碳化硅行業(yè)分析報告：新能源東風(fēng)已至，碳化硅御風(fēng)而起
碳化硅行業(yè)分析報告：新能源東風(fēng)已至，碳化硅御風(fēng)而起
1、碳化硅性能優(yōu)勢突出
主流半導(dǎo)體采用硅材料，射頻、功率、光通信等特殊應(yīng)用對半導(dǎo)體材料提出特殊需求。SiC 是制 作高溫高頻、大功率高壓器件的理想材料之一，是由硅元素和碳元素組合而成的一種化合物半導(dǎo) 體材料。
1.1、SiC性能優(yōu)勢顯著
同半導(dǎo)體材料硅（Si）相比，其禁帶寬度是硅（Si）的 3 倍，擊穿電壓是其 8-10 倍，導(dǎo)熱率是其 3-5 倍，電子飽和漂移速率是其 2-3 倍。
SiC 在耐高壓、耐高頻、耐高溫方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。耐高壓方面，SiC 阻抗更低，禁帶寬度更寬， 能承受更大的電流和電壓，帶來更小尺寸的產(chǎn)品設(shè)計和更好效率；耐高頻方面，SiC 不存在電流 拖尾現(xiàn)象，能夠提高元件的開關(guān)速度，是硅（Si）開關(guān)速度的 3-10 倍，從而適用于更高頻率和更 快的開關(guān)速度；耐高溫方面，SiC 擁有非常高的導(dǎo)熱率，相較硅（Si）來講，能在更高的溫度下 工作。因此，SiC 能夠有效滿足電力電子系統(tǒng)的高效率、小型化和輕量化要求，有望成為未來最 被廣泛使用的半導(dǎo)體芯片基礎(chǔ)材料。SiC主要用于功率或射頻器件，適用于600V以上的高壓場景，包括光伏、新能源汽車、充電樁、 風(fēng)電、軌道交通等等電力電子領(lǐng)域。其中，新能源汽車領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體主要應(yīng)用于電機(jī)控制器、 DC/DC 變換器、車載充電機(jī)、壓縮機(jī)、水泵、油泵，同時還應(yīng)用于配套充電樁。
1.2、SiC襯底價值量最大，6英寸晶片成為主流
SiC 產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游襯底、中游外延、下游器件制造和模塊封裝，產(chǎn)業(yè)鏈價值量倒掛，其中 襯底制造技術(shù)壁壘最高、價值量最大，是未來 SiC 大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的核心。
襯底：最為核心的環(huán)節(jié)，價值量最高，約為 46%。根據(jù)電阻率的不同，可分為導(dǎo)電型和半絕 緣型襯底，分別用于功率和射頻器件領(lǐng)域。高純硅粉和高純碳粉采用物理氣相傳輸法（PVT） 生長 SiC 晶錠，之后經(jīng)過滾磨、切割、研磨、拋光、清洗等環(huán)節(jié)最終形成襯底，其中晶體的 生長為核心工藝，核心難點(diǎn)在于提升良品率。晶片尺寸越大，對應(yīng)晶體的生長與加工技術(shù)難 度越大，長晶技術(shù)壁壘高，毛利率可達(dá) 50%左右。外延：價值量占比約23%，是指在襯底上面再覆蓋一層薄膜以滿足器件生產(chǎn)條件。其中導(dǎo)電 型 SiC 襯底用于 SiC 外延，生產(chǎn)功率器件，應(yīng)用于電動汽車和新能源領(lǐng)域；半絕緣型 SiC 襯 底用于氮化鎵外延，生產(chǎn)射頻器件，應(yīng)用于 5G 通信等領(lǐng)域。
器件制造及模塊封裝：價值量占比約 20%，產(chǎn)品包括 SiC 二極管、SiC MOSFET、全 SiC 模 塊、SiC 混合模塊。應(yīng)用：依據(jù)電阻率區(qū)分，導(dǎo)電型 SiC 器件主要用于電動汽車、光伏、軌道交通、充電樁等領(lǐng) 域；半絕緣 SiC 器件主要用于 5G 通信、數(shù)據(jù)傳輸、航空航天、國防軍工等領(lǐng)域。
半絕緣型 SiC 襯底市場增長迅速，6 英寸晶片成為發(fā)展趨勢。受益于 5G 基建加快布局和全球地 緣政治動蕩，半絕緣型 SiC 襯底市場增長空間巨大。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2020 年全球半絕緣型 SiC 襯底市場規(guī)模為 1.8 億美元，較 2019 年同比增長 18%。此外，根據(jù)中國寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng) 用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2020 年全球 4 英寸半絕緣型 SiC 晶片的市場需求約 4 萬片，6 英寸約 5 萬片， 兩者需求占比不相上下；預(yù)計到 2025 年，4 英寸市場需求將減少至 2 萬片，6 英寸成為發(fā)展趨勢。
導(dǎo)電型 SiC 襯底市場發(fā)展前景良好，6 英寸襯底占據(jù)絕大部分市場份額。受下游民用領(lǐng)域的持續(xù) 景氣，如新能源汽車與光伏，導(dǎo)電型 SiC 襯底市場規(guī)模不斷擴(kuò)容。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2018 年，全 球?qū)щ娦?SiC 襯底市場規(guī)模為 1.7 億美元，2020 年增長至 2.8 億美元，復(fù)合增長率為 26%。根據(jù) 中國寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，全球 6 英寸導(dǎo)電型襯底需求從 2020 年的超 8 萬片增 長至 2025 年的 20 萬片，而 4 英寸產(chǎn)品將逐步退出市場。
SiC 主流大廠正陸續(xù)推出 8 英寸晶圓片。當(dāng)前，全球市場上 6 英寸 SiC 襯底已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，主流 大廠也陸續(xù)開始推出 8 英寸樣品。SiC 晶圓尺寸的擴(kuò)大不僅可以降低生產(chǎn)成本，而且有利于保持 晶圓幾何形狀，減少邊緣翹曲，提升晶圓生產(chǎn)的良率。2019 年 Cree 完成了首批 8 英寸 SiC 晶圓 樣品的制樣，意法半導(dǎo)體在 2021 年 7 月宣布了制造出首批 8 英寸 SiC 晶圓片。預(yù)計 2023 年開 始，各大廠商將逐漸量產(chǎn) 8 英寸襯底，并繼續(xù)提高外延和器件方面產(chǎn)能及良品率。隨著 6 英寸襯 底、外延晶片質(zhì)量提高，8 英寸產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，SiC 器件和模塊逐漸普及為電動汽車主流配 置，規(guī)模效應(yīng)增大，成本可得到有效降低。
1.3、SiC價格呈下降趨勢，滲透率有望隨之提升
目前，SiC 襯底成本高/制作難、長晶速度慢、損失率高導(dǎo)致了器件的高成本，影響了 SiC 器件的 滲透率。根據(jù)我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）數(shù)據(jù)顯示，SiC 功率器件最主要 的原材料成本——SiC 襯底、外延片的價格近年來持續(xù)下降，原因有：第一，伴隨大直徑襯底占比不斷提高，襯底單位面積生長成本下降；第二，單晶的平均可用厚度仍會持續(xù)增加，這將不斷 降低單位面積襯底成本；第三，襯底質(zhì)量和晶片供貨量的提高，以及外延晶片成品率的提高，推 動 SiC 器件成本逐步降低。未來 SiC 各環(huán)節(jié)成本有望持續(xù)下降，并迎來對于下游產(chǎn)業(yè)的加速滲透。
2、歐美廠商高度壟斷，國內(nèi)廠商潛力巨大
Wolfspeed 壟斷 SiC 器件與外延片市場，歐美企業(yè)主導(dǎo) SiC 器件市場。從襯底到器件環(huán)節(jié)，目前 以 Wolfspeed、ST 及羅姆等海外頭部企業(yè)占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈主要份額。其中，因布局較早，良率與產(chǎn)能 規(guī)模全球領(lǐng)先，在 SiC 襯底及外延片市場 Wolfspeed 一家獨(dú)大。下游器件領(lǐng)域，歐美日企業(yè)領(lǐng)先， 整體市占率達(dá)到 95%，意法半導(dǎo)體作為特斯拉 SiC 功率器件的第一梯隊供應(yīng)商，市場占有率排名 第一，達(dá)到 41%。
國際主流廠商大幅擴(kuò)產(chǎn)，釋放搶占 SiC 市場信號。國際企業(yè)大力完善第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局，計 劃大幅擴(kuò)產(chǎn)來強(qiáng)化競爭優(yōu)勢，以搶奪日漸增長的市場份額。安森美表示 22 年要將 SiC 產(chǎn)能擴(kuò)充 4 倍；意法半導(dǎo)體計劃到 2024 年將 SiC 晶圓產(chǎn)能提高到 2017 年的 10 倍，SiC 營收將達(dá)到 10 億美 元。在國際大廠加速擴(kuò)產(chǎn)的背景下，SiC 產(chǎn)業(yè)格局逐漸迎來空前重構(gòu)和變化。
國內(nèi)廠商加速布局，發(fā)展空間巨大。國內(nèi)企業(yè)也在積極研發(fā)和探索 SiC 器件的產(chǎn)業(yè)化，已經(jīng)形成 相對完整的 SiC 產(chǎn)業(yè)鏈體系，部分產(chǎn)業(yè)節(jié)點(diǎn)已有所突破。SiC 襯底方面，天岳先進(jìn)在半絕緣 SiC 襯底的市場占有率連續(xù)三年保持全球前三；天科合達(dá)在國內(nèi)率先成功研制 6 英寸 SiC 襯底，并已 實(shí)現(xiàn) 2-6 英寸 SiC 晶片的規(guī)模化生產(chǎn)和器件銷售。SiC 外延片方面，廈門瀚天天成與東莞天域可 生產(chǎn) 2-6 英寸 SiC 外延片。SiC 器件方面，國內(nèi)廠商主要有泰科天潤、瀚薪、揚(yáng)杰科技、中電 55 所、中電 13 所、科能芯、中車時代電氣等。模組領(lǐng)域，目前 SiC 市場斯達(dá)半導(dǎo)、河南森源、常州 武進(jìn)科華、中車時代電氣處于起步階段。中國廠商在圍繞 SiC 襯底生產(chǎn)上正在縮短與國外差距， 未來若能在 6 英寸和 8 英寸的 SiC 晶圓良率和成本上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)突破是競爭的關(guān)鍵。
3、新能源革命來臨，SiC器件迎風(fēng)而起
全球 SiC 器件市場發(fā)展迅猛，2025 年有望增長至 26 億美元。受益于 5G 通信、國防軍工、新能 源汽車和新能源光伏等領(lǐng)域的發(fā)展，SiC 器件市場規(guī)模增速可觀。Yole 數(shù)據(jù)顯示，2019 年全球 SiC 功率器件市場規(guī)模為 5.4 億美元，預(yù)計 2025 年將增長至 25.6 億美元，CAGR 約 30%。整體 電動車相關(guān)領(lǐng)域（主逆變器+OBC+DC/DC 轉(zhuǎn)換器）SiC 市場規(guī)模有望在 25 年達(dá)到 15.5 億美元， 19-25 年 CAGR 為 38%；而電動車充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域 SiC 增長最快，19-25 年 CAGR 為 90%。
3.1、新能源車是SiC器件的核心驅(qū)動力
全球新能源汽車終端需求火熱，車用 SiC 晶圓需求攀升。根據(jù) EVTank 數(shù)據(jù)顯示，全球新能源汽 車 2025 年銷量將達(dá)到 1800 萬輛，19-25 年 CAGR 為 42%。隨著新能源車滲透率不斷升高，以及 整車架構(gòu)朝 800V 高壓方向邁進(jìn)，SiC 器件在車載逆變器等領(lǐng)域有望迎來規(guī)模化發(fā)展。據(jù) TrendForce 數(shù)據(jù)顯示，預(yù)估 2025 年全球電動車市場對 6 英寸 SiC 晶圓需求可達(dá) 169 萬片，21- 25 年 CAGR 為 94%。
國內(nèi)新能源車市場規(guī)模快速增長，SiC 功率器件有望進(jìn)一步突破。IDC 預(yù)計,2022 年中國新能源車 市場規(guī)模將達(dá)到 523 萬輛，同比增長 47.2%。2025 年新能源車市場規(guī)模有望達(dá)到約 1,299 萬輛， 2021-2025 年復(fù)合增長率約為 38%。根據(jù) DIGITIMES Research 預(yù)測，2025 年電動汽車用 SiC 功率半導(dǎo)體將占整車用功率半導(dǎo)體的 37%以上，高于 2021 年的 25%。國內(nèi)新能源車市場具備領(lǐng)先優(yōu)勢，隨著滲透率的進(jìn)一步提升以及汽車電子化程度的持續(xù)推進(jìn)，國內(nèi)車用 SiC 器件規(guī)模有望 快速突破。
多維度優(yōu)勢賦能車用 SiC 器件。SiC 功率器件在新能源汽車中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢，其應(yīng)用場景包括：電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)逆變器、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（車載 DC／DC）、車載充電系統(tǒng)（OBC）及非車載充電樁 等。從材料來看，SiC 相對于硅材料擁有更高的擊穿場強(qiáng)、更高的熱導(dǎo)率以及更高的電子飽和漂 移速度；從電路損耗來看，在同等條件下，SiC 功率器件能大幅減小電路開關(guān)的能量損耗（下降 85%）；從設(shè)備空間來看，采用 SiC 功率器件的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器、車載充電機(jī)以及電機(jī)控制器分別 能加減小設(shè)備 20%、40%、64%的系統(tǒng)空間；從電池轉(zhuǎn)化效率來看，集成了 SiC 器件的模塊能幫 助系統(tǒng)提升 6%的電力轉(zhuǎn)換效率。
眾多新能源汽車廠商競相布局 SiC 器件。2018 年，特斯拉的 Model 3 首次采用意法半導(dǎo)體和英飛 凌的 SiC 逆變器取代了 Si-IGBT，逆變器效率提升了 5-8%。2020 年，比亞迪將自主研發(fā)制造的 SiC MOSFET 功率器件搭載在漢 EV 四驅(qū)高性能版上，實(shí)現(xiàn)了 200KW 的輸出功率，功率密度提 升一倍。預(yù)計到 2023 年，比亞迪將實(shí)現(xiàn) SiC 基車用功率半導(dǎo)體對硅基 IGBT 的全面替代，將整車 性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再提升 10%。目前，已有多家廠商推出了面向 HEV/EV 等電動汽車充電器的SiC 功率器件。未來隨著 SiC 器件在車載充電器、DC/DC 轉(zhuǎn)換以及充電樁中滲透率提升，市場空 間有望快速擴(kuò)大。
新能源車高電壓平臺大勢所趨，SiC 器件彰顯優(yōu)勢。近年來各車企紛紛通過提升功率來緩解新能 源汽車的續(xù)駛焦慮和充電焦慮，而功率的增加一般有兩種路徑，即提高電流或電壓。然而，大電 流可能會導(dǎo)致較大的核心部件熱損耗，因此高電壓電氣平臺成為了首選。高電壓平臺要求電驅(qū)動 系統(tǒng)的耐壓性也要隨之提升，而硅基器件無法承載電壓的大幅升高，故 SiC 應(yīng)用將逐步替代硅基 IGBT 成為關(guān)鍵。相比之 IGBT，SiC 體積小、功率密度高、耐高壓和高溫能力強(qiáng)，可助力新能源 車實(shí)現(xiàn)更長的續(xù)航里程、更短的充電時間和更強(qiáng)的動力性能。
國內(nèi)外車企紛紛布局 800V 高壓平臺，SiC 大規(guī)模車載應(yīng)用可期。在相同功率下，800V 電壓平臺 較 400V 電壓的電流減半，電池充電熱量降低，且低成本、輕量化、EMC 干擾的降低，以及效率 和續(xù)航的提升，讓充電補(bǔ)能體驗(yàn)大幅增強(qiáng)。2019 年保時捷 Taycan 推出全球首款 800V 高電壓電 氣架構(gòu)，支持 350kw 大功率快充，15 分鐘內(nèi)電量可充到 80％。近年來比亞迪、奧迪、吉利、小 鵬等一眾車企也紛紛開始布局800V高電壓平臺，預(yù)計各大車企基于800V高壓平臺方案將在2022 年之后陸續(xù)上市，SiC 作為 800V 平臺架構(gòu)的最佳拍檔有望大放異彩。
800V 高壓平臺需要電源產(chǎn)品配套升級，充電樁等迎來發(fā)展良機(jī)。當(dāng)動力電池電壓平臺升級到 800V，當(dāng)前的 OBC、DC/DC 及充電樁等電源產(chǎn)品都需要從 400V 等級提升至符合 800V 電壓平臺 的應(yīng)用，SiC 器件由于其優(yōu)異的特性也將開始大規(guī)模的應(yīng)用。以充電樁為例，800V 高壓充電樁在 設(shè)計架構(gòu)上區(qū)別于 400V 的重要特點(diǎn)是需要配置 SiC MOSFET，以達(dá)到更快的充電速度和更好的 器件耐壓性。22 年 Wolfspeed 宣布參與搭載 SiC 技術(shù)的直流快速充電樁項(xiàng)目，總功率可達(dá) 350 kW，成本可降低 20-30%。國內(nèi)車企也開始發(fā)力，廣汽埃安于 2021 年 8 月發(fā)布 480kW 超級充電 樁，小鵬也宣布 22Q4 起部署 480kW 高壓超充樁，實(shí)現(xiàn)充電 5 分鐘續(xù)航 200 公里。
3.2、光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，SiC應(yīng)用未來可期
全球和國內(nèi)光伏新增裝機(jī)量快速增長，成長天花板被打開。根據(jù) CPIA 預(yù)測，樂觀情況下，全球 光伏年新增裝機(jī)在 2022 年將首次突破 200GW，達(dá)到 225GW 的水平，到 25 年全球年新增裝機(jī)將 達(dá)到 330GW，20-25 年光伏新增裝機(jī)的復(fù)合增長率達(dá) 20%；2025 年我國新增裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到 110GW，相當(dāng)于 2020 年底的 3.7 倍。
光伏逆變器出貨量高速增長，IGBT 作為逆變器“心臟”作用凸顯。光伏逆變器是光伏系統(tǒng)的核 心部件，可以將太陽能板產(chǎn)生的可變直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并反饋回輸電系統(tǒng)或供離網(wǎng)的電網(wǎng)使 用。根據(jù) IHS Markit，近年來光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動光伏逆變器市場規(guī)模快速提升，2020 年全 球光伏逆變器的市場規(guī)模為 136GW，2025 年將有望達(dá)到 401GW，20-25 年 CAGR 為 24%。光 伏逆變器成本結(jié)構(gòu)方面，半導(dǎo)體器件和集成電路材料主要為 IGBT 元器件和 IC 半導(dǎo)體，其中以 IGBT 為主的半導(dǎo)體器件在驅(qū)動保護(hù)、過電流／短路保護(hù)、過溫保護(hù)、機(jī)械故障保護(hù)等方面發(fā)揮巨 大作用，是逆變器的“心臟”，約占逆變器成本的 12％左右。
SiC 器件可有效提高光伏逆變器性能，有望逐步替代硅基 IGBT 成為逆變器核心。相比于硅基 IGBT，SiC MOS 具有更低的導(dǎo)通損耗、更低的開關(guān)損耗、無電流拖尾現(xiàn)象、高開關(guān)速度等優(yōu)點(diǎn)， 并且可以在高溫等惡劣的環(huán)境中工作，有利于提高光伏逆變器使用壽命。根據(jù) SiC 芯觀察數(shù)據(jù)， 采用 SiC 器件可有效提高光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，光伏逆變器的轉(zhuǎn)換效率可從硅基的 96%提升至 SiCMOSFET 的 99%以上，能量損耗降低 50%以上，設(shè)備循環(huán)壽命提升 50 倍。未來應(yīng)用于光伏領(lǐng)域 的SiC逐漸成熟，伴隨滲透率的進(jìn)一步提升，其有望逐漸替代硅基IGBT在光伏逆變器上的應(yīng)用。
國內(nèi)光伏逆變器廠商加快布局，為 SiC 國產(chǎn)化提供歷史性機(jī)遇。隨著中國光伏裝機(jī)量的增長，中 國本土廠商加快技術(shù)與產(chǎn)品升級，在全球已占據(jù)重要位置。在出貨量排名前十的供應(yīng)商中有六家 是中國供應(yīng)商，其中華為以 23%的市占率位居榜首，國內(nèi)逆變器廠商在全球逆變器市場中占據(jù)超 六成市場份額。未來隨著新能源替代傳統(tǒng)燃料進(jìn)程加速，逆變器向高效率、高功率密度、高可靠 性等方向發(fā)展，SiC 器件有望受益于本土供應(yīng)鏈優(yōu)勢，迎來發(fā)展良機(jī)。根據(jù) SiC 芯觀察數(shù)據(jù)顯示， 2020 年 SiC 光伏逆變器占比為 10%，預(yù)計 2035 年占比將達(dá)到 75%，未來空間十分廣闊。
3.3、SiC器件在軌道交通領(lǐng)域持續(xù)滲透
在大容量、輕量化和節(jié)能化要求下，軌道交通領(lǐng)域采用 SiC 大勢所趨。隨著軌道交通硅基功率器 件性能逐漸逼近理論極限，SiC 功率器件成為重點(diǎn)發(fā)展方向，以滿足軌道交通系統(tǒng)對高功率密度、 低損耗和高可靠性等要求。與傳統(tǒng)硅基 IGBT 牽引逆變器相比，全 SiC 牽引逆變器能耗能夠降低 10%以上。2014 年日本小田急電鐵新型通勤車輛配備了三菱電機(jī) 3300V/1500A 全 SiC 功率模塊逆變器，開關(guān)損耗降低 55%，體積和重量減少 65%，電能損耗降低 20%～36%。根據(jù) CASA 預(yù) 測，未來 30 年內(nèi)，軌道交通應(yīng)用中 90%的硅 IGBT 將被 SiC 器件或混合器件替代。Yole 數(shù)據(jù)顯 示，鐵路 SiC 市場將從 2019 年的 900 萬美元增長到 2025 年的 1.18 億美元，CAGR 達(dá)到 55%。
國內(nèi)外廠商紛紛布局軌交系統(tǒng) SiC 器件。2015 年，日本三菱公司推出了高性能平面柵 3.3kV SiC MOSFET 器件及全 SiC 模塊產(chǎn)品，并在全世界首次將全 SiC 模塊應(yīng)用到軌道交通牽引變流系統(tǒng) 中。近年來隨著新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，SiC 加快滲透進(jìn)入軌交領(lǐng)域。日本 N700S 新干線、西門 子 Velaro 列車等也大面積采用了 SiC 牽引系統(tǒng)，截至 2021 年 6 月，國內(nèi)也已經(jīng)有蘇州三號線、 深圳地鐵1號線等6條地鐵線路采用了SiC技術(shù)。目前中國的時代電氣、天岳先進(jìn)，日本的東芝、 三菱、日立，以及歐美的 Wolfspeed、英飛凌，都已在發(fā)力軌道交通 SiC 產(chǎn)業(yè)鏈。我國高鐵建設(shè) 目前已擁有世界領(lǐng)先水平，中國巨大的應(yīng)用需求是國產(chǎn) SiC 的“沃土”，國內(nèi)廠商有望借助龐大 市場確立先發(fā)優(yōu)勢。
4、重點(diǎn)企業(yè)分析
4.1、三安光電：LED龍頭，大力發(fā)展化合物半導(dǎo)體業(yè)務(wù)
三安光電主要從事化合物半導(dǎo)體材料與器件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，以氮化鎵、砷化鎵、SiC、磷 化銦、氮化鋁、藍(lán)寶石等化合物半導(dǎo)體新材料所涉及的外延片、芯片為核心主業(yè)。公司產(chǎn)品應(yīng)用 廣泛，包括照明、顯示、背光、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、微波射頻、激光通訊、功率器件、光通訊、感應(yīng)傳 感等領(lǐng)域。2018 年公司斥資 333 億元建設(shè)福建泉州南安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，投資 III-V 族化合物 半導(dǎo)體材料、LED 外延、芯片、微波集成電路、光通訊、射頻濾波器、電力電子、SiC 材料及器 件、特種封裝等產(chǎn)業(yè)。三安光電已實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體化合物高端領(lǐng)域的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
三安光電在 SiC 下游市場已取得多點(diǎn)突破，并已實(shí)現(xiàn)對各細(xì)分應(yīng)用市場標(biāo)桿客戶的穩(wěn)定供貨。1） SiC 二極管：在 2021 年新開拓送樣客戶超過 500 家，出貨客戶超過 200 家，超過 60 種產(chǎn)品已進(jìn) 入量產(chǎn)階段。并借助在歐美日韓等國家和地區(qū)的技術(shù)和銷售布局，與國際標(biāo)桿客戶實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略合作。a）已進(jìn)入國內(nèi)前 20 大客戶：已進(jìn)入 PFC 電源領(lǐng)域（維諦、比特、長城等）和光伏逆變器領(lǐng)域 （陽光電源、古瑞瓦特、固德威、科士達(dá)等）等客戶的供應(yīng)鏈。b）已實(shí)穩(wěn)定供貨：已對車載充 電機(jī)領(lǐng)域（威邁斯、比亞迪弗迪動力等）、家電領(lǐng)域（格力、長虹等）、充電樁及 UPS 領(lǐng)域（英 飛源、科華、英威騰、嘉盛等）各細(xì)分應(yīng)用市場標(biāo)桿客戶穩(wěn)定供貨。
2)SiC MOSFET 工業(yè)級產(chǎn)品：已送樣客戶驗(yàn)證。3)SiC MOSFET 車規(guī)級產(chǎn)品：正配合多家車企做流片設(shè)計及測試，與新能源汽 車重點(diǎn)客戶的合作已經(jīng)取得重大突破。車和家（理想關(guān)聯(lián)公司）與三安成立合資公司，車和家持 有合資公司 70%股權(quán)，三安持有 30%股權(quán)。
三安光電正致力于打造 SiC IDM 一體化平臺，湖南項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)后將持續(xù)帶動營收高增長。三安 光電2021年報披露，集成電路新建項(xiàng)目規(guī)劃產(chǎn)能主要在三安集成、泉州三安、湖南三安，電力電 子 SiC 配套產(chǎn)能擴(kuò)充到 3 萬片/月。其中，湖南三安項(xiàng)目包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝產(chǎn)業(yè)鏈，總占地面積約 1,000 畝，總建筑面積超 50 萬平米，項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，配套產(chǎn)能約 36 萬片/年。
4.2、中微公司：正開發(fā)SiC專用MOCVD設(shè)備
中微公司主要從事高端半導(dǎo)體設(shè)備及泛半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司基于在半導(dǎo)體設(shè)備 制造產(chǎn)業(yè)多年積累的專業(yè)技術(shù)，涉足半導(dǎo)體集成電路制造、先進(jìn)封裝、LED 外延片生產(chǎn)、功率器 件、MEMS 制造以及其他微觀工藝的高端設(shè)備領(lǐng)域。1）等離子體刻蝕設(shè)備：已應(yīng)用于國際一線 客戶從 65 納米到 14 納米、7 納米和 5 納米及更先進(jìn)的集成電路加工制造生產(chǎn)線及先進(jìn)封裝生產(chǎn) 線。2）MOCVD 設(shè)備：在行業(yè)領(lǐng)先客戶的生產(chǎn)線上大規(guī)模投入量產(chǎn)，公司已成為世界排名前列的 氮化鎵基 LED 設(shè)備制造商。截至 2022 年 6 月底，公司設(shè)備累計付運(yùn)臺數(shù)達(dá) 2654 個反應(yīng)臺，在 客戶 73 條生產(chǎn)線全面量產(chǎn)。
中微公司積極布局SiC材料功率器件外延生長設(shè)備和技術(shù)研發(fā)，牽頭人具有25年以上相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)公司公告，公司將總投資 37.56 億元用于中微臨港總部和研發(fā)中心項(xiàng)目，其中部分資金用于 公司 7 類新產(chǎn)品的研發(fā)項(xiàng)，其中一種就是寬禁帶功率器件外延生長設(shè)備，主要包括 SiC 材料功率 器件的外延生長設(shè)備和技術(shù)的研發(fā)。該項(xiàng)目牽頭人具有 25 年以上化合物半導(dǎo)體材料外延工藝開發(fā)、 設(shè)備研發(fā)及營運(yùn)的經(jīng)驗(yàn)。目前項(xiàng)目處于研究階段，已擁有 10 余項(xiàng)專利技術(shù)儲備，預(yù)計將持續(xù)至 2025 年底。
4.3、天岳先進(jìn)：國內(nèi)領(lǐng)先的SiC襯底企業(yè)
天岳先進(jìn)主要從事 SiC 襯底的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于微波電子、電力電子等領(lǐng)域。憑借卓越的研發(fā)及創(chuàng)新能力，天岳先進(jìn)已成為全球?yàn)閿?shù)不多的掌握半絕緣型和導(dǎo)電型 SiC 襯底、 產(chǎn)品尺寸較全的 SiC襯底生產(chǎn)商。1）半絕緣型：在發(fā)達(dá)國家對我國實(shí)行技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn)的背 景下，公司自主研發(fā)出半絕緣型 SiC 襯底產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了我國核心戰(zhàn)略材料的自主可控。2）導(dǎo)電 型：公司已成功掌握導(dǎo)電型 SiC 襯底材料制備的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化能力。在優(yōu)先保障半絕緣型 SiC 襯 底材料戰(zhàn)略供應(yīng)之余，進(jìn)行導(dǎo)電型 SiC 襯底材料的研發(fā)和小批量銷售，目前正在電力電子領(lǐng)域客 戶中進(jìn)行驗(yàn)證。
天岳先進(jìn)半絕緣型產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)對國內(nèi)下游核心客戶的批量供貨，并獲得國外知名半導(dǎo)體公司認(rèn)可。公司通過持續(xù)的技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)，于 2015 年實(shí)現(xiàn)了 4 英寸半絕緣型 SiC 襯底的量產(chǎn)能力。2018 年，公司通過下游行業(yè)主要的領(lǐng)先客戶 A 的驗(yàn)證并開始批量供貨。隨后，公司又獲得下游行 業(yè)主要客戶 B 的認(rèn)證，并獲得大批量訂單，國內(nèi)市場份額進(jìn)一步提升。根據(jù) yole 報告統(tǒng)計，2021 年公司在半絕緣 SiC 襯底領(lǐng)域，市場占有率連續(xù)三年保持全球前三。
天岳先進(jìn)導(dǎo)電型 SiC 襯底部分送樣已陸續(xù)通過客戶驗(yàn)證，正加快提升導(dǎo)電型襯底產(chǎn)能建設(shè)。2022 年 7 月，公司與某客戶簽署重大合同，23 年至 25 年向合同對方銷售 6 英寸導(dǎo)電型 SiC 襯底產(chǎn)品 （用于功率），預(yù)計三年合計含稅銷售金額為 13.9 億元。此外，2021 年公司募投資金 25 億元用 于“SiC 半導(dǎo)體材料項(xiàng)目”。該項(xiàng)目主要用于生產(chǎn) 6 英寸導(dǎo)電型 SiC 襯底材料，預(yù)計 2022Q3 實(shí)現(xiàn)一 期項(xiàng)目投產(chǎn)，于 2026 年達(dá)產(chǎn)后，將新增 SiC 襯底材料產(chǎn)能約 30 萬片/年，將用于滿足下游電動汽 車、新能源并網(wǎng)、智能電網(wǎng)、儲能、開關(guān)電源等 SiC 電力電子器件應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛需求。未來， 產(chǎn)能的逐步投產(chǎn)將有助于天岳先進(jìn)市場占有率的進(jìn)一步提高。
4.4、聞泰科技：安世半導(dǎo)體SiC二極管產(chǎn)品已經(jīng)出樣
聞泰科技主營業(yè)務(wù)包括半導(dǎo)體 IDM、光學(xué)影像、通訊產(chǎn)品集成三大業(yè)務(wù)板塊。目前已經(jīng)形成從半 導(dǎo)體芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試、半導(dǎo)體設(shè)備，到光學(xué)影像、通訊終端、筆記本電腦、IoT、 服務(wù)器、汽車電子產(chǎn)品研發(fā)制造于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。旗下安世半導(dǎo)體是全球知名的半導(dǎo)體 IDM 公司，是原飛利浦半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品事業(yè)部，有 60 多年半導(dǎo)體研發(fā)和制造經(jīng)驗(yàn)，客戶超過 2.5 萬個，產(chǎn)品種類超過 1.5 萬種，每年新增 800 多種新產(chǎn)品，全部為車規(guī)級產(chǎn)品。
安世半導(dǎo)體 SiC 技術(shù)研發(fā)進(jìn)展順利，SiC 二極管產(chǎn)品已經(jīng)出樣。2021 年，聞泰科技半導(dǎo)體業(yè)務(wù)研 發(fā)投入 8.37 億元，進(jìn)一步加強(qiáng)了在中高壓 MOSFET、化合物半導(dǎo)體 SiC 和 GaN 產(chǎn)品、IGBT 以 及模擬類產(chǎn)品的研發(fā)投入。在化合物半導(dǎo)體產(chǎn)品方面，聞泰目前已推出硅基氮化鎵功率器件(GaN FET)，已通過 AECQ 認(rèn)證測試并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并協(xié)同產(chǎn)業(yè)合作伙伴完成了 GaN 在電動車逆變器、 電控、電源等方案的設(shè)計工作。SiC 技術(shù)研發(fā)也進(jìn)展順利，SiC 二極管產(chǎn)品已經(jīng)出樣 IGBT 產(chǎn)品方 面，目前產(chǎn)品流片已經(jīng)完成，正處測試驗(yàn)證階段。新的模擬 IC 類產(chǎn)品也正處在加速研發(fā)推進(jìn)中。
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