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1、本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 天岳先进（688234）深度报告 SiC 业务景气向上，国内龙头突围在即 2022 年 01 月 19 日 Table_Summary 天岳先进：蓄势待发的国产碳化硅衬底龙头。天岳先进成立于 2010 年，是国内领先的宽禁带半导体（第三代半导体）衬底材料生产商，主要从事半绝缘型和导电型碳化硅衬底的研发、生产和销售。公司主营产品为 4 英寸半绝缘型碳化硅衬底，正在募投进行 6 英寸导电型碳化硅衬底建设。公司营收由 2018 年的 1.36 亿元增长至 2020 年的 4.25 亿元，年复合增长率达 76.8%，主要受益

2、于碳化硅基射频器件需求增长。天岳先进股权结构稳定，实控人为董事长宗艳民。随着哈勃投资的入股和公司股权激励计划的实施，公司经营活力有望进一步提升。 碳化硅衬底市场需求快速增长，国产替代势在必行。受益于碳化硅衬底优越的性能和下游旺盛的需求，全球半绝缘型和导电型碳化硅衬底市场规模稳定扩大，2019 年至 2020 年，全球半绝缘型碳化硅衬底市场规模由 1.54 亿增至 1.82 亿美元增幅达 17.88%； 2018 年至 2020 年， 全球导电型碳化硅衬底市场规模从 1.73 亿美元增长至 2.76 亿美元，复合增长率为 26.36%。同时，目前行业内厂商的半绝缘性和导电型碳化硅衬底主要量产尺寸

3、集中在 4 英寸和 6 英寸，且有大尺寸化发展的趋势。由于碳化硅衬底行业壁垒较高，生产企业和主要下游客户较为集中。目前碳化硅衬底的生产仍由美国的龙头厂商主导，因此其具有广阔国产替代空间。 深入布局碳化硅衬底，助力成为行业龙头。公司自主研发半绝缘型碳化硅衬底产品，有力保障国内产品的供应。作为国内较早从事碳化硅衬底业务的生产企业，公司具有丰富的技术储备和生产管理经验、较强的产品质量控制能力和一定的产业规模。2020 年，公司碳化硅衬底产能为 48064 片，较上年增长 140.52%。同时，2020 年销量为 38866 片， 较上年增长 99.39%。 核心生产环节的晶棒良品率由 2019年的

4、38.57%上升至 2020 年的 50.73%，对公司产品质量的提升起到了明显的带动作用。 2018-2020 年公司衬底良品率总体保持在 70%以上， 各年度受产品指标变化的影响存在一定波动。公司与大客户达成稳定良好的战略合作关系，与重要客户均有长期合作的意愿，业绩有望持续增长。 募投项目加码碳化硅产能释放，满足下游市场需求。公司拟募集资金 25 亿，投入碳化硅半导体材料项目，提升产品质量和技术水平，并扩大碳化硅单晶衬底的生产能力，满足公司产品日益增长的市场需求，为公司业绩持续增长提供保障。 投资建议：我们预计公司 2021-2023 年归母净利润为 0.82/1.62/2.03 亿元，对

5、应 2021-2023 年 EPS 分别为 0.19/0.38/0.47 元，PE 分别为 401/204/163 倍。6 英寸导电型碳化硅衬底对公司业务贡献增量主要从 23 年开始， 考虑到公司在半绝缘型碳化硅衬底领域的龙头地位，导电型碳化硅衬底有望顺利扩产，2023 年之后成长性显著，首次覆盖，给予“推荐”评级。 风险提示：行业竞争加剧；下游需求不及预期；扩产不及预期。 Table_Profit 盈利预测与财务指标 项目/年度 2020 2021E 2022E 2023E 营业收入（百万元） 425 519 709 1,009 增长率（%） 58.2 22.2 36.5 42.3 归属母公

6、司股东净利润（百万元） -642 82 162 203 增长率（%） -219.7 112.8 96.9 25.1 每股收益（元） -1.66 0.19 0.38 0.47 PE / 401 204 163 PB 15.5 6.4 6.2 6.0 资料来源：Wind，民生证券研究院预测； （注：股价为 2022 年 1 月 18 日收盘价） 推荐 首次评级 当前价格： 76.82 元 天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 目录 1 天岳先进：蓄势待发的国产碳化硅衬底龙头 . 3 1.1 国内半导体前沿生产商，进军国际碳

7、化硅衬底市场 . 3 1.2 收入稳定增长，半绝缘型衬底业务渐入佳境 . 4 1.3 股权结构稳定，激励措施提升活力 . 6 1.4 加大研发投入，提升竞争优势 . 7 1.5 管理团队带领研发，助力公司成长 . 8 2 碳化硅衬底市场需求快速增长，国产替代势在必行 . 9 2.1 碳化硅性能卓越，优势明显 . 9 2.2 射频器件需求增长拉动半绝缘型衬底市场扩张 . 10 2.3 导电型碳化硅衬底市场规模快速增长，功率器件应用广泛 . 12 2.4 高技术壁垒带来高集中度，国产化空间广阔 . 16 3 深入布局碳化硅衬底，奋力成为行业龙头 . 19 3.1 加速研发碳化硅衬底，占据先发优势

8、. 19 3.2 碳化硅衬底持续投产，良率稳健提升 . 20 3.3 客户资源优质，供应商集中度较高 . 21 3.4 天岳先进加速研发，助力国产碳化硅衬底突破 . 23 4 募投项目：加码碳化硅产能释放，满足下游市场需求 . 26 5 盈利预测与投资建议 . 28 5.1 盈利预测假设与业务拆分 . 28 5.2 费用率预测 . 29 5.3 估值分析 . 29 5.4 投资建议 . 30 6 风险提示 . 31 插图目录 . 33 表格目录 . 33 kYyWpZoNnNpPrRbRcM8OnPrRsQpNjMpPpOfQnPpPbRmNrRvPsQtRxNmOtP天岳先进-U(68823

9、4)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 1 天岳先进：蓄势待发的国产碳化硅衬底龙头 1.1 国内半导体前沿生产商，进军国际碳化硅衬底市场 公司于 2010 年成立，是一家国内领先的宽禁带半导体（第三代半导体）衬底材料生产商，主要从事碳化硅衬底的研发、生产和销售。公司不仅在 2019 年和 2020 年跻身半绝缘型碳化硅衬底市场的世界前三，还成功掌握了导电型碳化硅衬底材料制备的技术和产业化能力。经过十余年的技术发展，公司已掌握涵盖了设备设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工等环节的核心技术，自主研发了不同尺寸半绝缘型及导电型碳化硅衬底制备技

10、术。目前，公司主要产品是半绝缘型碳化硅衬底，导电型碳化硅衬底材料已形成小批量销售。 图 1：天岳先进产品种类 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 公司碳化硅衬底应用领域广泛，市场竞争地位突出。碳化硅衬底是新近发展的宽禁带半导体的核心材料，以其制作的器件具有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射等特点，具有开关速度快、效率高的优势，可大幅降低产品功耗、提高能量转换效率并减小产品体积。目前，碳化硅衬底主要应用于信息通信、无线电探测、新能源汽车、轨道交通、大功率输电变电等多个领域。公司凭借先进的开发技术和良好的产品质量，获得了优质的客户资源。尤其是半绝缘型碳化硅衬底产品方面，公司已到达行业领

11、先水平。 图 2：产品应用领域广泛 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 1.2 收入稳定增长，半绝缘型衬底业务渐入佳境 公司收入规模稳定增长。2018 年至 2020 年，随着公司半导体级碳化硅衬底销量和收入持续增长， 公司营收由 1.36 亿元增至 4.25 亿元， 年均复合增速 76.78%， 2021 年上半年营收 2.47亿元，公司营业收入呈稳步上涨态势。毛利润也逐年增长，从 2018 年的 0.35 亿元增至 2020 年的 1.5 亿元，2021 年上半年毛利

12、润 0.99 亿元。2018 年至 2020 年，公司净利润由-0.42 亿元降至-6.42亿元。 这是因为公司为了吸引经验丰富的高端人才、 建立稳定的研发和管理团队， 于2019年和 2020 年公司实施股权激励，分别产生 2.36 亿元、6.58 亿元的股份支付费用，2021 年上半年公司已实现净利润 0.48 亿元。在剔除非经常性损益因素影响后，公司 2019 年、2020 年和2021 年上半年实现盈利，归母净利分别为 522.91 万元、2268.78 万元、2317.27 万元。 图 3：公司营收净利（单位：亿元） 图 4：公司扣除非经常性损益后净利（单位：百万元） 资料来源：天岳

13、先进招股说明书，民生证券研究院 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 利润率方面，2018-2020 年公司毛利率分别为 25.57%、37.68%和 35.28%，提升明显但有所波动。2019 年，公司产品单价提高的同时单位成本降低，导致收入规模扩大和毛利率的提高。2020 年，由于部分产品的市场销售单价下降，公司总体毛利率较上年降低了 2.40 个百分点。 公司为了吸引与保留优秀的技术骨干和经营管理人才、 稳定核心人员和完善公司的经营状况，于 2019 年和 2020 年实施股权激励，使得净利率降低。 图 5：公司利润率情况 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 分业务来看

14、，半绝缘型衬底营收逐年增长，为公司业务营收的主要构成。由于公司领先的核心技术、持续扩张的产能以及下游行业需求的不断增长， 2018-2020 年，公司半绝缘型碳化硅-8-6-4-202462018年2019年2020年营业收入毛利润归母净利-60-50-40-30-20-18年2019年2020年-200%-150%-100%-50%0%50%2018年2019年2020年毛利率净利率天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 衬底的销量从 7998 片增至 37670 片。同时，半绝缘型衬底营收占比不

15、断提高，使得公司总体营业收入持续增长。2018-2020 年，公司半绝缘型碳化硅衬底的营收从 7,789.37 万元增至34,674.83 万元。但由于公司产能有限且优先聚焦于半绝缘型衬底生产与销售，导电型衬底销售收入较少。 毛利率方面，2018-2020 年公司半绝缘型和导电型衬底的毛利率逐年增长，而其他业务的毛利率在 2020 年出现下降。碳化硅衬底方面，得益于持续放大发国内市场需求和良好的产品品质，2018-2020 年公司半绝缘型和导电型衬底毛利率逐年稳定上升。其他业务方面，2020 年晶棒的市场价格下降，导致公司其他业务毛利率在 2020 年明显下降。 图 6：公司分业务营收（单位：

16、亿元） 图 7：公司分业务毛利率 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 从公司的主要收入来源半绝缘型衬底来看，半绝缘型衬底销量持续快速增长，2020 年半绝缘衬底销量较上年增长 112.66%，收入较上年增长 89.81%。主要得益于以下三大原因：(1)近年来随着下游领域对半导体器件的性能提出更高的要求，碳化硅器件产品呈现较强的竞争优势，其应用得到快速推广，对半绝缘型衬底的市场需求大幅增加。(2)凭借公司的技术实力、 优质的产品和售后服务体系，公司逐渐积累半导体行业下游关键客户资源，公司的半绝缘碳化硅衬底产品批量且稳定地供应给通信设备领先企

17、业和无线电探测领域重要企业，与其保持良好的业务关系。(3)公司产能持续扩张，有力地保障了收入的快速增长。 2018-2020 年，公司半绝缘型碳化硅衬底的单价先上升后下降。由于市场需求旺盛，2019年半绝缘型衬底的单价上升。随着公司生产工艺不断改进，半导体晶体及衬底的合格率提升，使得 2020 年半绝缘型衬底单位成本下降 20.37%，公司在单位成本降低的情况下，为了推动碳化硅下游产品的发展和渗透，对售价进行一定的下调，因此 2020 年公司半绝缘产品的单价有所下降。 05003003504004502018年2019年2020年半绝缘型衬底导电型衬底其他业务-60%-4

18、0%-20%0%20%40%60%80%2018年2019年2020年2021H1半绝缘型衬底导电型衬底其他业务天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 图 8：半绝缘型碳化硅衬底销量及单价情况 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 1.3 股权结构稳定，激励措施提升活力 天岳先进股权结构稳定，董事长宗艳民是实控人。公司董事长宗艳民先生通过直接持股以及通过上海麦明、上海铸傲的间接持股，合计持有公司 42.75%的股份。其他重要股东有海通证券（辽宁中德、辽宁海通新能源、海通创新） 、济南国材、哈勃投资，这些股东均持有

19、 5%以上的股份。其中，哈勃投资是华为为了打造国产半导体供应链而建立的公司。公司在 2019 年获得华为哈勃投资的入股。受益于华为的扶持，公司产品的进一步研发有了资金上的保障，有利于公司提高产品竞争力。 股权激励提升经营活力和创新力。公司设立了上海麦明、上海铸傲两个直接员工持股平台以及上海爵芃和上海策辉两个间接员工持股平台进行股权激励，持股员工共计 102 名。作为科技创新型企业， 公司针对主要核心员工实施的股权激励有利于吸引与保留优秀的技术骨干和经营管理人才，稳定核心人员和完善公司的经营状况，进一步增强公司的竞争力。 图 9：公司股权结构 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 8.0

20、8.48.89.29.610.010.410.80820192020销量（万片，左轴）平均价格（千元/片，右轴）天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 1.4 加大研发投入，提升竞争优势 作为高新技术企业，核心技术对公司竞争力有着重要的影响。目前，公司已掌握涵盖了设备设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工等各类核心技术，碳化硅衬底产品技术水平已达到国内领先、国际先进水平，并积极与产业需求深度融合，积累了一系列具有竞争优势的行业技术成果。碳化硅衬底制备技术不仅体现在设备、热场和工艺设计上，也体现

21、在技术实现过程中的各个环节上。因此，公司通过研发团队的开拓创新和合力研发，致力于形成既有强大技术又有详细技术细节的全面研发局面。截至 2020 年末，公司拥有授权专利 286 项，其中境内发明专利66 项，境外发明专利 1 项。 表 1：天岳先进核心技术 技术名称 技术特点 正在使用 碳化硅单晶生长设备、热场设计制造技术 实现均匀热场结构，提升晶体质量和良率 高纯碳化硅粉料制备技术 实现极高纯度碳化硅粉料制备 精准杂质控制技术及电学性能控制技术 实现高纯度、 高电阻率的半绝缘碳化硅单晶制备， 以及低阻导电碳化硅单晶制备 碳化硅单晶应力和缺陷控制技术 实现低缺陷密度的单晶制备 碳化硅单晶衬底超精

22、密加工技术 实现对碳化硅单晶衬底的超精密加工 处于储备阶段 液相法碳化硅单晶制备技术 制备缺陷密度低、晶体尺寸大的碳化硅单晶 有助 GaN 外延层质量优化的碳化硅衬底处理技术 应用于 GaN 外延时的外延层质量更高 P 型碳化硅单晶制备技术 使晶体中的载流子类型为空穴， 从而实现衬底的 P 型导电特性 碳化硅单晶生长、衬底加工及检测相关的深度机器学习技术 获得更加优化的材料制备参数组合及更加自动化的检测方法 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 持续深化核心技术，加大研发投入。公司持续加大研发力度，2018 年至 2020 年研发费用分别为 2,510.39 万元、 2,474.82

23、万元、 6,252.79 万元， 占营业收入的比例为 18.44%、 9.22%、14.72%。其中，2020 年公司投入了大量资金购买设备和开展研发，导致研发费用大幅上涨，较上年增加 152.66%。同时，公司与多家企业合作研发，以获得更加先进和完备的技术。 图 10：2018-2020 年天岳先进研发投入（单位：亿元） 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 0%5%10%15%20%00.511.522.533.544.5201820192020研发投入（左轴）营业收入（左轴）研发费用率（右轴）天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免

24、责声明 证券研究报告 8 1.5 管理团队带领研发，助力公司成长 公司的跨越式发展离不开卓越的管理团队。 公司高管具有丰富的管理经验和深厚的研发功底，带领团队先后攻克了原料提纯、碳化硅材料生长及缺陷控制、衬底加工等一系列难题，掌握了碳化硅半导体材料产业化核心关键技术， 实现 2-6 英寸宽禁带半导体材料研发或产业化， 实现了国家核心战略材料的自主可控。 董事长、总经理宗艳民先生，硅酸盐工程专业学士。1987 年 8 月至 2002 年 10 月，任济南灯泡厂技术处工艺工程师；2002 年 10 月至 2020 年 10 月，任济南天业董事长兼总经理；2010年 11 月至 2020 年 11

25、月，历任天岳有限执行董事、董事长、总经理等职务；2020 年 11 月至今，任天岳先进董事长、总经理。 董事、首席财务官钟文庆先生，理学硕士学位。1995 年 7 月至 1997 年 6 月，任美国特勒克斯公司财务及行政主管；1998 年 1 月至 1999 年 2 月，任美国品食乐食品有限公司财务计划和分析经理； 1999 年 3 月至 2001 年 3 月， 任美国施乐中国有限公司财务总监、 市场总监； 2001年 7 月至 2003 年 11 月，任世纪愿景公司首席财务官；2003 年 12 月至 2005 年 4 月，任美国电子数据系统公司 UGS PLM 大中华区财务总监；2005

26、年 5 月至 2010 年 11 月，历任沃尔沃建筑设备公司中国区首席财务官、产品线首席财务官、国际区业务发展副总裁；2011 年 9 月至2018 年 12 月， 任瑞迈国际总裁； 2018 年 12 月至 2019 年 8 月， 任天岳有限首席财务官； 2019年 8 月至 2020 年 11 月，任天岳有限董事、首席财务官；2020 年 11 月至今，任天岳先进董事、首席财务官。 董事、 首席技术官高超先生， 材料物理与化学专业博士学位。 2014 年 7 月至 2017 年 1 月，任天岳有限研发工程师；2017 年 1 月至 2019 年 8 月，任天岳有限研发中心主任；2019 年

27、 8月至 2020 年 11 月，任天岳有限董事、研发中心主任；2020 年 11 月至今，任天岳先进董事、首席技术官。 图 11：天岳先进管理团队 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 2 碳化硅衬底市场需求快速增长，国产替代势在必行 2.1 碳化硅性能卓越，优势明显 碳化硅衬底是一种由碳和硅两种元素组成的化合物半导体单晶材料， 以其制作的器件具有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射等特点，具有开关速度快、效率高的优势，可大幅降低产品功耗、提高能量转换效率并减小产品体积。

28、 与硅相比， 碳化硅拥有更为优越的电气特性。 第一， 碳化硅击穿电场强度大， 是硅的 10 倍，用碳化硅制备器件可以极大地提高耐压容量、工作频率和电流密度。第二，碳化硅的禁带接近硅的 3 倍，可以保证碳化硅器件在高温条件下工作的可靠性。第三，碳化硅的热导率比硅更高，有助于碳化硅器件的散热，碳化硅器件也因此对散热的设计要求更低，有助于实现设备的小型化。第四，碳化硅的饱和电子漂移速率大，是硅的 2 倍，这决定了碳化硅器件可以实现更高的工作频率和更高的功率密度。基于这些优良的特性，碳化硅衬底的使用极限性能优于硅衬底，可以满足高压、高温、高频、大功率等条件下的应用需求，已应用于射频器件及功率器件。 表

29、 2：半导体材料的指标参数 指标参数 硅 砷化镓 碳化硅 氮化镓 备注 禁带宽度（eV） 1.12 1.43 3.2 3.4 禁带宽度越大，耐高电压和高温性能越好 饱和电子漂移速率（107cm/s） 1.0 1.0 2.0 2.5 电子迁移速率越高，电阻率越小 热导率（Wcm-1K-1） 1.5 0.54 4.0 1.3 热导率越高，工作温度上限越高 击穿电场强度（MV/cm） 0.3 0.4 3.5 3.3 击穿电场强度越高越耐高压 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 具体到器件产品来看，以碳化硅为衬底制成的功率器件相比硅基功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势

30、，将极大地提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率。相同规格的碳化硅基 MOSFET 与硅基 MOSFET 相比，其尺寸可大幅减小至原来的 1/10，导通电阻可至少降低至原来的 1/100。 相同规格的碳化硅基 MOSFET 较硅基 IGBT 的总能量损耗可降低 70%。 图 12：硅基与碳化硅基 MOSFET 对比（1000V 电压） 图 13：硅基 IGBT 与碳化硅 MOSFET 对比（40kHz 开关频率） 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 按照电学性能的不同，碳化硅衬底可分为半绝缘型碳化硅衬底和导电型碳化硅衬底两类，这天岳先进-

31、U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 两类衬底经外延生长后主要用于制造功率器件、射频器件等分立器件。 其中，半绝缘型碳化硅衬底主要应用于制造氮化镓射频器件。通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成 HEMT 等氮化镓射频器件。 导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件。与传统硅功率器件制作工艺不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化硅衬底上，需在导电型衬底上生长碳化硅外延层得到碳化硅外延片，并在外延层上制造肖特基二极管、MOSFET、IGBT 等功率器件。 表 3：半绝缘型和导电型碳化硅衬

32、底的对比 种类 电阻率 尺寸 外延 器件 应用领域 半绝缘型碳化硅衬底 105cm 以 4 英寸为主，逐渐向 6 英寸衬底发展 氮化镓外延 射频器件 信息通讯、无线电探测 导电型碳化硅衬底 1530mcm 以 6 英寸为主，8 英寸衬底开始发展 碳化硅外延 功率器件 在新能源汽车，轨道交通以及大功率输电变电 资料来源： 天岳先进招股说明书， 民生证券研究院 2.2 射频器件需求增长拉动半绝缘型衬底市场扩张 半绝缘型碳化硅衬底制备的氮化镓射频器件主要为面向通信基站以及雷达应用的功率放大器。目前主流的射频器件有砷化镓、硅基 LDMOS、碳化硅基氮化镓等不同类型。其中，砷化镓器件已在功率放大器上得到

33、广泛应用， 硅基 LDMOS 器件也已在通讯领域应用多年， 但其主要应用于小于 4GHz 的低频率领域。碳化硅基氮化镓射频器件同时具备了碳化硅的高导热性能和氮化镓在高频段下大功率射频输出的优势，随着信息技术产业对数据流量、更高工作频率和带宽等需求的不断增长，氮化镓器件在基站中应用越来越广泛。氮化镓射频器件正在取代 LDMOS 在通信宏基站、雷达及其他宽带领域的应用。根据 Yole 预测，至 2025 年，功率在 3W 以上的射频器件市场中，砷化镓器件市场份额基本维持不变的情况下，氮化镓射频器件有望替代大部分硅基 LDMOS 份额，占据射频器件市场约 50%的份额。 图 14： 不同类型射频器件

34、市场份额预测 （功率在 3W 以上） 图 15：不同材料微波射频器件的应用范围对比 资料来源：天岳先进招股说明书，Yole，民生证券研究院 资料来源：Analog Dialogue，民生证券研究院 在应用方面，5G 通信推动着碳化硅成为射频器件的主流材料。5G 通讯高频、高速、高功率的特点对微波射频器件提出了更高要求， 对目前采用的砷化镓和硅基 LDMOS 器件提出了挑战。不同于砷化镓和硅基 LDMOS 器件的固有缺陷，如高频段性能差、功率效率较差等。由半绝缘型天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 11 碳化硅衬底制备的氮

35、化镓射频器件在高频段表现良好、能抗高温高压，具有高功率处理能力，已逐步成为 5G 时代较大基站功率放大器的候选技术。 图 16：5G 基站发展趋势 资料来源：赛迪顾问，民生证券研究院 随着全球 5G 通讯技术的发展和推广， 5G 基站建设将为射频器件带来新的增长动力。 据 Yole预测，射频功率放大器市场规模将从 2018 年的 60 亿美元增长到 2025 年的 104 亿美元。随着5G 市场对碳化硅基氮化镓器件需求的增长，半绝缘型碳化硅晶片的需求量也将大幅增长，未来碳化硅市场将进一步扩大。 图 17：2018-2025 年全球射频器件市场规模预测 资料来源：天科合达招股说明书，Yole，民

36、生证券研究院 全球市场规模持续扩大，天岳先进市场份额全球前三。受下游 5G 基站强劲需求驱动，碳化硅基氮化镓高频射频器件将逐步加强市场渗透，市场空间广阔。根据 Yole 数据，半绝缘型碳化硅衬底的市场规模增长较快，从 2019 年的 1.54 亿美元到 2020 年的 1.82 亿美元，同比增长18%。2020 年，天岳先进市场规模在金额上较上年同比增长 96.48%，市场占有率较上年增长12 个百分点，大大缩小了与国外竞争对手的差距。 天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 12 图 18：全球半绝缘型碳化硅衬底市场规模（

37、单位：百万美元） 图 19：全球半绝缘型碳化硅衬底市场份额 资料来源：天岳先进招股说明书，Yole，民生证券研究院 资料来源：天岳先进招股说明书，民生证券研究院 为提高生产效率并降低成本，大尺寸是碳化硅衬底制备技术的重要发展方向。目前行业内公司主要量产产品尺寸集中在 4 英寸及 6 英寸。受下游 5G 基站强劲需求驱动，碳化硅基氮化镓射频器件将逐步加强市场渗透，市场空间广阔。2020-2025 年，中国市场来看，4 英寸半绝缘型碳化硅衬底预计逐步从 4 万片减少到 2 万片， 6 英寸衬底将从 5 万片增长到 10 万片； 20252030年，4 英寸衬底将逐渐退出市场，6 英寸衬底将增长至

38、20 万片。 图 20：中国半绝缘型碳化硅衬底市场规模（万片） 资料来源：中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟，DT 新材料，民生证券研究院 2.3 导电型碳化硅衬底市场规模快速增长，功率器件应用广泛 导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件， 功率器件是电力电子行业的重要基础元器件之一，广泛应用于电力设备的电能转化和电路控制等领域，涉及经济与生活的方方面面。碳化硅功率器件以其优异的耐高压、耐高温、低损耗等性能，较好地契合功率器件的要求，因而在近年被快速推广应用，例如新能源汽车、光伏发电等领域。 550200%20%40%60%20

39、192020科锐公司贰陆公司天岳先进05720202025E2030E4英寸6英寸天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 13 图 21：碳化硅功率器件的应用领域 资料来源：天科合达招股说明书，民生证券研究院 新能源车是功率器件的一个重要应用。 新能源车系统架构中涉及到功率半导体应用的组件包括：电机驱动系统、车载充电系统(OBC)、电源转换系统(车载 DC/DC)和非车载充电桩。根据现有技术方案， 每辆新能源汽车使用的功率器件价值约 700 美元到 1000 美元。 碳化硅功率器件应用于电机驱动系统中的

40、主逆变器，能够显著降低电力电子系统的体积、重量和成本，提高功率密度；碳化硅器件亦应用于车载充电系统和电源转换系统，能够有效降低开关损耗、提高极限工作温度、 提升系统效率， 目前全球已有超过 20 家汽车厂商在车载充电系统中使用碳化硅功率器件。 图 22：预计碳化硅器件可节省 200-600 美元的整车成本 资料来源：CREE，民生证券研究院 在节能减排及驾驶舒适性的更高要求下，新能源汽车逐渐替代传统汽车走向公众视野。而技术的进步和政策的驱动则为新能源汽车的快速普及创造了有利条件。就渗透率来看，目前虽然销量提升明显，但渗透率方面仍有较大空间。不过，随着新能源电池技术进一步成熟，续航能力提天岳先进

41、-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 14 升及成本进一步下降，预计未来全球新能源车渗透率将进一步提升。据 HSBC 数据， 2020 年全球新能源车渗透率达 4%，这一数字有望在 2025 年提升至 20%。 图 23：全球新能源汽车渗透率 资料来源：HSBC，民生证券研究院 由于碳化硅取代硅基器件降低光伏发电系统损耗，碳化硅产品预计会逐渐替代硅基器件，被广泛应用于光伏发电领域。在光伏发电应用中，基于硅基器件的传统逆变器成本约占系统 10%左右，却是系统能量损耗的主要来源之一。而使用碳化硅材料，可将转换效率可从 96%提升至99

42、%以上，能量损耗降低 50%以上，设备循环寿命提升 50 倍。根据 CASA 预测，在 2025 年，碳化硅功率器件占比将达到 50%，相比 2020 年增长 40 个百分点，并将持续扩大占比。 图 24：光伏逆变器中碳化硅功率器件占比预测 资料来源：天科合达招股说明书，CASA，民生证券研究院 此外，碳化硅材料可以显著提升列车牵引系统节能效果，符合轨道交通大容量、轻量化和节能型牵引变流装置的应用需求，将在轨道交通中得到广泛应用。同时，由于碳化硅抗高温高压高频的特性，完美切合智能电网发展需求，被应用在固态变压器、柔性交流输电、柔性直流输电、高压直流输电及配电系统等应用方面推动智能电网的发展和变

43、革。 虽然 2018 年碳化硅在轨道交通的应用占比仅为 2%，但 CASA 预测在 2030 年碳化硅在轨道交通功率器件的应用占比将达0%20%40%60%80%100%20202025E2030E2035E2040E2048E碳化硅功率器件占比天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 15 30%，渗透率不断提升。 伴随新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等产业的快速发展，功率器件的使用需求大幅增加。据 IHS 数据，2020 年全球功率半导体市场规模达 143 亿美元，其中中国是全球最大的功率半导体消费国，2020 年

44、中国功率半导体市场规模达 56 亿美元，全球占比约为 39%。受新能源汽车庞大需求的驱动，以及电力设备等领域的带动，2021 年全球功率器件的市场规模或超过 147 亿美元，其中中国功率半导体市场规模预计 57 亿美元。 图 25：轨道交通中碳化硅功率器件占比预测 图 26：2017-2021 年功率半导体市场规模（单位：亿美元） 资料来源：天科合达招股说明书，CASA，民生证券研究院 资料来源：IHS，民生证券研究院 国内导电型碳化硅衬底的市场规模取得较快增长。 得益于碳化硅功率器件在电动汽车等下游应用的增长，导电型碳化硅衬底市场未来将快速发展。2018 年至 2020 年，全球导电型碳化硅

45、衬底市场规模从 1.73 亿美元增长至 2.76 亿美元，复合增长率为 26.36%。 从导电型碳化硅衬底晶圆尺寸方面来看，6 英寸导电型碳化硅衬底将保持高速增长态势，根据中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟数据，预计 2020-2025 年国内市场 4 英寸逐步从 10万片市场减少到 5 万片，6 英寸晶圆将从 8 万片增长到 20 万片；20252030 年：4 英寸晶圆将逐渐退出市场，6 英寸晶圆将增长至 40 万片。 图 27：中国导电型碳化硅衬底市场规模（万片） 资料来源：中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟、DT 新材料，民生证券研究院 0%20%40%60%80%100%201820

46、30E2040E2050E硅基IGBT器件混合碳化硅器件全碳化硅器件碳化硅分立器件0500202021E中国全球0554045201720202025E2030E4英寸6英寸天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 16 2.4 高技术壁垒带来高集中度，国产化空间广阔 碳化硅衬底属于高度技术密集型行业，具有极高的技术壁垒。技术迭代更新需要长期持续开展大量创新性的工作，同时需要获取海量的技术数据积累，以完成各工艺环节的精准设计。就碳化硅晶体制备而言，针对不同尺寸、

47、不同导电性能的碳化硅单晶衬底，碳化硅长晶炉需要实现高真空度、低真空漏率等各项性能指标，为高质量晶体生长提供适合的热场实现条件。碳化硅单晶生长过程中需要严格控制外部杂质的引入，在 2300以上高温的密闭石墨腔室内完成“固-气-固”的转化重结晶过程，稳定控制单一特定晶型的形成，从而获得极高纯度的半绝缘晶体或定向掺杂的导电型晶体。 图 28：碳化硅晶体的制备 资料来源：CREE，民生证券研究院 由于碳化硅衬底行业壁垒较高，生产企业和主要下游客户较为集中。碳化硅衬底的后道工序极其复杂，工艺需要与衬底材料的特性高度结合，因此公司一旦通过测试并进入产品阶段，较难被其他新进入者取代。全球衬底巨头包括国内的一

48、些衬底厂商，很多都是自研自产碳化硅单晶炉这将影响衬底生长的品质把控， 进一步拉高了后进者进入碳化硅衬底行业的难度。 国内半绝缘型碳化硅衬底下游行业集中度较高，规模化的下游企业较少。 从市占率角度来看，导电型碳化硅衬底环节呈现“一超”格局，美国企业科锐全球独大。由于美国企业起步较早，2018 年美国占有全球碳化硅晶片产量的 70%以上，科锐作为行业先驱，独自占据一半以上市场份额，剩余份额大部分被日本和欧洲的其他碳化硅企业占据。前三家企业合计占 90%的份额。 半绝缘型衬底方面，全球碳化硅晶片厂商呈现三家独大的格局。受益于领先的技术水平，2020 年美国的科锐公司和贰陆公司依旧合计占据近 70%的

49、市场份额， 但天岳先进近年来积极研发新品并不断改进工艺，产品质量得到下游市场的认可，使得市占率大幅提升，已经以 30%的市占率位列第三，缩小了与国外巨头的差距。 天岳先进-U(688234)/电子 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 17 图 29：2018 年导电型碳化硅衬底厂商市场占有率 图 30：2020 年半绝缘型碳化硅晶片厂商市场占有率 资料来源：天科合达招股说明书，Yole，民生证券研究院 资料来源：天岳先进招股说明书，Yole，民生证券研究院 在快速发展的下游应用市场和国际龙头垄断的竞争格局下， 成功研制并规模化生产碳化硅衬底成为企业竞争力的

50、重要因素。科锐和贰陆公司基于先发优势，率先完成 8 寸衬底的研发。国内企业起步较晚，研发进度稍慢，衬底质量与国外差距明显，但也已经完成 6 寸产品的布局，与龙头的差距在不断缩小。 表 4：各企业在衬底尺寸方面的研发进度 衬底尺寸 科锐 贰陆 罗姆 天岳先进 天科合达 三安光电 4 寸 成功研制并规模化生产 成功研制并规模化生产 成功研制并规模化生产 成功研制并规模化生产 成功研制并规模化生产 2020 年启动建设 6 寸 2012 年全球首次成功研制并规模化生产 成功研制并规模化生产 成功研制并规模化生产 成功研制，2019年宣布产线建设计划 2014 年国内首次成功研制，已规模化生产 202