电子元器件行业：半导体系列报告之二碳化硅能量转换链的材料变革-211230（34页）.pdf

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1、 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野本土智慧全球视野本土智慧 行业行业研究研究 Page1 行业行业研究研究 Page1 证券研究报告证券研究报告深度报告深度报告 电子元器件电子元器件 半导体系列报告之半导体系列报告之二二 超配超配 2021 年年 12 月月 30 日日 一年该行业与一年该行业与上证综指上证综指走势比较走势比较 行业深度行业深度 碳化硅碳化硅：能量转换链的材料变革能量转换链的材料变革 碳化硅是功率器件材料碳化硅是功率器件材料端的技术端的技术演进演进 随着终端应用电子架构复杂程度提升，硅基器件物理极限无法满足部分高压、高温、高频及低功耗的应用要求，具备热导率高、临界击穿

2、场强高、电子饱和漂移速率高等特点的碳化硅（SiC）器件作为功率器件材料端的技术迭代产品出现，应用于新能源汽车、光伏、工控等领域，在电力电子设备中实现对电能的高效管理。以逆变器为例，碳化硅模块代替硅基 IGBT 后，逆变器输出功率可增至硅基系统的 2.5 倍，体积缩小 1.5倍，功率密度为原有 3.6 倍，最终实现系统成本整体降低。 碳化硅碳化硅技术壁垒高，技术壁垒高，技术演进空间大技术演进空间大 一方面，由于碳化硅长晶速度慢，每小时仅生长 0.2-0.3mm，在 200 多种晶型中仅一种可用（SiC-4H） ，且晶棒切割难度大，因此碳化硅衬底从样品到稳定批量供货大约需要 5 年；另一方面，作为

3、碳化硅器件性能及可靠性的关键，高压器件用、低缺陷密度且均匀掺杂的碳化硅外延工艺难度大；叠加离子注入、栅氧可靠性及客户验证等器件端挑战，碳化硅市场进入壁垒高，技术挑战大。未来，碳化硅将继续向衬底大尺寸化、切割高效化及器件模块化等低成本高可靠性方向发展。 上游产能不断扩充，产业上游产能不断扩充，产业垂直整合垂直整合加速加速 碳化硅衬底成本占比为 46%， 外延成本占比为 23%， 产业链价值量倒挂，衬底供应商掌握了产业链的核心话语权。以 Wolfspeed 为例，其衬底产能全球第一， 已获 13 亿美元长期协议， 在车规级器件端扩展迅速。 目前， ST、英飞凌、安森美等传统功率器件商均在上游材料进

4、行扩产，同时基于多年客户积累与汽车等终端建立合作，产业垂直整合加速。我国目前在衬底端已开始占据一定市场份额， 如山东天岳 2020 年半绝缘衬底全球市占率已至 30%；而器件端，目前全球意法半导体一家独大，国内公司尚属发展早期，但已有部分企业如斯达半导、比亚迪半导体等碳化硅模块已实现上车应用。 新能源汽车驱动新能源汽车驱动市场加速市场加速，国内国内 SiC 产业链蓄势待发产业链蓄势待发 根据 Yol预测，碳化硅器件市场将从 2019 年 5 亿美元增至 2025 年 25亿美元，复合增速达 30%。其中，新能源汽车作为主驱动力，从 2019年 2.25亿增至 2025年 15 亿美元， 占整个

5、市场 60%， 对应复合增速 38%。随着快充需求增加，电动汽车逐步向 800V 架构过渡，碳化硅渗透加速。目前，国内企业在衬底端已有开始占据少量份额，器件端仍属发展早期。未来，考虑产业链价值量分布及客户优势等因素，我们认为上游拥有衬底量产技术、外延能力的企业及拥有功率半导体经验、下游客户或具备大量上车数据的功率半导体公司有望脱颖而出。 国内国内 SiC 产业链产业链上市或上市或 IPO 阶段阶段相关公司相关公司：天岳先进（衬底） 、凤凰光学（外延） 、斯达半导（器件） 、比亚迪半导体（器件） 、中车时代电气（器件） 、华润微（器件）等。 风险提示：风险提示：新能源汽车销量不及预期；碳化硅器件

6、渗透不及预期等。 相关研究报告：相关研究报告： 电子行业 2022 年投资策略：关注量变引起质变的 3C 创新及国产替代 2021-12-27 电子行业周报：多品牌折叠机纷至沓来，关注铰链及 UTG 2021-12-27 电子行业周报： 2021 年全球半导体资本支出创新高 2021-12-20 电子行业周报：Meta 元宇宙生态再进阶，OPPO 折叠机将面市 2021-12-15 电子行业周报：大厂增产 MLCC，4Q 折叠新机频发 2021-12-06 独立性声明：独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，其结