場規模為 10 億元/24 億元,2025 年有望達到 62 億 元/78 億元,年複合增速達 58%/35%,迎來高速增長期
功率開關器件在新能源汽車中的應用範圍很廣,其中主要包括主逆變器、直流 DC/DC 轉換 器、車載充電機等。我們以自上而下的方式,以新能源車出貨量為基礎,配合滲透率、SiC 模組/器件單車價值等假設測算,得出 2025 年中國新能源車及周邊應用將帶來 62 億元的 SiC 器件市場空間,78 億元的 SiC 模組市場空間(包含器件成本),2021-2025 年複合增速達 58%/35%。 其中我們的關鍵假設如下:
第一,從成本下降曲線來看,我們認為 SiC 本身的成本下降曲線是線性的,但由於整 體市場需求高漲,上游擴產積極,成本下降可能會呈現加速趨勢,年同比降幅將有望 從低雙位數加速至近 20%;
第二,從車型來看,我們認為到 2025 年 SiC 成本仍然難以下降至 A 級車 Si 基器件的 2 倍水平。中高階乘用車由於具有品牌溢價,成本上升帶來的續航里程增加、輕量化等 附加體驗也更容易被消費者所接受,我們認為 B/C 級車大規模採用 SiC 器件的可能性 大,其中 Tesla 及比亞迪作為現有整車廠中最為積極兩方(根據公開資料,Model 3 及 比亞迪漢車型已經搭載了 SiC 模組的主逆變器),未來 SiC 器件滲透率有望繼續加速。 未來華為、蘋果等大廠及小鵬、蔚來等高階造車新勢力設計的整車也有望大量採用 SiC。 而非豪華品牌 A 級(包含)及以下車型採用 SiC 的可能性很小。考慮到成本更高,對 空間和續航里程敏感度更低等因素,在商用車方面,我們預計 SiC 滲透率將整體低於 乘用車;
第三,從零部件種類來看,主逆變器(Inverter)會先進行 SiC 替換,由於車載充電機 (OBC)、直流轉換器(DC-DC)、快充(Booster)等工作頻率高,從 SiC 高頻效能來看 要優於 Si 基材料,同樣存在較大替換空間;
第四,從器件型別及價值量來看,主逆變器中由於搭載 SiC 模組,半導體價值量最高, 而車載充電機、直流轉換器等部分僅搭載單管器件,整體價值量不及主逆變器。
SiC 襯底及外延合計價值量佔比超 60%,在產業鏈中地位至關重要
以 65nm 製程為例,目前 12 英寸矽片(拋光片)售價僅在 100 美元左右,而最終的晶圓售 價高達 1,500 美元,原因在於 Si 積體電路工藝歷經多次刻蝕、光刻、清洗等前道處理步驟, 在矽片表面製作器件的附加價值量高。而 SiC 僅被用於製造分立器件,其本身工藝難度並不 大(SiC MOSFET 仍是橫向平面工藝器件),襯底及外延質量則從很大程度上決定了最終的器 件效能。根據我們的產業鏈調研,由於 SiC 襯底及外延生長溫度高、速度慢、良率低等原因, 從價值量上看,2020 年 2,500 美元售價的 SiC 晶圓成品中,襯底片價值量約 1,100 美元,外 延片價值量約 500 美元,合計價值量達 1,700 美元,約佔整體晶圓成品價值量的 63%。因 此,我們認為 SiC 產業鏈的上游環節地位至關重要,且從投資回報情況來看,SiC 基襯底的投入產出比要優於 Si,部分企業的投入產出比可以接近 1:1 水平(1 元人民幣的投資對應 1 元年收入),是一個優良的賽道。
結合我們對 SiC 器件市場規模的測算及對襯底/外延部分價值量的假設,我們預計 2025 年中 國本土新能源車用 SiC 襯底/外延片市場規模將達到 26 億/39 億人民幣。
國產廠商全面佈局導電型機高純半絕緣兩類襯底,正努力追趕與海外差距
SiC 襯底主要分為導電型和半絕緣型兩類,新能源車用半導體器件基於導電型碳化矽襯底制 造。具體應用形式來看,導電型 SiC 襯底一般會再生長 SiC 外延層得到 SiC 外延片,主要用 於製造耐高溫、耐高壓的功率器件,應用於新能源汽車、光伏發電、軌道交通、智慧電網、 航空航天等領域;而在半絕緣型 SiC 襯底上,通常會上生長 GaN 外延層,製得 SiC 基 GaN 外延片,可進一步製成微波射頻器件,應用於 5G 通訊、雷達等領域。
導電型及半絕緣型 SiC 襯底在製作工藝上存在較大差異。在主流的物理氣相傳輸法(PVT) 長晶工藝中,半絕緣型 SiC 襯底的生長對原材料碳化矽粉末純淨度要求高,同時需要在生長 過程中加入釩雜質,摻雜工藝難度大。而導電型襯底相對容易獲得,但需要對摻雜有較好 的控制,且功率器件需要在較大襯底上生產才具備經濟效益,SiC 單晶擴徑問題也是壁壘。 除了主流 PVT 生長方法外,我們也看到一些新工藝的進步,目前日本電裝(DENSO)等企 業正在利用高溫化學氣相沉積方法(HTCVD)將高純氣態碳源和矽源在高溫結合,來得到 高阻值的碳化矽單晶,且生長速率能達到 1.0mm/h-3.0mm/h,值得長期關注。但綜合考慮 成本、良率及工藝成熟度等問題,我們認為目前 PVT 方法仍為市場主流技術。
碳化矽襯底市場以海外廠商為主導,中國企業市場份額現較小。碳化矽襯底產品的製造涉 及裝置研製、原料合成、晶體生長、晶體切割、晶片加工、清洗檢測等諸多環節,需要長 期的工藝技術積累,存在較高的技術及人才壁壘。自 1955 年首次在實驗室成功製備碳化矽 單晶以來,美國、歐洲、日本等發達國家與地區不斷創新碳化矽晶體的製備技術與裝置, 形成了較大優勢;而中國碳化矽晶體的研究從 20 世紀 90 年底末才起步,2000 年以後開始 工業化生產的探索。根據 Yole Development 資料,2020 年上半年 Wolfspeed(Cree 全資子 公司)市佔率達到 45%以上,國內龍頭天科合達和山東天嶽的合計市場份額不到 10%。
山 東天嶽、爍科晶體(中電科孵化)、河北同光(中科院半導體所孵化)現有主要產品為高純 半絕緣襯底,而天科合達(中科院物理所孵化)、世紀金光主要產品為導電型襯底。 當前中國企業與 Wolfspeed 在技術研發上仍有較大差距,但差距正在逐步縮小,8 英寸碳 化矽襯底研發及量產落後 3 年。以頭部企業天科合達/世紀金光為例,根據天科合達招股書 披露,公司於 2006 年開始小批次生產 2 英寸碳化矽襯底,分別於 2017 年及 2019 年開始大 批次生產導電型及絕緣型 4 英寸碳化矽襯底,2020 年實現 6 英寸碳化矽襯底大批次生產。
而根據公開資料,世紀金光於 2020 年實現 6 英寸碳化矽襯底的量產6。對比國際一線廠商, 天科合達 2 英寸產品落後 16 年(國際廠商 19 世紀 90 年代開始),4 英寸落後 7 年(國際 廠商 2010 年開始),6 英寸時間進一步縮短至 5 年(國際廠商 2015 年開始)。Wolfspeed 於 2019 年 10 月推出 8 英寸碳化矽襯底樣品,並計劃於 2022 年量產,而天科合達於 2020 年 1 月開始進行研發,計劃於 2022 年 6 月完成研發,屆時中美兩國差距有望進一步縮小。
2025 年導電型襯底片國內需求將達到 113 萬片,國內廠商現有規劃產能仍然不足
結合我們對 2025 年器件市場空間及單晶圓售價假設,我們測算出 2025 年中國新能源車及 快充樁對 SiC 導電型襯底的年需求量高達 79 萬片 6 寸晶圓。而由於 SiC 長晶、外延、前道 技術處理綜合良率大幅不如矽基器件,目前良率水平僅在 50%左右(我們預計 2025 年有望 提升至 70%),實際 SiC 導電型襯底年產能需求將超過 113 萬片 6 寸晶圓,市場空間十分可 觀。根據我們產業鏈調研的不完全統計,目前中國本土SiC襯底供應商已經有6家投入量產, 有公開資料披露的 2025 年產能規劃合計基本與屆時新能源車及快充樁需求相當。但考慮到 新能源發電、工業電源等應用場景中 SiC 仍然對 Si 基器件有大量替換空間,我們認為國內 廠商現有導電型 SiC 產能規劃仍存在缺口。
相關企業分析(詳見報告原文)SiC 產業鏈主要包含以下四個環節:襯底生長、外延生長、器件設計及製造(或分工完成, 採用一體化的 IDM 模式)。中國本土目前企業已經實現了對產業鏈的全覆蓋佈局,但在較大 尺寸導電型襯底(6 寸及以上)、MOSFET 器件設計製造上與海外同業者相比仍存在較大進 步空間。
晶盛機電、北方華創、露笑科技、斯達半導、三安光電、聞泰科技、新潔能。
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊,請參閱報告原文。)