1、创造财富担当责任股票代码：601881.SH06881.HK中国银河证券股份有限公司中国银河证券股份有限公司CHINAGALAXYSECURITIESCO.,LTD.CHINAGALAXYSECURITIESCO.,LTD.第三代半导体行业深度报告电力电子器件领域，碳化硅大有可为银河证券电子团队2022.10.31分析师：高峰：gaofeng_ 分析师登记编码：S01王子路：wangzilu_分析师登记编码：S01创 造 财 富/担 当 责 任2第三代半导体：更先进的材料第三代半导体：更先进的材料，更优异的产品特性更优异的产品特性。第三代半导体材料是

2、指带隙宽度达到2.0-6.0eV的宽禁带半导体材料，包括了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），是制造高压大功率电力电子器件的突破性材料。相比硅基，SiC材料在热导率、开关频率、电子迁移率和击穿场强均具备优势，因此SiC材料具备更高效率和功率密度。从产业链来看，衬底是价值链核心，在成本SIC SBD器件中，衬底价值量占比达到47%。我们认为，衬底价格下降是推动碳化硅产业链发展的核心环节，衬底行业的发展也是未来SiC产业降本增效和商业化落地的核心驱动因素。市场空间仍待开发市场空间仍待开发，产业链成熟度逐步提升产业链成熟度逐步提升。从市场空间上来看，根据Yole数据，预计2027年市场空间将超过60

3、亿美元，仅碳化硅器件中的功率器件的市场规模将从2021年的10.90亿美金增长至2027年的62.97亿美金，GAGR达到34%，从细分行业需求来看，新能源产业链和充电基础设施将为增长最快领域。从供给端来看，目前整体产业链受限于SiC衬底产能、对衬底缺陷缺乏有效控制、向大尺寸衬底转移等因素，同时在外延膜生产设备基本依靠海外、厚度与掺杂浓度均匀性等因素，外延生产同样存在壁垒。多因素导致国内SiC市场短期仍表现为供不应求局面。海外厂商为主导海外厂商为主导，国内企业正加速追赶国内企业正加速追赶。从行业竞争角度来看，美欧日为主导，海外厂商例如Wolfspeed已突破8英寸节点，国内企业还处于4、6英寸

4、衬底导入阶段。但是国内企业目前正在加速追赶，在专利和市占率持续提升，国内碳化硅产业化带有“学研”基因极为突出，包括天岳、天科合达均为始于院校研究所。渗透率提升市场空间打开渗透率提升市场空间打开，短期分歧不改长期趋势短期分歧不改长期趋势。市场对SiC产业呈现众多分歧，包括长期系统成本与单一成本成本分歧、技术进步对产业链冲击以及多制造环节的自主可控等，但我们认为针对新兴产业来说，随着未来长期衬底价格下降，SiC器件接受度和渗透率迎提升，短期分歧不改行业长期成长。投资投资建议建议SiC行业近期飞速发展，海外多家厂商具备先发优势，短期内在产品、产能和良率等方面均领先国内企业，但随着国内市场对SiC行业

5、重视程度提高，技术不断进步，未来有望实现对海外厂商的弯道超车。建议关注国内SiC产业链处于领先地位的优质厂商，IDM全产业链布局：三安光电，国内优秀衬底厂商：天岳先进、天科合达；在设计环节具备优秀壁垒的：斯达半导、时代电气、新洁能、士兰微、东微半导等，以及布局封装材料厂商：博敏电子风险提示风险提示地缘政治风险及宏观经济发展不及预期，产能扩张周期不及预期，材料端产能及良率提升不及预期，下游行业推广渗透率不及预期，碳化硅器件成本下降程度不及预期核心观点目录创 造 财 富/担 当 责 任一第三代半导体：更先进的材料，更优异的产品特性三海外厂商为主导，国内企业正加速追赶五重点公司分析与投资建议二市场空

6、间仍待开发，产业链成熟度逐步提升四渗透率提升市场空间打开，短期分歧不改长期趋势六风险提示创 造 财 富/担 当 责 任4实现对电能高效转换和控制是电力电子领域关键步骤资料来源：中国银河证券研究院表：主要应用领域中关键的电力电子装置表：主要应用领域中关键的电力电子装置应用领域应用领域电力电力电子装置（系统）电子装置（系统）电力电压直流输电系统柔性交流输电系统（有源电力滤波器、动态电压补偿器、电力调节器、短路电流限制器等）能源大功率高性能DC/DC交流器、大功率风力发电机的力磁控制器、永磁风力发电机并网逆变器、光伏并网逆变器等。交通运输大功率牵引电机、变频网速装置；电力牵引供电系统电能质量控制装置

7、和通讯系统先进装备制造大功率变流器及其控制系统；大功率高精度可程控交、直流电源系统；高精度数控机床的驱动和控制系统；快中子堆、磁约束核聚变用高精度电源等航空航天350800Hz变频交流供电系统、270V高压直流供电系统、机电和电业作动结构、电动飞机电力推进器和高功率密度电源、卫星和空间站太阳能电池电源和配电系统船舰船舰综合电力系统（发电机静止力磁、静止电能变换、直流配电系统、电力推进系统、电磁弹射回收系统）现代武装设备高速鱼雷电推进器和电源、电磁炮、微波和激光武器专用电源、大功率雷达电源系统激光超大功率脉冲电源 电力电子技术是能够有效利用功率器件、应用电路和设计理论及分析方法实现对电能的高效变

8、换和控制一电力电子技术是能够有效利用功率器件、应用电路和设计理论及分析方法实现对电能的高效变换和控制一门技术。门技术。电力电子技术始于20世纪70年代，经过40余年发展，目前已成为现在工业社会非常重要的支撑产业之一。在大量实际应用场景下，例如农业生产、国防军工、航空航天、石油冶炼、核工业和新能源产业，大到百兆直流输电装置，小到家用电器，均能看到电力电子装置的身影。创 造 财 富/担 当 责 任5第三代半导体的材料的分类和应用资料来源：中国银河证券研究院表：表：第三代半导体的分类及应用领域第三代半导体的分类及应用领域 第三代半导体材料是继以硅（第三代半导体材料是继以硅（SiSi）和砷化镓（）和砷

9、化镓（GaAsGaAs）为代表的第一代和第二代半导体材料之后，迅速发展）为代表的第一代和第二代半导体材料之后，迅速发展起来的宽禁带半导体材料。起来的宽禁带半导体材料。具体是指带隙宽度达到2.0-6.0eV的宽禁带半导体材料，包括了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）,从现阶段发展来看，GaN材料更适合1000V以下电压等级，高开关频率的器件，相比之下，SiC材料及器件能用在10kV以下应用场景，更适合制作高压大功率电力电子装置，且目前SiC功率器件商业化落地速度极快。第三代半导体分类第三代半导体分类典型代表典型代表用途用途III族氮化物GaN在军事领域GaN基微波功率器用于雷达、电子对抗、导弹和

10、无线通信；在民用商业领域用于基站、卫星通信、有线电视、手机充电器等小家电。SiC军事领域用于喷气发动机、坦克发动机、舰艇发动机、风洞、航天器外壳的温度、压力测试；民用领域电动汽车、消费电子、新能源、轨道交通等领域的直流、交流输变电、温度检测控制等。宽禁带氧化物ZnO用于压力传感器、记忆存储器、柔性电子器件，目前技术和应用不成熟，主要产品有发光二极管、激光、纳米发电机、纳米线晶体管、紫外探测器等。金刚石用于光电子、生物医学、航空航天、核能等领域的大功率红外激光器探测器，技术和应用还在开发中。创 造 财 富/担 当 责 任6SiC应用场景多用于制作功率和射频器件资料来源：Wolfspeed，天科合

11、达招股书，中国银河证券研究院图：碳化硅的主要器件形式及下游应用图：碳化硅的主要器件形式及下游应用 从SiC材料适用范围来看，碳化硅器件可广泛应用于高压、高频和大电流场景，因此十分适合光伏、新能源车和5G通信领域。从电化学性质差异来看，SiC衬底材料可以分为导电型衬底（电阻率区间1530mcm）和半绝缘型衬底（电阻率高于105cm），在不同衬底片上生长GaN外延制成HEMT等微波射频器件，应用于5G通信、卫星、雷达等领域。在导电型衬底片上生长SiC外延层，通过进一步加工制成SiC SBD，SiC MOSFET等功率器件，应用于新能源车电驱电控、OBD和DC/DC，光伏逆变电站、轨交、电网和航空领

12、域图：图：SiC材料所应用领域材料所应用领域创 造 财 富/担 当 责 任7相比硅基材料，SiC材料特性优势资料来源：ROMH交流会，中国银河证券研究院表：室温下（表：室温下（25）几种半导体材料的物理特征）几种半导体材料的物理特征 SiC的发现始于1824年的瑞典科学家J.J.Berzelius，但是鉴于当时硅（Si）技术的卓越发展，SiC的研究工作没有再进一步。直到20实际90年代，Si基电力电子装置出现了性能瓶颈，再次激发了相关机构对SiC材料的研究兴趣。由于Si和C之间的共价键比Si原子之间的要强，因此SiC材料要比Si材料具备更高的击穿电场强度、载流子饱和漂移速率、惹到行和热稳定性。

13、SiC具有250多种不同晶体结构，但目前能商业化落地只有4H-SiC和6H-SiC，由于4H-SiC相比6H-SiC具备更高载流子迁移率，因此成为SiC基电力电子器件的首选。图：图：SiC、GaN相比相比Si的优越特性的优越特性物理特性指标物理特性指标SiCSiCSiSiGaAsGaAs4H4H-SiCSiC 6H6H-SiCSiC 3C3C-SiCSiC禁带宽度（eV）3.23.02.21.11.4临界击穿电场（mv/cm）2.22.52.00.30.4热导率（W/cmK）3-43-43-41.00.5饱和漂移速度（107cm/s）2.02.02.51.01.0相对介电常数9.710.09.

14、711.812.8电子迁移率（cm/Vs）9803700空穴迁移率（cm/Vs）00创 造 财 富/担 当 责 任8相比硅基材料，SiC材料特性优势资料来源：中国银河证券研究院图：图：Si基和基和SiCSiC基器件额定电压比较基器件额定电压比较 第三代半导体（第三代半导体（SiCSiC）相对于）相对于SiSi基：基：1.更高的额定电压，无论是单极性还是双极型器件，SiC基器件的额定电压远高于Si基同类型器件；2.更低的导通电阻，在1kV电压等级下，SiC基单极性器件的导通电阻是Si基器件的1/60；3.更高开关频率，设定最大结温在175、10kV条件

15、下，SiC基器件仍能达到33kHZ的最大开关频率；4.更低热阻，SiC基热导率是Si的3倍，期间内部更易散热，减小器件过温失效风险，提高可靠性；5.理论上,SiC基器件极限工作结温能达到600，远高于Si基器件，但是受限于封装材料；6.具备极强抗辐射性，过量辐射不会导致SiC器件出现性能衰退，在航空领域应用较广。图：图：Si基和基和SiCSiC基器件理论比导通电阻值对比基器件理论比导通电阻值对比图：图：Si基和基和SiCSiC基器件理论工作频率性能对比基器件理论工作频率性能对比创 造 财 富/担 当 责 任9在功率转换应用场景，SiC器件表现出绝对优势资料来源：Wolfspeed，中国银河证券

16、研究院图：对比图：对比900V的的Si基器件和基器件和SiC基器件大小基器件大小图：在图：在22kW的充电桩场景下的充电桩场景下Si和和SiC期间数量期间数量 在同电压场景下在同电压场景下，宽禁带半导体能做到更薄和更低宽禁带半导体能做到更薄和更低的的电阻电阻。相同规格的SiC基MOSFET和Si基MOSFET相比，导通电阻降低为1/200，尺寸减小为1/10；相同规格的使用SiC基MOSFET的逆变器和使用Si基IGBT相比，总能量损失小于1/4。在OBC充电桩场景下，SiC更高的击穿电场强度，极低的导通电阻使得SiC能在22kW快充条件下实现更少期间数量和更高运行效率。在使用SiC材料情况下

17、，相同功率条件下，期间个数也由22只硅基IGBT减少至14只SiC MOSFET。创 造 财 富/担 当 责 任10在功率转换应用场景，SiC器件表现出绝对优势资料来源：Wolfspeed，中国银河证券研究院图：在图：在22kW双向双向OBC的系统成本分类的系统成本分类表：表：在在22kW22kW双向双向OBCOBC应用场景应用场景SiSi基和基和SiCSiC基的经济效益基的经济效益SiC基系统基系统Si基系统基系统系统成本对比1.00 x1.18x系统峰值效率97%95%能量密度3kW/L2W/L 在在22kW22kW双向双向OBCOBC应用场景下，对比应用场景下，对比SiSi基和基和SiC

18、SiC基系统成本和经济效益基系统成本和经济效益 SiSi的系统成本基本上是的系统成本基本上是SiCSiC基系统成本的基系统成本的1.181.18倍。倍。其中SiC基器件组成OBC充电装时，栅极驱动、磁性DC/DC、磁性AC/DC要节能接近一半左右，Si基器件的总系统成本是SiC基器件的1.18倍。从系统经济性角度来看，SiC基系统峰值效率能够达到97%，而Si基系统峰值效率仅为95%，同时SiC基的能量密度能够提升50%以上，具有非常强劲的性能提升。创 造 财 富/担 当 责 任11SiC器件应用于更高效和功率密度场景下资料来源：中国银河证券研究院图：图：SiC基器件对电力电子装置的影响分析基

19、器件对电力电子装置的影响分析 从材料特性来看，更高效率和功率密度是从材料特性来看，更高效率和功率密度是SiCSiC材料应用的核心推动力材料应用的核心推动力创 造 财 富/担 当 责 任12SIC半导体材料近30年呈现飞速发展资料来源：公开资料整理，中国银河证券研究院图：图：SiC材料及器件发展历史经过材料及器件发展历史经过图：图：SiC目前已有的器件类型目前已有的器件类型 自1824年J.J.Berzelius首次发现SiC材料后，至今已200年历史。但是SiC材料走出实验室始于CREE（现Wolfspeed）开展SiC商用生产线，SiC材料呈现加速成长趋势。创 造 财 富/担 当 责 任13

20、SiC产业链日趋完善，竞争格局日渐清晰资料来源：公司官网，中国银河证券研究院图：图：SiC产业链相关公司和产业链结构产业链相关公司和产业链结构 全球多厂商布局全球多厂商布局SiCSiC，SiCSiC产业链日趋完善，竞争格局日渐清晰。产业链日趋完善，竞争格局日渐清晰。从产业链层面初步划分，整个SiC产业链主要分为设备、衬底、外延、设计、器件和封装模块，从商业模式上看，海外市场多数厂商采用纵向产业链的IDM模式，覆盖完整产业链为多个环节，例如具备先发优势的Wolfspeed和Rohm；国内这边多数厂家仅从事产业链部分环节，例如天岳先进专注衬底材料的演进，东莞天域和瀚天天成对外延部分研究比较深入，国

21、内多家功率器件企业已入局SiC赛道。创 造 财 富/担 当 责 任14产业链现状：衬底为价值链核心，呈现供不应求局面资料来源：前瞻产业研究院，Wolfspeed，中国银河证券研究院图：图：SiC SBD器件各个环节占比器件各个环节占比 在成品SIC SBD器件占比中，衬底、外延和前段开发公司占比47%、23%和19%，主要原因系长晶缓慢且良率偏低，同时鉴于材质等物理特性原因，切割破损率高进一步推高器件整体成本。目前导电型SiC衬底以n型衬底为主，外延GaN基LED等光电子器件、SiC基电力电子器件等，半绝缘SiC衬底主要用于外延制造GaN高功率射频器件。我们认为未来SiC衬底价格下降是推动碳化

22、硅产业链发展的核心环节，衬底行业的发展也是未来SiC产业降本增效和商业化落地的核心驱动因素。图：图：Wolfspeed预测市场空间增长情况预测市场空间增长情况创 造 财 富/担 当 责 任15未来趋势：在实现规模经济化条线下，产线向大尺寸转移资料来源：Wolfspeed，中国银河证券研究院图：图：从从4英寸、英寸、6英寸到英寸到8英寸的芯片数量变化英寸的芯片数量变化图：图：Wolfspeed的不同尺寸的不同尺寸SiC衬底研发进度衬底研发进度 全球全球SiCSiC市场市场6 6英寸量产线正走向成熟，领先公司已进军英寸量产线正走向成熟，领先公司已进军8 8英寸市场。英寸市场。目前包括罗姆、-、Wo

23、lfspeed已具备成熟6英寸SiC衬底产线，正在向8英寸市场进行开拓，例如，Wolfspeed的第一条8英寸SiC产线已在2022年Q2开始生产，标志着全球第一条8英寸SiC产线的投产。国内正在开发的项目国内正在开发的项目以以6 6英寸为主。英寸为主。目前虽然国内大部分公司还是以4寸产线为主，但是产业逐步向6英寸扩展，随着6英寸配套设备技术成熟后，大尺，国产SiC衬底技术也在逐步提升寸产线的规模经济将会体现，目前国内6英寸的量产时间差距缩小至7年。创 造 财 富/担 当 责 任16未来趋势：技术进步和规模经济，衬底价格会进一步下探资料来源：CASA，Trendforce，中国银河证券研究院图

24、：图：SiC衬底和外延价格趋势衬底和外延价格趋势 SiC衬底价格下降是实现商业化的关键因素。根据CASA数据预测，SiC衬底和外延随着产业技术逐步成熟（良率提升）和产能扩张（供给提升），预计衬底价格将保持每年以8%的速度下降。根据Trendforce数据预测，8英寸N型SiC衬底价格降速超过6英寸和4英寸，主要系产业链逐步成熟后导致市场竞争提升，产品单价呈现下降趋势。图：图：N型导电衬底的不同尺寸下价格下降趋势和需求情况型导电衬底的不同尺寸下价格下降趋势和需求情况目录创 造 财 富/担 当 责 任一第三代半导体：更先进的材料，更优异的产品特性三海外厂商为主导，国内企业正加速追赶五重点公司分析与

25、投资建议二市场空间仍待开发，产业链成熟度逐步提升四渗透率提升市场空间打开，短期分歧不改长期趋势六风险提示创 造 财 富/担 当 责 任18SiC行业正处于加速成长期，市场规模快速增长资料来源：Yole，中国银河证券研究院图：图：SiC行业增长模型行业增长模型图：图：SiC电力电子器件推广的市场驱动力电力电子器件推广的市场驱动力 第三代半导体行业加速发展，新能源产业链为增长驱动核心竞争力。第三代半导体行业加速发展，新能源产业链为增长驱动核心竞争力。尽管第三代半导体发现时间很早，但受制于成本和产业链不成熟等因素并未实现大规模商业化落地，2019年，以GaN-on-SiC等射频器件的推广，对设备开发

26、，衬底和外延技术的推动形成了正向反馈。同时Wolfspeed已完成8英寸SiC衬底片的流片，6英寸产业链大规模商业化落地已逐步成型。同时同时SiCSiC功率器件广泛用于新能源汽车、光伏、轨道交通等领域，未来市场增速能够得到保证。功率器件广泛用于新能源汽车、光伏、轨道交通等领域，未来市场增速能够得到保证。同时国内市场也有多家企业布局SiC产业，未来市场竞争格局将持续深化。创 造 财 富/担 当 责 任19市场空间：预计27年市场空间将超过60亿美元资料来源：Yole，中国银河证券研究院图：图：2021-2027年年全球全球 SiC器件市场增速将达到器件市场增速将达到34%图：图：SiC器件在各细

27、分赛道的增长情况器件在各细分赛道的增长情况 预计预计2727年市场空间将超过年市场空间将超过6060亿亿美元。美元。根据Yole测算，仅碳化硅器件中的功率器件的市场规模将从2021年的10.90亿美金增长至2027年的62.97亿美金，复合年增长率约34%。从细分行业来看，新能源产业链和充电基础设施将为增长最快领域。创 造 财 富/担 当 责 任20碳化硅功率器件由材料到器件的产业链资料来源：基本半导体，中国银河证券研究院图：图：SiC从材料到器件的产业链梳理从材料到器件的产业链梳理创 造 财 富/担 当 责 任21需求：新能源车领域将是SiC器件需求最大领域资料来源：Yole，Tesla,中

28、国银河证券研究院图：图：Si 模块，SiC 混合模块和全 SiC 模块方案三相逆变器损耗对比图：图：采用 SiC 器件动力控制单元和采用 Si 器件的动力控制单元对比 SiCSiC器件主要应用在车载充电器、器件主要应用在车载充电器、DCDC/DCDC转换器转换器和主驱逆变器上。和主驱逆变器上。在2017年之前车载充电器主要以SiC SBD 为主，而在2017年后SiC SBD和SiC MOSFET的方案已经成熟。在2018年，DC/DC转换器也由Si MOSFET逐渐变成以SiC MOSFET为主。特斯拉（Tesla）在2018年，将Model 3车型的主驱动逆变器中已经使用了SiC MOSF

29、ET，将Si IGBT替换为SiC器件后，新能源汽车逆变器效率可以大幅提升，相同续航下对电池容量需求降低，以及实现系统冷却体积和重量的优化，有效降低SiC器件本身带来的成本增加。创 造 财 富/担 当 责 任22需求：新能源车领域将是SiC器件需求最大领域资料来源：汽车工业信息网，CASA，中国银河证券研究院图：图：SiC器件在车上的应用场景器件在车上的应用场景表：表：在不同车载领用领域的使用场景下对在不同车载领用领域的使用场景下对SiC器件的要求器件的要求 新能源车领域将会为新能源车领域将会为SiCSiC功率器件带来巨大增量功率器件带来巨大增量。SiC功率器件主要应用于主驱逆变器、OBC、D

30、C/DC车载电源转换器和大功率DC/DC充电器领域。随着未来800V电压平台推出，在大功率，大电流条件下减少损耗、增大效率和减小器件尺寸，电机控制器的主驱逆变器将不可避免从硅基IGBT替换为SiC基MOS模块，存量替代市场空间巨大。主要组件概述应用/优势特点使用器件类型电压电流要求主驱逆变器碳化硅功率器件主要应用于新能源汽车电机驱动系统中的电机控制器，可减小电力电子系统体积、提高功率密度特斯拉 Model 3：率先采用24个碳化硅MOSFET；比亚迪 汉EV：电机控制器使用自主研发制造的SiCMOSFET控制模块。SIC MOS650V-1700V100A车载充电系统车载蓄电池充电机可将来自电

31、池子系统的DC电源转化为主驱电机的AC电源SiC器件使得OBC的能量损耗减少、热管理效能改善；OBC采用碳化硅器件，BOM成本降低至15%，在400V系统相同充电速度下，SiC充电量翻倍。全球目前已超过20家汽车厂商在车载OBC使用SIC器件SIC SBDSIC MOS650V-1201V20A车载DC/DC车载DCDC变换器可将动力电池输出的高压直流电转换为低压直流电采用碳化硅器件，设备温度累计减少，价值材料本身热导率、耐高温较高特点，散热设备可简化，从而减小变压器体积。SIC SBDSIC MOS650V-1202V20A非车载充电桩非车载直流快充电机可将输入的外部AC电源转化为电动车需要

32、的DC电源碳化硅高速开关保证了快速充电器的充电速度。SIC SBDSIC MOS650V-1203V20A创 造 财 富/担 当 责 任23需求：新能源车领域将是SiC器件需求最大领域资料来源：意法半导体，SiC MOSFET在汽车和电源应用中优势显著，中国银河证券研究院表：额定功率下的典型功率损耗表：额定功率下的典型功率损耗图：图：SiCSiC MOSMOS和和Si IGBTSi IGBT器件进行性能对比器件进行性能对比 使用混动汽车80kW电机控制器进行SiC MOSFET和Si IGBT进行对比：结果显示，在许多关键参数方面，650V SIC MOSFET远胜硅IGBT。当并联SIC M

33、OSFET时，所产生的导通电阻除以MOSFET的个数，致使导通损耗接近零。因此，SiC MOSFET的导通损耗低于IGBT。相反，当并联IGBT时，所产生的VCE（SAT）电压不会线性下降，并且最小导通电压降是限制在大约08至1V范围内。创 造 财 富/担 当 责 任24需求：新能源车领域将是SiC器件需求最大领域资料来源：Strategy Analytics，半导体行业观察，中国银河证券研究院图：按驱动力分车均半导体含量（单位：美元）图：按驱动力分车均半导体含量（单位：美元）图：新能源汽车中各类半导体占比情况图：新能源汽车中各类半导体占比情况 新能源汽车功率半导体单车价值量是传统燃油车的约新

34、能源汽车功率半导体单车价值量是传统燃油车的约5 5倍。倍。电动化方面，新能源汽车主要可以分为纯电动汽车（BEV）和混合动力汽车（HEV），目前二者合计占比超过90%。与传统汽车相比，新能源汽车的汽车电子成本占比大幅提升。根据Strategy Analytics的数据，传统燃油车的车均半导体用量为338美元，而功率半导体仅占21%，为71美元。混合动力汽车新增的半导体中76%是功率半导体，车均增量达到283美元，功率半导体价值为传统汽车的4倍，纯电动汽车中的功率半导体价值量则比混合动力汽车中更多。11%55%7%27%MCU功率半导体传感器其他创 造 财 富/担 当 责 任25需求：新能源车领域

35、将是SiC器件需求最大领域资料来源：IEA，CASA，中国银河证券研究院图：各动力总成占全球乘用车销量的构成比预测图：各动力总成占全球乘用车销量的构成比预测图：中美欧图：中美欧2020-2030年充电桩数量（单位：百万座）年充电桩数量（单位：百万座）充电桩的发展将成为功率半导体市场又一重要驱动力。充电桩的发展将成为功率半导体市场又一重要驱动力。充电桩是新能源汽车的配套设施。据麦肯锡统计及预测，2020年中美欧新能源汽车充电需求约为180亿千瓦时，预计到2030年，伴随新能源汽车渗透率的提升，新能源汽车充电需求将高达2710亿千瓦时。2020年中美欧充电桩数量约为300万个，预计到2030年增长

36、至4000万个，年复合增速约30%。作为新能源汽车充电桩的核心零部件，功率半导体用量将在新能源汽车充电设施旺盛需求驱动下大幅增长。目前充电桩平均成本约3200美元，功率半导体约占充电桩成本20%，我们预计未来10年充电桩功率半导体增量空间将超过200亿美金。50554045202020252030中国美国欧盟创 造 财 富/担 当 责 任26需求：新能源车领域将是SiC器件需求最大领域表表：全球汽车功率半导体市场规模预测全球汽车功率半导体市场规模预测 全球全球车用车用功率市场规模功率市场规模20252025年将达到年将达到125125亿美元。亿美元。

37、根据Alix Partners预测全球新能源汽车销量将从2020年的340万辆增长到2025年的1690万辆，渗透率从2020年的4.7%提高到2025年的18.0%。目前，燃油车单车功率半导体成本约71美元，新能源汽车单车功率半导体成本约350美元。未来，我们认为新能源汽车功率半导体单车成本将随着纯电动汽车占比提升以及双电机渗透率增加而继续提升。我们预计全球新能源汽车功率半导体市场规模2025年将达到72.7亿美元，CAGR为43.6%，到2030年市场规模有望突达到171.2亿美元。年份年份20022E2023E2024E2025E2030E全球汽车销量（百万辆）83

38、.972.183.588.690.792.393.8101.9全球新能源汽车销量（百万辆）2.43.44.87.511.214.116.938.9新能源汽车渗透率（%）2.90%4.70%5.70%8.50%12.30%15.30%18.00%38.20%新能源汽车功率半导体单车价值（美元）350350365380400420430440燃油车功率半导体单车价值（美元）76865新能源汽车功率半导体市场规模（亿美元）8.411.917.528.544.859.272.7171.2汽车功率半导体市场规模（亿美元）66.36072.684.599.7112.4125212.1

39、创 造 财 富/担 当 责 任27需求：光储产业链SiC替代更为刚需资料来源：Electronic Products，GPIA，中国银河证券研究院图图：光伏碳化硅器件优越性图：图：全球光伏需求预测 SiC材料具备的物化特性，使其更适合光伏逆变领域。SiC具有较宽的带隙,导热能力近乎达到了硅原料的3倍,且SiC材料的高击穿电压和低导通电阻，导致器件拥有更好的开关效率和热量累计。高压SiC MOSFET的逆变效率能够达到99%，且使用寿命长于Si IGBT，因此长期来看SiC器件将会成为光伏领域功率器件的主要制造原料，光储产业链SiC替代更为刚需。05003003502015

40、200192020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E光伏需求展望(保守情况GW)光伏需求展望(乐观情况GW)创 造 财 富/担 当 责 任28需求：光储产业链SiC替代更为刚需资料来源：CASA，PV-Tech，中国光伏业协会，中国银河证券研究院图图：全球全球光伏碳化光伏碳化硅市场规模及需求测算硅市场规模及需求测算图：图：SiC 衬底价格预测情况（衬底价格预测情况（RMB/cm）预期2025年全光伏装机量将达到270GW，光伏SiC功率器件替换IGBT将成为趋势。结合2022年预期全球光伏装机量达到130GW的预期，2025年市场预期光伏装机量将

41、达到270GW，期间增长率达到24.89%。并且随着SiC衬底价格逐步下降，整体光伏逆变器的系统成本在SiC功率器件使用后将会继续向下，预计SiC功率器件渗透率将会继续增长。007020202025E2030E2035E2040E2045E202020212022E2023E2024E2025E国内光伏逆变器装机量（GW）40.71 56.14 75.05 89.03 110.39 132.33 单位成本（亿元/GW）6.53 5.88 5.29 4.76 4.28 3.85 国内光伏逆变器市场空间（亿元）265.75 329.82 396.85 423.70 472.7

42、8 510.09 对应功率半导体市场空间（亿元）39.86 49.47 59.53 63.56 70.92 76.51 6寸SiC晶圆成本（元）6,700 6,400 6,200 6,000 5,800 5,700 对应 6寸SiC晶圆需求（万片）59.50 77.30 96.01 105.93 122.27 134.24 创 造 财 富/担 当 责 任29需求：轨交大功率牵引流变器SiC替代需求旺盛资料来源：天科合达招股书，中国中车，中国银河证券研究院图图：全球轨道交通碳化硅市场规模及预测图：图：2020 年全球轨道交通运营里程 TOP10 轨交装备业务有望触底反弹，城铁为增长新亮点。轨交装

43、备业务有望触底反弹，城铁为增长新亮点。城轨未来增量确定性大。虽然采购机车数下降，但城市轨道交通方面发展良好。中国城市轨道交通营业里程不断增长，从2010年的1471公里增长至2020年的7355公里。同时全国在建地铁里程数自2017年突破 4500 公里后连续5年维持 高位。2022年一季度，深圳、北京、南京、青岛等地均发布大量地铁规划，仅北京市就要求在十四五期间规划建设7条地铁线路，增加营运里程300公里。我们认为交通轨道领域仍有较为长久的发展空间和上升渠道，城市地铁轻轨仍然供不应求，整体运力有待提升。碳化硅器件将有效降低交通轨道运营成本，提高机车整体性能，从而满足该领域的高度需求。-10%

44、0%10%20%30%40%50%004000500060007000800090002000021轨道交通装备市场规模(亿元)增长率05000000025000300003500040000创 造 财 富/担 当 责 任30供给：受限于衬底产出效率，产能扩张带来价格下降资料来源：CASA，基本半导体，中国银河证券研究院图图：导电导电型碳化硅衬底技术进展型碳化硅衬底技术进展图图：碳化硅衬底尺寸市场占比演变 国际主流厂商已具备成熟国际主流厂商已具备成熟6 6英寸衬底制造工艺，未来将继续向

45、大尺寸产能进行迁移。英寸衬底制造工艺，未来将继续向大尺寸产能进行迁移。目前，海外市场6英寸SiC衬底产业链已实现商业化应用，厂商扩产计划均以6英寸为主。虽然Wolfspeed已推出8寸样品，但相关配套设备成熟度仍有待验证，但未来整个产业趋势向大尺寸衬底发展趋势不变，未来4英寸碳化硅衬底市场份额将被压缩，6英寸及8英寸碳化硅衬底将是未来市场主流。创 造 财 富/担 当 责 任31衬底：PVT法是 SiC 单晶生长应用最广的方法资料来源：中国银河证券研究院图：图：SiSi-C C二元系统的相图二元系统的相图 目前，目前，SiCSiC晶体生长的技术主要包括物理气相输运法（晶体生长的技术主要包括物理气

46、相输运法（PVTPVT）、高温化合气相沉积法（）、高温化合气相沉积法（HTCVDHTCVD）以及液相法（）以及液相法（LPELPE）。Si-C二元系统的相图显示，不存在液相SiC，所以SiC材料无法像Si单晶那样通过常规熔融法制备大尺寸SiC单晶。SiC在1800-2000C以上就会发生气相升华，这是PVT法能够生长SiC单晶前驱体的基本原理。根据SiC升华-转移-再生长的过程，SiC单晶PVT法主要包含3个步骤：1、SiC源升华，2、升华物质的质量输运，3、表面反应和结晶。图：籽晶升华法图：籽晶升华法Si-C单晶生长示意图单晶生长示意图创 造 财 富/担 当 责 任32衬底：HTCVD法和L

47、PE法目前难点在缺陷控制资料来源：中国银河证券研究院图：图：SiC HTCVD 反应反应室及内部温度分布的示意图室及内部温度分布的示意图 为了克服升华法生长为了克服升华法生长 SiCSiC 晶体的局限性晶体的局限性，业内又开发了高温化学气相沉积技术（，业内又开发了高温化学气相沉积技术（HTCVDHTCVD）和液相生长法（）和液相生长法（LPELPE）HTCVDHTCVD对比升华法的主要优势包括对比升华法的主要优势包括：1、纯度更高；2、C/Si 比可控性好；3、源的供给持续可控，可以对掺杂晶体的掺杂量实现精准控制。实际生长过程中，背景浓度高，且其他杂质浓度更低。而由于背景浓度可控性强，HTCV

48、D更加适合生产高纯半绝缘衬底。液相生长法可以实现低位错密度的晶体生长，被认为是PVT法的一种替代技术。目前，一种被业内看好的液相生长方法是上部籽晶液相法（TSSG），该方法主要原理是通过坩埚加速旋转技术（ACRT）来提高“C”在“Si”溶液中的溶解度。图：图：LPE法上部籽晶液相法反应室示意图法上部籽晶液相法反应室示意图创 造 财 富/担 当 责 任33衬底：对比各类晶体生长方法，PVT法仍为主流方式资料来源：中国银河证券研究院表：表：典型典型 SiC 单晶生长单晶生长技术对比技术对比 现阶段PVT法仍是生长SiC单晶的技术成熟最高和工程化应用最广的方法，是现阶段的商业化SiC衬底生长的主流方

49、法。液相法晶体生长，晶体尺寸受限的问题与PVT法类似，优点是掺杂可控性强，该方法中N和Al的掺杂效率高，容易实现低阻n型及p型SiC单晶材料生长。采用金属共熔技术来提高“C”在“Si”中的溶解度，也导致了SiC晶体中金属残留的问题工艺技术工艺技术PVTHTCVDLPE典型生长速度m/h典型生长温度C60-1800适用晶型4H、6H4H、6H4H、6H典型生产商Wolfspeed、SiCrystal、-、Dowcorning、Showa Denko、Denso、TankeBlue、CETC2、SICC（天岳先进）、POSCO、Norstel

50、Norstel DensoSumitomo Metal Industries Toyta主要技术特点工程化应用广技术成熟度最高设备成熟连续供料生长参掺杂可控性最强设备成熟生长速率最快技术难点粉料提纯生长速率提升大尺寸生长缺陷控制技术残留创 造 财 富/担 当 责 任34衬底：SiC晶体生长过程控制较难实现可视化观察资料来源：第三代半导体技术与应用,中国银河证券研究院图：图：X光光3D成像工作原理成像工作原理 生长过程在坩埚中缺乏可见光观测渠道，X光成像可以对物理气相传输生长过程进行可视化观测。PVT生长期间的工艺可控制性相当有限。在操作层面上，可以调节生长装置内的热功率和惰性气体压力，同时使用

51、坩埚顶部或底部的光学高温计反馈温度参数 温度场的数值模拟是生长装置经常用到的设计工具：坩埚零件的几何设计和坩埚周围的隔热层设计决定生长腔内温度场。导热性（导热散热）、表面发射率（辐射散热）和导电性（感应加热能力）等材料特性对生长腔内的温度及温度分布有重大影响。图：生长过程控制图解图：生长过程控制图解创 造 财 富/担 当 责 任35衬底：温度梯度、生长速率、气相组分为PVT法重要依据资料来源：iC晶体生长中气相组分输运特性，中国银河证券研究院图图：生长温度和压力与生长速率之间的关系：生长温度和压力与生长速率之间的关系表表：不同压力下生长腔内的速度场：不同压力下生长腔内的速度场 SiC晶体生长过

52、程主要的工艺参数包括温度梯度、生长速率、气相组分等 温度梯度：温度梯度：鉴于SiC晶体生长过程的不可见性，通常情况下可直接测量的温度都是坩埚项部及坩埚底部。而为了获知生长腔内部的温度分布情况，通常都是利用模拟软件(如Virtual Reactorsoftware)进行估算。生长速率：生长速率：是SiC晶体生长最重要的参数之一。其他条件不变的情况下，晶体生长速率总体是随着温度的升高、料源与籽晶之间的温度梯度的增大、生长室压力的降低以及料源与籽晶之间的距离的减小而增大 气相组分：气相组分：在SiC晶体生长过程中，气相组分的过饱和度是气态物质结晶的源动力，气相成分（C/Si 比、惰性气体和掺杂物质）

53、，的调节是碳化硅升华生长的关键。C/Si 比主要受生长腔内温度场的影响，并可由热力学数据确定。低的 C/Si 比有利于生长3C-SiC 晶型，而4H-SiC的生长更倾向于富含碳的气体氛围。创 造 财 富/担 当 责 任36衬底：“点线面体”的缺陷为SiC衬底材料主要缺陷方式资料来源：中国银河证券研究院图：缺陷类型图：缺陷类型刃位错和螺位错刃位错和螺位错图：缺陷类型图：缺陷类型异晶型夹杂和微管异晶型夹杂和微管SiC晶体中亦存在四类缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷及晶体中亦存在四类缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷及体缺陷。体缺陷。一维缺陷(线缺陷)：包括螺位错、刃位错、基面位错等。二维缺陷(面缺陷)：包括

54、堆垛层错、小角晶界及晶体终止面。三维缺陷(体缺陷)：包括异晶型夹杂、第二相镶嵌体、空洞、微管、裂缝等。图：缺陷类型图：缺陷类型小角晶界小角晶界图图：表：表：4H-SiC商业化与研发衬底中的错位密度商业化与研发衬底中的错位密度种类对器件的负面影响商业衬底中的密度研发衬底中的密度螺旋错位（TSD）阻断电压，栅氧化物可靠性，外延缺陷100-1000 cm-（sub）1-100 cm-（sub）刀刃错位（TED）少数载流子寿命3000-10000 cm-（sub）100-1000 cm-（sub）基矢面错位（BPD）导通电阻，栅氧化层的可靠性200-2000 cm-（sub）10 cm-（sub）创

55、造 财 富/担 当 责 任37供给：外延在成本占比23%，为器件设计要求的功能层资料来源：Yole，中国银河证券研究院图：器件中各工艺流程成本占比图：器件中各工艺流程成本占比图：图：SiC外延设备比较 外延是按照器件设计要求生长的主要功能层，很大程度上决定了芯片和器件的性能，外延是一种常用的单晶薄膜制备技术，和 Si 器件工艺有所区别，几乎所有的 SiC 电力电子器件工艺均在 4H-SiC 同质外延层上实现，衬底只是起到支撑和导电的作用。现阶段 SiC 薄膜外延的方法主要包括：化学气相淀积（CVD）、分子束外延（MBE）、液相外延法（LPE）、脉冲激光淀积和升华法（PLD）等 化学气相沉积（化

56、学气相沉积（CVDCVD）是最为普及的是最为普及的 4H4H-SiCSiC外延方法外延方法。其优势在于生长过程中气体源流量、反应室温度以及压力均可以有效控制，大幅降低了外延过程中的随机因素，工艺稳定性好；外延过程中通过调整各种气体的流量可以精准控制外延层的厚度、掺杂浓度以及掺杂类型，工艺可控性强。创 造 财 富/担 当 责 任38外延：厚度和掺杂浓度均匀性为外延片关键参数资料来源：芯TIP，中国银河证券研究院图图：外延厚度和：外延厚度和掺杂浓度与导通电阻关系曲线掺杂浓度与导通电阻关系曲线 碳化硅外延片是指在碳化硅衬底上生长一层有一定要求的，与衬底晶相同的单晶薄膜的碳化硅外延片是指在碳化硅衬底上

57、生长一层有一定要求的，与衬底晶相同的单晶薄膜的碳化碳化硅片。硅片。碳化硅外延材料的最基本的碳化硅外延材料的最基本的参数：厚度参数：厚度和掺杂浓度均匀性。和掺杂浓度均匀性。一般低压在600伏，我们需要的外延的厚度可能就是6个m左右，中压1200-1700，我们需要的厚度就是10-15m。高压10000V以上，需要100m以上。因此随着电压能力的增加，外延厚度随之增加，高质量外延片的制备也就非常难，尤其在高压领域，重要的就是缺陷的控制。目前在低、中压领域，外延片核心参数厚度、掺杂浓度可以做到相对较优的水平。但在高压领域，外延片需要攻克的难关还很多，主要参数指标包括厚度、掺杂浓度的均匀性、三角缺陷等

58、。表：表：SiC外延关键参数外延关键参数电压600V1200V1700V3300V 6500V 10000V 15000V击穿电压750V1500V2125V4125V8125V 12500V 18750V参杂浓度（cm3）2.5E161E167E153E11.2E157E144E14厚度（m）645创 造 财 富/担 当 责 任39外延：控制晶片均匀性和减少缺陷是提升外延能力关键资料来源：第三代半导体技术与应用，中国银河证券研究院图：图：SiC外延片成本构成外延片成本构成图：图：PVT的SiC晶体中BPD密度和TSD的相关性 SiCSiC外延主要目的是改善外延主要目的是

59、改善SiCSiC衬底均匀性和衬底缺陷。衬底均匀性和衬底缺陷。由于SiC晶圆在尺寸提升后，晶圆均匀性下降，大尺寸晶片均匀性控制是提升良率、降低成本的核心，目前基晶面位错（BPD）将导致SiC双极器件在正向偏置操作时其导通电阻逐渐增加的一个原因，这对碳化硅双极器件以及某些类型的碳化硅单极器件都是致命的。提高衬底结晶质量可有效降低外延层BPD位错密度。外延片成本构成中，原材料成本占比最大，达到52%，设备折旧成本为15%，剩下洁净室，劳动力和研发成本的占比分别是12%、14%和7%，因此降低原材料成本，即降低衬底材料成本，提升良率，提升材料尺寸等方式均是降低外延片价格的有效手段。图：碳化硅外延片图：

60、碳化硅外延片中中 BPD 缺陷缺陷密度变化密度变化52%15%14%12%7%原材料设备折旧劳动力洁净室折旧其他00.20.40.60.811.2BPD-density(cm-2)创 造 财 富/担 当 责 任40外延：设备被相关企业垄断，国产替代具备足够空间资料来源：Industry Research、半导体工艺与设备、中国银河证券研究院图：全球图：全球SiC外延设备市场份额拆分外延设备市场份额拆分表：全球相关外延设备对比表：全球相关外延设备对比外延外延设备被设备被海外企业基本垄断，各厂商设备存在差异，国内企业具备替代空间。海外企业基本垄断，各厂商设备存在差异，国内企业具备替代空间。外延环节

61、技术壁垒相对较高，对第三方厂商成熟设备具有较强依赖性。目前外延设备主要由意大利LPE公司、德国Aixtron公司、日本Nuflare公司垄断，占据全球87%左右市场空间。目前国内相关外延厂商东莞天域和厦门瀚天天成，两者均已实现产业化，可供应 4-6 英寸外延片。相关设备厂商包括中电55所、普兴电子/中电13所、三安集成和希科半导体（江苏苏州），国产外延炉厂家多以单腔、水平气流、手动设备为主，月产能约为300500片，还需验证设备工艺以及外延工艺。34%33%20%13%LPEAixtronNuflareother意大利LPE公司日本Nuflare公司德国Aixtron公司产能300500片/月

62、15001800片/月6001200片/月型号PE1O6PEIREVO S6/S8PE1O8外延尺寸4”/6”4”/6”/8”4”/8”模式单腔单片手动双腔单片全自动双腔8片手动/全自动生长速率50m/h50m/h25m/h维护周期500m3000m500m生长方式水平气流垂直气流水平气流创 造 财 富/担 当 责 任41器件：器件设计中难点较多，国内拥有众多设计厂商资料来源：芯TIP，中国银河证券研究院图：图：SiC二极管设计类型和二极管设计类型和Si基本基本一致一致表：国内相关表：国内相关SiC设计厂商设计厂商 SiCSiC二极管商业化逐步完善，二极管商业化逐步完善，SiCSiC MOSM

63、OS仍存众多难点。仍存众多难点。目前国内多家厂商已设计出SiC SBD产品，中高压SiCSBD产品稳定性较好，在车载OBC中，多采用SiC SBD+SI IGBT实现稳定的电流密度。目前国内在SiC SBD产品上在专利设计方面没有障碍，派恩杰已经开始六代SiC SBD的研发，与国外差距较小。SiCSiC MOSMOS仍与海外厂商存在差距，相关制造平台仍在搭建中。仍与海外厂商存在差距，相关制造平台仍在搭建中。目前ST、英飞凌、Rohm等600-1700V SiC MOS已实现量产并和多制造业达成签单出货，而国内目前SiC MOS设计已基本完成，多家设计厂商正与晶圆厂流片阶段，后期客户验证仍需部分

64、时间，因此距离大规模商业化仍有较长时间。企业企业地址地址类型类型企业企业地址地址类型类型企业企业地址地址类型类型比亚迪宁波IDM华润微重庆IDM华大半导体深圳设计中车时代湖南株洲IDM扬杰科技扬州IDM深圳爱仕特深圳设计泰科天润北京、浏阳 IDM斯达半导体嘉兴IDM国星光电深圳设计三安集成福建、长沙 IDM士兰微厦门IDM清纯半导体上海设计中电五十五所南京IDM 长飞先进半导体芜湖代工 瑞能半导体上海设计基本半导体深圳IDM瞻芯浙江义乌 代工萨科微深圳设计世纪金光金华IDM积塔半导体上海代工瑶芯微上海设计中科汉韵江苏徐州IDM中芯绍兴绍兴代工 东微半导体苏州设计华瑞微安徽滁州IDM派恩杰杭州设

65、计华微电子吉林设计绿能芯创山东淄博IDM上海瀚薪上海设计芯塔电子芜湖设计创 造 财 富/担 当 责 任42器件设计：沟槽型在结构成本和性能上都有优势资料来源：罗姆官网，芯TIPS,中国银河证券研究院图：沟槽结构相比平面能降低图：沟槽结构相比平面能降低50%导通阻抗导通阻抗表：平面结构和沟槽结构的对比表：平面结构和沟槽结构的对比 目前平面型结构为主流选择，未来沟槽型在高压领域应用广泛。目前平面型结构为主流选择，未来沟槽型在高压领域应用广泛。平面结构SiC MOS厂商众多，平面结构相比沟槽不容易产生局部击穿问题，影响工作稳定性，在1200V以下市场具备广泛应用价值，并且平面结构在制造端相对简单，满

66、足可制造性和成本可控两方面。沟槽型器件寄生电感极低，开关速度快，损耗低，器件性能相对高效。平面型结构沟槽型结构工艺简单工艺相对复杂单元的一致性较好单元的一致性较差雪崩能量比较高雪崩能量比较差JFET效应增加通态电阻导通电阻明显降低寄生电容较大寄生电容更小，开光速度快，开关损耗非常低创 造 财 富/担 当 责 任43器件设计：专利壁垒为沟槽MOSFET突破难点资料来源：英飞凌，罗姆，三菱电机，富士，中国银河证券研究院表表：市场上目前沟槽型：市场上目前沟槽型SiC MOSFET结构结构 目前选择平面MOSFET结构厂商为：Wolfspeed、意法半导体、Microsemi，国内厂商包括斯达半导、新

67、洁能、APS、瞻芯、瀚芯等Fabless厂商 目前市场中，能够量产沟槽型SiC MOSFET的企业为罗姆的双沟槽节、英飞凌的半包沟槽和日本住友的接地双掩埋结构。目前国内市场，时代电气子公司时代半导体宣布投资4.62亿元扩产6英寸沟槽型SiC芯片。对于沟槽型碳化硅器件来说，未来的技术演进方向是减小沟槽底部氧化层工作电场强度，避免专利侵权（英飞凌、意法、罗姆均有相关专利）和可控的制造成本。器件器件英飞凌英飞凌-不对称沟槽结构不对称沟槽结构罗姆罗姆-双沟槽结构双沟槽结构富士富士 Electric-沟槽结构沟槽结构三菱三菱-沟槽结构沟槽结构翰芯翰芯-沟槽结构沟槽结构结构创 造 财 富/担 当 责 任4

68、4制造：晶圆制造市场为核心环节，X-fab市场领先资料来源：Trendforce，中国银河证券研究院图：全球图：全球SiC晶圆厂布局晶圆厂布局 SiC晶圆厂为产业链核心环节，X-fab、SiC AMORESEMI、Episil和积塔半导体积极布局Foundry市场。创 造 财 富/担 当 责 任45封装材料：SiC功率器件放量，AMB基板有望快速增长资料来源：低温烧银结，富乐华官网，中国银河证券研究院图图：SiC MOSFET封装剖面图封装剖面图 SiCSiC功率器件放量，功率器件放量，AMBAMB基板有望快速基板有望快速增长。增长。陶瓷基板是在陶瓷基片上通过覆铜技术形成的基板;再通过激光钻孔

69、、图形刻蚀等工艺制作成陶瓷电路板。目前主流陶瓷基板按工艺分主要为DBC、AMB、DPC、HTCC、LTCC 等、按照材料划分主要为氧化铝、氮化铝和氮化硅。其中氮化铝和氮化硅材料基板通常采用AMB工艺，其导热率和膨胀系数更贴合SiC芯片材料。从指标上看，AMB-SiN陶瓷基板热导率高于90W/mk，而Al2O3热导率通常为24W/mk，同时AMB工艺可将厚铜金属(800m)焊接到相对较薄的氮化硅陶瓷上，形成高载流能力。从热膨胀系数看，AMB-SiN陶瓷基板热膨胀系数为2.4ppm/K，其与 SiC 晶体材料的热膨胀系数更为接近，匹配更稳定。图图：DBC/AMB 应用场景比较应用场景比较创 造 财

70、 富/担 当 责 任46封装材料：AMB市场规模持续放量，国内企业加速替代资料来源：GII，艾邦半导体网，富乐华官网，中国银河证券研究院图图：各类陶瓷基板预测市场空间（亿美元）：各类陶瓷基板预测市场空间（亿美元）全球陶瓷基板市场空间持续增长，AMB基板复合增速最快。根据GII数据，陶瓷基板分工艺来看，AMB基板市场规模复合增速最快，2020-2026的CAGR为25%，预计2026年可达16亿美元。LTCC基板目前市场空间最大，2020年市场规模65亿美元，预计2026年可达127亿美元，CAGR达10.1%。从竞争格局来看，陶瓷基板市场主要由外企占据，国内企业正快速崛起。2019年，第一、二

71、大供应商分别为村田和京瓷，营收合计占据全球总额的约33.15%。从全球供应格局来看，日本是全球最大的陶瓷基板生产市场，主要企业包括，村田、京瓷和丸和。欧洲为第二大生产市场，主要企业为罗杰斯，市占率全球第三。国内企业在陶瓷基板方面布局晚，主要包括博敏电子、上海富乐华、浙江德汇、圣达科技等。图图：AMB基板工艺流程基板工艺流程市场规模（亿美元）2020年2026年CAGRDBC2.63.97.0%DPC1216.95.9%AMB4.216.425.5%LTCC29.970.815.5%HTCC4.78.911.2%TFC7.58.62.3%其他5.15.20.3%目录创 造 财 富/担 当 责 任

72、三海外厂商为主导，国内企业正加速追赶五重点公司分析与投资建议四渗透率提升市场空间打开，短期分歧不改长期趋势六风险提示创 造 财 富/担 当 责 任48行业竞争：美欧日为主导，中国加速追赶资料来源：Trendforce2022.08，中国银河证券研究院图：全球图：全球SIC产业竞争格局分析产业竞争格局分析 从行业竞争格局来看，美国、欧洲和日本企业为SiC整个行业的领先者，国内厂商具备加速替代趋势。从具体参与者来看，功率半导体和平台企业贡献较高，例如美国的Wolfspeed、-、安森美，欧洲市场ST意法和英飞凌，日本的罗姆、三菱、富士电机等。创 造 财 富/担 当 责 任49行业竞争：海外已突破8

73、英寸节点，国内呈现后发优势资料来源：Gartner，CASA，中国银河证券研究院图图：全球绝缘型：全球绝缘型SiC衬底份额情况衬底份额情况 衬底市场海外走向衬底市场海外走向8 8英寸英寸，在导电型衬底仍有提升空间在导电型衬底仍有提升空间。目前国际主流企业 WolfSpeed、II-VI 和ST意法均已进入8英寸样品的研发。国内企业还处于4、6英寸衬底导入阶段，借鉴海外市场成熟经验，购买相关设备和专利。在全球半绝缘衬底材料领域，天岳先进市场份额以达到30%，进入全球前三；在导电型SiC市场仍然以海外市场主导，国内单一企业市场占有率均不足1%，仍有较大市场空间。图图：全球导电型：全球导电型SiC衬

74、底份额情况衬底份额情况表：第三代半导体市场集中度情况表：第三代半导体市场集中度情况35%33%30%2%-CREE天岳先进其它62.0%16.0%1.7%0.5%8CREE-天科合达山东天岳其他领域集中度份额公司SIC功率CR580%CREE，ROHM，Infineon，东芝、STGaN功率CR490%EPC,Transphorm，GaN system，InfineonGaN射频CR385%日本住友，CREE，Qorvo创 造 财 富/担 当 责 任50行业竞争：大力布局SiC衬底，国内车企供应链转向国内资料来源：中国电子材料行业协会，Trendforce，中国银河证券研究院图：国内图：国内S

75、iC衬底生产布局情况衬底生产布局情况 国内国内多厂商布局多厂商布局SiCSiC衬底。衬底。目前国内多家企业在衬底、外延、器件等诸多方面进行了沿产业链布局，如天科合达、山东天岳、三安光电等多企业进入SiC衬底市场，预计规划产能由2020 年的11万片增长至2026年超200万片/年。国内车厂眼光投向本土国内车厂眼光投向本土SiCSiC企业。企业。目前在OBC和终端应用领域，国内车厂已经采用国内厂商主流SiC方案，未来国产厂商有望在主驱逆变器上获得更好的发展。图：国内车厂进入图：国内车厂进入SiC领域领域创 造 财 富/担 当 责 任51行业竞争：海外已突破 8 英寸节点，国内呈现后发优势资料来源

76、：Yole，中国银河证券研究院图图：2021碳化硅功率器件市场占有率分布碳化硅功率器件市场占有率分布 衬底市场海外走向衬底市场海外走向8 8英寸，在导电型衬底仍有提升空间。英寸，在导电型衬底仍有提升空间。目前国际主流企业WolfSpeed、II-VI和ST均已进入8英寸样品的研发。国内企业还处于4、6英寸衬底导入阶段，借鉴海外市场成熟经验，购买相关设备和专利。再全球半绝缘衬底材料领域，天岳先进市场份额以达到30%，进入全球前三；在导电型SiC市场仍然以海外市场主导，国内单一企业市场占有率均不足1%，仍有较大市场空间。据据YoleYole数据显示，意法半导体数据显示，意法半导体20212021年

77、碳化硅的市占率为年碳化硅的市占率为37%37%，全球排名第一。，全球排名第一。表：表：2021全球全球SiC市场器件排名市场器件排名37%21%14%9%7%12%意法半导体英飞凌CREE罗姆安森美其他排名地区公司2021年营收(百万美元)营收同比增速1 欧洲ST450 55%2 欧洲Infineon248 125%3 北美CREE165 53%4 日本ROHM108 5%5 北美ONSEMI78 42%6 日本Mitsubishi28 8%创 造 财 富/担 当 责 任52行业竞争：国内企业加速替代，在专利和市占率持续提升资料来源：公司官网，中国银河证券研究院图：图：2010-2021年我国

78、第三代半导体专利申请量（单位：项）年我国第三代半导体专利申请量（单位：项）图：图：2020年全球年全球SiC衬底片市场衬底片市场份额份额 技术发展过程中遇到的很多工艺方面的瓶颈难以突破，与国外企业仍有相当程度的技术差距。我国第三代半导体的市场份额远小于海外其他厂商，市场认可度相对较低，在产品被应用市场选择时经常处于被动的备选地位。技术研发及制造型人才培养周期长，导致人才长期短缺，专利和论文与实际的产出成果之间仍有很长一段距离，技术创新的转化率较低。5497288699729327390030002010 2

79、011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 202145%20%13%3%3%14%CreeSiCrystal-天科合达山东天岳其它创 造 财 富/担 当 责 任53“产学研用”为国内碳化硅衬底领域特色资料来源：公开资料整理，中国银河证券研究院表：国内高校和科研机构对表：国内高校和科研机构对SiC单晶的研究单晶的研究 国内高校和科研单位对SiC单晶的研究始发于2000年前后，包括上海硅酸盐所、中科院物理所、山东大学、中电集团46所、西安理工大学、西安电子科技大学等。国内碳化硅产业化带有“学研”基因极为突出，“产学研用”已成国内碳化硅衬底领域

80、的重要特色。院校院校代表人物代表人物企业企业详情详情中科院物理所陈小龙天科合达中科院物理所于2006年成立天科合达，依托陈小龙团队中在碳化硅领域的研究成果，开发碳化硅晶体生长炉和碳化硅晶体生长、加工技术和专业设备，并建立完整的碳化硅晶片生产线中科院上海硅酸盐所陈之战世纪金光曾任北京世纪金光技术总监，全面负责碳化硅晶体生长与加工的研发和生产工作山东大学晶体材料国家重点实验室蒋民华天岳先进在山东大学蒋民华院士带领下，山东天岳成为国内首家掌握碳化硅单晶生长技术的高科技企业徐现刚南砂晶圆公司单晶制备技术来源于山东大学晶体材料国家重点实验室。以山东大学研发6英寸碳化硅单晶制备技术成果为基础，并同山东大学

81、开展全方位产学研深度合作，山东大学徐现刚教授为南砂晶圆碳化硅单晶材料与晶片生产负责人魏汝省硕科晶体山西硕科晶体有限公司副总经理魏汝省，毕业于山东大学晶体材料国家重点实验室中科院半导体所李树深、夏建白、郑厚植同光晶体河北同光是中科院半导体所合作单位，搭建了国际先进、完整的碳化硅衬底生产线。创 造 财 富/担 当 责 任54第三代半导体有望在国家支持下快速发展资料来源：公开资料整理，中国银河证券研究院表表：2017-20201年国家部委关于第三代半导体的政策年国家部委关于第三代半导体的政策 第三代半导体有望在国家支持下快速第三代半导体有望在国家支持下快速发展发展。我国的“中国制造2025”计划中明

82、确提出要大力发展第三代半导体产业。2015年5月，中国建立第三代半导体材料及应用联合创新基地，抢占第三代半导体战略新高地，对推动我国第三代半导体材料及器件研发和相关产业发展具有重要意义。我们预计，未来几年在5G及新能源车快速推广和渗透的背景下，第三代半导体将迎来较快增长，相关领域将迎来来更大力度、更有针对性的支持。政策名称发布部门政策内容2017年5月“十三五”材料领域科技创新专项规划科技部提出要大力发展第三代半导体材料，在总体目标、指标体系、发展重点等各方面均予以明确。2017年6月“十三五”交通领域科技创新专项规划科技部、交通部提出开展汽车控制系统以及IGBT、碳化硅、氮化鎵等电力电子器件

83、技术研发及产品开发和零部件、系统的软硬件测试技术研究与测试评价技术规范体系研究。2019年5月关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告财政部、税务总局依法成立且符合条件的集成电路设计企业和软件企业，在2018年12月31日前自获利年度起计算优惠期，第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照25%的法定税率减半征收企业所得税，并享受至期满为止。2019年6月鼓励外商投资产业目录(2019年版)发改委、商务部支持引进SiC超细粉体（纯度99%)、高纯超细氧化铝微粉（纯度99.9%）、高纯氮化铝（AIN）粉体（纯度99%,平均粒径1um）等精密高性能陶瓷原料外资生产企业。2019年10月

84、优化营商环境条例国务院宏观政策利好，企业营商环境进一步优化。2019年11月重点新材料首批次应用示范指导目录工信部将碳化硅单晶衬底（4英寸及以上SiC单晶衬底，4H晶型，TTV20m，-45mbow20m，表面糙度Ra0.3nm）纳入“先进半导体材料和新型显示材料”子目录2020年7月发布新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策国务院2020.07中指出，国家鼓励集成电路企业，自获利年度起，第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照25%的法定税率或减半征收企业所得税创 造 财 富/担 当 责 任55国内外SiC产业链对比资料来源：中国银河证券研究院表：国内外表：国内外SiC

85、产业链对比产业链对比国外国外国内国内村底6英寸：2015年产业化；向8英寸转移4英寸：大批量生产；向6英寸转移外延85%30um：质量控制良好30um：缺陷密度偏高器件二极管：批量生产二极管：批量生产MOSFET：三代技术MOSFET：少量实现产业化封装高温封装材料与专用设备关键封装材料与设备尚未国产先进封装结构沿用硅基封装结构可靠性车规级测试经验丰富测试经验少，设备认可度不高测试标准尚在摸索测试方法尚在摸索中应用电动车、新能源发电等批量应用少数行业开始渗透、尚未批量应用大容量、高频电力电力应用预研开发大容量高频电力电子应用预研开发生态产业链各环节闭环反馈，产业链各环节条块分割，研发与产业化加

86、速缺乏IDM龙头企业目录创 造 财 富/担 当 责 任一第三代半导体：更先进的材料，更优异的产品特性三海外厂商为主导，国内企业正加速追赶五重点公司分析与投资建议二市场空间仍待开发，产业链成熟度逐步提升四渗透率提升市场空间打开，短期分歧不改长期趋势六风险提示创 造 财 富/担 当 责 任57分歧：长期系统成本降低VS短期单一器件成本资料来源：CASA，ST，中国银河证券研究院800V 架构架构下下主主逆变器逆变器 1200V SiC 与与 IGBT 方案方案对比图：对比图：目前车厂主驱逆变由IGBT模块切换成SiC的首要障碍是成本。从逆变器角度来说，当前碳化硅逆变器本身模块价格是硅基的2-3倍，

87、英飞凌HPD 1000-1500元，SiC模块4500元。若采用双电机驱动，单车成本上市幅度就要增加6000-7000元，同时SiC功率模块不匹配的CTE(热膨胀系数)容易使各层相互分离,引发器件失效，因此需要合适的封装和系统集成创新方案。尽管在整体集成上，PCB板用料减少、散热器件减少等会降低成本，但是目前应用SiC晶圆价格仍保持每年5%-10%左右下降，短期单一器件价格仍存下降空间。图：图：650V SiC MOSFET和和Si IGBT价格比较价格比较0123452018年中2018年底2019年中2019年底2020年中2020年底650V SiC MOSFET650V Si IGBT

88、-5005003003504004505001200V SiC（负载10%）硅IGBT（负载10%）1200V SiC（负载25%）硅IGBT（负载25%）1200V SiC（负载50%）硅IGBT（负载50%）1200V SiC（负载100%）硅IGBT（负载100%）Psw之和Pcond之和创 造 财 富/担 当 责 任58长期衬底价格下降，SiC器件接受度和渗透率迎提升资料来源：CASA，Yole，中国银河证券研究院图图：2025年全球年全球SiC器件渗透率突破器件渗透率突破10%衬底制备技术成熟度带动良率提升、SiC厂商扩产带来的供给量上升、产线向大尺寸晶圆转移，

89、三大因素导致单SiC衬底片价格呈下降趋势。根据CASA预测，预计到未来5年，SiC衬底价格以每年5%-10%下降。随着SiC衬底价格下降，下游客户对SiC器件带来的性能提升接受度提升，价格敏感度下降，导致SiC器件渗透率高速提升。根据Yole数据预测，预计到2025年，全球功率器件中，SiC器件渗透率将达到11.6%，突破10%，预计到2027年，渗透率突破15%。图图：SiC衬底和外延价格趋势衬底和外延价格趋势3.905.306.106.909.1011.6014.200%2%4%6%8%10%12%14%16%05540455020021E 20

90、22E 2023E 2024E 2025E 2026ESiC功率器件全球市场规模（亿美元）SiC功率器件渗透率创 造 财 富/担 当 责 任59分歧：技术进步对产业链冲击资料来源：基本半导体，中国银河证券研究院 SiCSiC器件行业目前发展速度较快，多技术环节存在优化空间。器件行业目前发展速度较快，多技术环节存在优化空间。并且从产房建设前期工作、配套设施引入，关键设备调试，产品研发验证再到产能爬坡需要2年以上建设期，产线排产周期同样需要不断调试。市场目前对8寸产线建设存在分歧，产业链后续配套能否跟进是考虑IDM厂商的关键。图图：建厂周期、设备材料交货周期较长：建厂周期、设备材料交货周期较长厂房

91、建设周期：关键生产设备交期：相关人员：年基本固定支出费用/折旧情况：8 8-1515月月1515个月个月300300人人约约1 1千万千万/万片年产能万片年产能关键生产设备价格：可靠性测试：从建设初期到出货：每台高温高能离子注入机吞吐量：10001000万万/台台大于大于10001000小时小时约约3 3-5 5年年UlvacUlvac IHIH-860DSIC860DSIC，吞吐量吞吐量3030枚枚/小时小时前期工作前期工作厂房建设厂房建设场务配套场务配套设备导入和测试设备导入和测试工艺开发与验证工艺开发与验证产品研发与验证产品研发与验证产能爬坡产能爬坡产能规划政府批准选址规划资本支出人力支

92、出风险承担水、电、气化学、消防净化润设备选择设备调控抢设备订单全球性难题完全新兴市场验证时间无法保证设备耗材原料创 造 财 富/担 当 责 任60分歧：技术进步对产业链冲击资料来源：基本半导体，中国银河证券研究院图图：车厂验证测试至少需要：车厂验证测试至少需要2年时间年时间 从车厂验证模式来看，多样本MRD测试，DV和PV测试同样需要大量时间。因此，多项技术进步可能会导致长生产周期中部门设备存在落后情况，会有不确定性风险。创 造 财 富/担 当 责 任61分歧：制造环节仍需打破壁垒资料来源：公开资料整理，中国银河证券研究院表：表：SiC芯片制造过程中工艺难题和产业化难题芯片制造过程中工艺难题和

93、产业化难题 SiC材料特性会面临工艺难题和产业化难题。碳化硅的瓶颈主要在工艺上，芯片制造需要使用到碳膜溅射机、高温退火炉、高温离子注入机等专用设备。例如，SiC无扩散，渗杂需要高能注入，一般注入能量在300keV，甚至需要打二阶到700keV以上，这会造成工艺制造成本高、流片效率低，SiC芯片制造过程中需高温注入，且还要高温化退火工艺。其次，栅氧工艺需要面对碳原子的反应，会形成碳相关杂质，需要高温氧化工艺，皇冠级难度，由于硅产业无法借鉴，工艺摸索、设备配套较局限，高温炉子易受污染，长期稳定性差。材料特征工艺难题产业化问题晶格难扩散碳化硅无扩散，渗杂需要高能注入，一般注入能量在300keV，甚至

94、需要二阶到700keV以上工艺制造成本高、流片效率低必须注Al,需要高温化退火工艺硅产业无法借鉴，工艺摸索、设备配套有局限性，高温炉易受污染、长期稳定性差双元素栅养工艺不得不面对碳原子的反应，会形成碳相关杂质，需要高温氧化工艺硅产业无法借鉴，工艺摸索、设备配套有局限性，高温炉易受污染、长期稳定性差透明光刻工艺难以适应，各设备传送、取片难以定位工艺不稳定、传送片相关效率低、碎片率高硬干脆很难，挖槽工艺是碳化硅工艺难度极高工艺深槽形貌一致性、稳定性难以保证脆甩干、传送、取片易脆，减薄工艺难以适应生产效率低、碎片率高创 造 财 富/担 当 责 任62分歧：IDM商业模式VS战略合作资料来源：核芯产业

95、观察，中国银河证券研究院图图：以纵向并购方式布局：以纵向并购方式布局SiC衬底衬底 硅基半导体已经形成了高度垂直分工的产业运作模式。但与硅基半导体产业不同，SiC 产业目前来看，主要是以IDM模式为主。SiC产业目前以IDM模式为主的主要原因：1)设备相比硅晶圆制造较为便宜，产线资本投入门槛相对较低；2)受益于成熟的半导体工艺，SiC 器件设计相对不复杂；3)掌握上下游整合能力可以加速产品迭代周期，有效控制成本以及产品良率。目前包括Wolfspeed、ST意法、罗姆均采用了IDM模式，国内三安光电、泰克天润、基本半导体等也在努力布局全产业链，持续完善垂直整合能力，强化竞争力。图图：以横向并购方

96、式布局：以横向并购方式布局SiC衬底衬底公司公司发展方向发展方向Wolfspeed2015年收购功率模块和电源领域领先的APEI公司2019年12月以1.375亿美元现金完成收购瑞典SiC衬底和外Wolfspeed 延片制造商Norstel_AB2018年3月收购英飞凌的射频功率业务2020年剥离LED业务，全力投身到SiC衬底和器件II-VI2021年11月宣布未来10年投资10亿美元，实现SiC全产业链的垂直整合，并结合通用电气公司的SiC芯片和SiC器件技术公司公司发展方向发展方向罗姆从2000年开始布局SiC，到了2009年收购德国SiC衬底和外延片供应商SiCrystal后才有了实质

97、性进展ST在2019年12月以1.375亿美元现金完成收购瑞典SiC衬底和外延片制造商Norstel AB安森美在2021年11月宣布完成对SiC供应商GTAT（GT Advanced Technologies）的收购，交易金额为4.15亿美元目录创 造 财 富/担 当 责 任一第三代半导体：更先进的材料，更优异的产品特性三海外厂商为主导，国内企业正加速追赶五重点公司分析与投资建议二市场空间仍待开发，产业链成熟度逐步提升四渗透率提升市场空间打开，短期分歧不改长期趋势六风险提示创 造 财 富/担 当 责 任64Wolfspeed：全球第三代半导体龙头，推动行业变革资料来源：Woflseppd投资

98、者大会，中国银河证券研究院图图：Wolfspeed目前处于发展的拐点目前处于发展的拐点图：图：Wolfspeed对自身及功率器件市场展望对自身及功率器件市场展望 CREE公司创立于1987年，1993年于纳斯达克上市，2017年起公司进行战略转型聚焦，将业务聚焦Wolfspeed部门，专注在射频碳化硅基氮化镓（GaN-on-SiC）技术方面。2021年，公司正式剥离照明业务与 LED 业务，同时更名Wolfspeed，专注第三代化合物半导体领域技术创新。从公司主营产品来看，包括三大业务，主要是1）功率产品，包括SiC MOSFET、SiC JBD、功率模块以及栅极驱动板等；2）射频产品，包括

99、28V、40V、50V 宽带应用场景的 GaN HEMT 器件及LDMOS功率晶体管产品；3)材料产品，包括SiC衬底材料外延及相关器件代工服务。创 造 财 富/担 当 责 任65Wolfspeed：营收持续高增长，产能稳步提升资料来源：Wolfspeed官网，Bloomberg，中国银河证券研究院图图：Wolfspeed 专利布局（截至专利布局（截至2021.11）图：公司历史营收情况（亿美元）图：公司历史营收情况（亿美元）公司2021财年实现营收5.26亿美元，同比业务剥离后增长11.67%，其中预计碳化硅材料（Materials）收入占比45%，碳化硅功率器件（Power）和碳化硅基 G

100、aN 射频器件（RF）占比55%左右。公司继续布局新产能。2022 年 4 月，位于纽约州的8 英寸 SiC 晶圆厂（全球最大）投产，2022 年 5 月，于 FY22Q3 业绩会上宣布将再建一座晶圆厂，预计投入规模会超过莫霍克谷工厂。图：公司现有产能分布情况图：公司现有产能分布情况0204060800021照明业务LED产品Wolfspeed收入创 造 财 富/担 当 责 任66安森美：车工规能效解决专家，向”All in SiC”方向切入资料来源：Onsemi公司官网，中国银河证券研究院图图：安森美：安森美2021年及年及FY22Q2收入情况收入

101、情况 安森美是一家专注智能电源和感知技术平台型企业，公司于1999年从摩托罗拉半导体事业部分拆，目前主要提供包括分立器件、功率模块、电源管理、信号调节及控制、传感器等多类产品。根据公司FY22Q2业绩交流会，新能源车主驱逆变器SiC模块的单车价值量高达700美元，同时结合25年公司SiC器件产出量预期，公司未来能够拿下近7亿美元市场规模，同时公司在主驱逆变领域在特斯拉车上不断验证，同时在光伏领域，公司与头部7家逆变器厂商签订未来数年的LTSA，合同总金额超过10亿，公司未来业绩支撑能够得到保证。图图：汽车、工业业务成公司长期营收增长动力汽车、工业业务成公司长期营收增长动力图图：安森美产品单价值

102、量情况：安森美产品单价值量情况创 造 财 富/担 当 责 任67意法半导体：SiC器件龙头厂商，产能扩展提升公司竞争力资料来源：ST意法公司官网，公司投资者交流，中国银河证券研究院图图：ST意法全球主要生产基地意法全球主要生产基地 ST意法目前是全球SiC器件出货量最大厂商，2017年，公司实现SiC功率器件车上可靠性测试，向高端汽车领域进行出货。2019年12月，ST意法收购瑞典晶圆制造商Norstel，纵向扩张，提升公司对SiC晶圆得自供能力。从公司FY22Q2业绩交流会表示，预计到2025年，公司器件出货量将是2022年的两倍，并且预计公司在2023年进行8英寸的商业化生产。图图：ST意

103、法的大客户情况意法的大客户情况图图：公司产能规划情况：公司产能规划情况图图：ST意法产能扩张情况意法产能扩张情况创 造 财 富/担 当 责 任68罗姆(Rohm)：持续资金投入，产能扩充6倍资料来源：罗姆公司官网，芯语，中国银河证券研究院图图：罗姆在：罗姆在SiC的布局情况的布局情况图：罗姆图：罗姆计划在计划在 2023 年进行年进行 SiC 衬底衬底量产量产 罗姆入局碳化硅市场较早，2010年就收购了专做碳化硅的SiCrystal。并且于2010年开始量产碳化硅MOSFET，2015年又率先量产双沟槽结构的第3代产品，2020年推出了针对电动汽车优化的第4代1200V碳化硅MOSFET。罗姆

104、预计在2021-2025年间投入10-13亿美金，碳化硅产能扩充至少6倍，在日本阿波罗筑后和宫崎新工厂将于2022年投入运营，计划将器件产能提高5倍以上，目的是要抢占全球30%的碳化硅市场。同时在车厂合作方面，罗姆与吉利汽车集团建立了战略合作伙伴关系，与北汽新能源、联合汽车电子分别建立了碳化硅联合实验室。利用罗姆的碳化硅器件，共同开发用于电动汽车驱动的逆变器以及高性能模块等。创 造 财 富/担 当 责 任69天岳先进：国产SiC衬底材料龙头厂商资料来源：公司招股说明书，中国银河证券研究院图图：公司产品具备量产能力时间点：公司产品具备量产能力时间点 成立于2010年，专注第三代半导体碳化硅衬底产

105、业，主要产品包括碳化硅半绝缘型和导电型衬底。公司是研发驱动企业，不断通过技术进步引领变革，公司于2011-2018年间，将绝缘型和导电型衬底的量产能力从2英寸扩展到6英寸，缩小与海外厂商差距，并且公司6英寸导电型产品已送样至多家国内外知名客户，衬底产品指标与海外大厂接近。图图：公司产品：公司产品4寸到寸到6寸仅用寸仅用4年研发期年研发期表：表：公司公司 6 英寸导电型衬底产品指标情况英寸导电型衬底产品指标情况天岳先进天岳先进科锐公司科锐公司贰陆公司贰陆公司天科合达天科合达直径直径150.0mm0.2mm150.0mm0.25mm未披露150.0mm+0.0/-0.5mm微管密度微管密度0.51

106、0.12多型面积多型面积不允许5%（面积）未披露不允许电阻率范围电阻率范围0.015-0.025cm0.015-0.028cm约0.02cm0.015-0.025cm总厚度变化总厚度变化10m10m未披露6m弯曲度（绝弯曲度（绝对值）对值）25m未披露未披露30m翘曲度翘曲度40m40m未披露40m表面粗糙度表面粗糙度Ra0.2nm未披露Ra0.5nmRa0.2nm创 造 财 富/担 当 责 任70产品类别产品类别产品图示产品图示下游产品和应用领域下游产品和应用领域碳化硅晶片(4英寸/6英寸)导电型碳化硅二极管、碳化硅MOSFET等功率器件:应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空

107、航天等领域半绝缘型HEMT等微波射频器件，用于高频高温工作环境;应用于5G通讯、卫星、雷达等领域其他碳化硅产品籽晶同晶体结构种子晶片，用于生长碳化硅晶体晶体用于加工碳化硅晶片、设备研发和测试:半绝缘晶体碳化硅晶体可以用于制造莫桑石宝石等碳化硅制造设备单晶生长炉用于导电型和半绝缘型碳化硅晶体生长制备天科合达（未上市）：具备核心竞争力的国产衬底厂商资料来源：公司招股说明书，中国银河证券研究院表：公司主要产品情况表：公司主要产品情况表：公司持续保持在国内行业领先技术地位表：公司持续保持在国内行业领先技术地位 公司成立于2006年9月，专注于第三代半导体碳化硅晶片的研发、生产和销售。公司于2017年8

108、月完成4英寸导电和半绝缘、6英 寸导电碳化硅晶片认证，2019年完成6英寸半绝缘碳化硅晶片认证。公司不断进行新产品的技术研发工作，并多次承担国家“02”专项、“863计划”等大型项目的研发并成功验收。另牵头起草3项国家标准并与山东大学和中科院物理所等研究机构合作研发课题。公司目前在新疆、北京、深圳布局了4个碳化硅项目，合计总投资超30亿元，年产能超26万片。表：公司表：公司2017-2020Q1产能情况产能情况产品类别产品类别项目项目20172017年度年度 20182018年度年度20192019年年度度20202020年年Q1Q1碳化硅晶片产能（片）53741484产

109、能（片）52640998产能利用率98%98%98%96%碳化硅单晶生长炉产能（台）-7530075产能（台）-4028016产能利用率-53%93%21%创 造 财 富/担 当 责 任71三安光电：国内SiC IDM模式领先企业资料来源：公司官网，中国银河证券研究院图图：三安光电产业链布局三安光电产业链布局 公司成立于2000年，于2008年在上交所挂牌上市。成立之初，公司卡位LED芯片业务，随后于2014年成立三安集成进军化合物半导体领域，涵盖GaAs、GaN、SiC等化合物半导体材料。三安集成是国内为数不多的碳化硅 IDM 制造厂商，涵盖从衬底、外延、设计、制造、封

110、装测试的全部流程。公司碳化硅产品包括碳化硅二极管和碳化硅 MOSFET。公司于2018年开始650V/1200V SiC SBD量产。2020年以3.82亿元收购福建北电新材，2021年6月，湖南三安半导体正式投产，总投资达到160亿元，拥有SiC晶体生长到功率器件封测的全产业链生产能力，公司月产能达到3W片6寸SiC晶圆。图：公司产业基地遍布全国图：公司产业基地遍布全国创 造 财 富/担 当 责 任72斯达半导：领先车规功率模块厂商，布局SiC巩固领先地位资料来源：公司公告，中国银河证券研究院图图：公司募集资金投资方向（单位：亿元）：公司募集资金投资方向（单位：亿元）公司成立于2005年，国

111、内车规IGBT龙头企业，产品覆盖新能源车、工业控制、变频家电等多领域。发力发力SiCSiC器件，巩固领先地位。器件，巩固领先地位。公司作为国产车规级SiC模块供应商，已与多家车企及Tire1供应商达成合作，实现部分项目定点，公司在SiC模块上已与小鹏达成合作，进入车企800V高压平台。同时公司与Wolfspeed合作开发的1200V SiC模块已进入宇通客车电控系统供应链，品牌效应已初见成效。发布定增预案，拟投资发布定增预案，拟投资5 5亿建设亿建设SiCSiC产业化项目。产业化项目。公司于2021年发布定增预案，拟募资35亿投入发展高压特色功率芯片及SiC产品研发。表：表：公司车规公司车规I

112、GBT模块产品模块产品序号序号项目名称项目名称投资总额投资总额拟投入募集拟投入募集资金金额资金金额1高压特色工艺功率芯片研发及产业化项目15.0015.002SiC 芯片研发及产业化项目5.005.003功率半导体模块生产线自动化改造项目7.007.004补充流动资金8.008.00合计35.0035.00创 造 财 富/担 当 责 任73时代电气：国内具备大功率SiC器件电驱系统核心企业资料来源：公司公告，中国银河证券研究院表：时代电气表：时代电气SiCSiC产品介绍产品介绍 提前布局SiC方向，紧跟最新技术方向。时代电气在2011年起便与中科院微电子所达成合作意向，共同建立研发中心。公司于

113、2018年完成国内首条6英寸SiC芯片生产线，公司在具备自主知识产权的SiC SBD、SiCMOSFET及SiC模块均已实现量产，覆盖电压为650V-3300V。目前碳化硅二极管已经小批量出货，碳化硅 MOS 模块产品已经推出，我们预计碳化硅 MOS模块将来是公司的研发重点。2021年4月，中车集团发布C-Car平台，其核心功率器件为国内自主SiC功率电驱产品。2022年4月，公司拟投资4.62亿元建设SiC芯片生产线（建设周期24个月），同时提升自身沟槽栅SiC MOS芯片研发能力，产能提升到6寸SiC芯片2.5万片/年。产品简介产品参数应用SBD芯片及器件具有正温度系数、耐高压、高浪涌能力

114、、高电流密度，低比导通电阻等特点反向重复峰值电压(V)：1200-3300光伏、轨交、电网等正向电流(A)：10-47运行结温(C)：-40-150MOSFET芯片及器件车规级 SiC MOSFET 芯片，具有高电流密度，低比导通电阻，高工作频率等特点，适用于新能源汽车、充电桩领域；高压 SiC MOSFET 芯片，芯片内置栅电阻，具有低开关损耗，高工作频率的特点，适用于轨道交通、电网领域击穿电压(V)：1200-3300 高压 MOSFET 用于轨交、电网。车规级 MOSFET 用于新能源汽车、充电桩正向电流(A):32-60 运行结温(C)：-40-175 SiC模块采用中车第二代 SiC

115、 芯片，具有正温度系数，高浪涌能力等特点。额定电压(V)：1200-3300 轨交、电网、新能源汽车、充电桩额定电流(A)：500-1600 工作结温(C)：75-95 创 造 财 富/担 当 责 任74新洁能：领先MOSFET设计厂商，定增加码SiC赛道资料来源：公司招股说明书，中国银河证券研究院表：非公开发行募集资金项目情况（单位：万元）表：非公开发行募集资金项目情况（单位：万元）公司成立于2013年，是国内率先掌握超结理论技术、并量产屏蔽栅功率MOSFET 及超结功率 MOSFET 的企业，也是国内最早在 12 英寸工艺平台实现沟槽型 MOSFET、屏蔽栅 MOSFET 量产的企业。公司

116、布局第三代半导体平台，目前已推出1200V 60mohm SiC MOSFET样品，同时，公司推出1200V17mohm、1200 V 32mohm、1200V 75mohm等SiC MOSFET系列产品，主要目标市场是光伏逆变和汽车；此外，也有多家客户在和公司沟通定制不同规格的SiC MOSFET和GaN HEMT样品，相关业务未来成长可期。项目名称总投资金额拟投入募集资金金额功率驱动 IC 及 IPM 模块的研发及产业化61,727 60,000 第三代半导体SiC/GaN功率器件及封测的研发及产业化22,381 20,000 SiC/IGBT/MOSFET 等功率集成模块(含车规级)的研

117、发及产业化50,852 50,000 补充流动资金11,800 11,800 合计146,759 141,800 创 造 财 富/担 当 责 任75博敏电子：受益于AMB陶瓷衬板需求爆发资料来源：公司公告，中国银河证券研究院图：公司围绕“图：公司围绕“PCB+”发力”发力AMB陶瓷衬板领域陶瓷衬板领域 博敏电子成立于1994年，以高端印制电路板生产为主，未来持续加深公司“PCB+解决方案+元器件”产业护城河。布局布局AMBAMB陶瓷陶瓷衬板领域衬板领域，发力公司第二成长曲线发力公司第二成长曲线。公司于2020年进军功率器件AMB陶瓷衬板领域，AMB衬板具备更优的热导率/铜层结合力/可靠性等，更

118、适合大功率大电流的应用场景，如车规主逆变器、光伏变压、轨道交通高压等，AMB基板在功率模块成本占比接近10%，公司拥有国际领先的AMB工艺技术和生产流程，使用自研钎焊料生产的陶瓷衬板具备性能优越、质量可靠、成本优胜的特点，可达到5000次冷热冲击测试，满足航空航天的性能要求。创 造 财 富/担 当 责 任76投资建议资料来源：Wind，中国银河证券研究院（数据截至2022.10.24）SiC行业近期飞速发展，海外多家厂商具备先发优势，短期内在产品、产能和良率等方面均领先国内企业，但随着国内市场对SiC行业重视程度提高，技术不断进步，未来有望实现对海外厂商的弯道超车。建议关注国内SiC产业链处于

119、领先地位的优质厂商，IDM全产业链布局：三安光电，国内优秀衬底厂商：天岳先进、天科合达；在设计环节具备优秀壁垒的：斯达半导、时代电气、新洁能、士兰微、东微半导等，以及布局封装材料厂商：博敏电子。表：相关公司盈利预测与估值表：相关公司盈利预测与估值证券代码公司股价总市值EPS（亿元）PE2022E2023E2024E2022E2023E2024E600703.SH三安光电17.59787.920.470.680.9137.0825.7719.29688234.SH天岳先进114.99494.120.260.390.60434.58297.36191.78603290.SH斯达半导322.6055

120、0.824.446.218.5672.6551.9237.68688187.SH时代电气56.00642.011.621.902.2034.5329.4825.42605111.SH新洁能82.18174.912.473.214.0733.3325.5820.21600460.SH士兰微31.55446.771.011.311.7131.1524.0518.46688261.SH东微半导251.38169.373.905.437.2264.5346.3434.84603936.SH博敏电子11.8060.300.520.831.1022.6214.2910.73目录创 造 财 富/担 当 责

121、任五重点公司分析与投资建议四渗透率提升市场空间打开，短期分歧不改长期趋势六风险提示创 造 财 富/担 当 责 任78风险提示 地缘政治风险及宏观经济发展不及预期 产能扩张周期不及预期 材料端产能及良率提升不及预期 下游行业推广渗透率不及预期 碳化硅器件成本下降程度不及预期CHINAGALAXYSECURITIESCHINAGALAXYSECURITIES本人承诺，以勤勉的执业态度，独立、客观地出具本报告，本报告清晰准确地反映本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与、未来也将不会与本报告的具体推荐或观点直接或间接相关。高峰高峰,北京邮电大学电子与通信工程硕士，吉林大学工学学士。2年

122、电子实业工作经验，6年证券从业经验，曾就职于国信证券、北京信托证券部。2022年加入中国银河证券研究院，担任电子团队组长，主要从事硬科技方向研究。王子路王子路，英国布里斯托大学金融与投资硕士，山东大学经济学学士，2年科技产业研究经验，2020年加入中国银河证券研究院，从事电子行业研究。分析师承诺及简介分析师承诺及简介评级标准评级标准行业评级体系行业评级体系未来6-12个月，行业指数（或分析师团队所覆盖公司组成的行业指数）相对于基准指数（交易所指数或市场中主要的指数）推荐：行业指数超越基准指数平均回报20%及以上。谨慎推荐：行业指数超越基准指数平均回报。中性：行业指数与基准指数平均回报相当。回避

123、：行业指数低于基准指数平均回报10%及以上。公司评级体系公司评级体系推荐：指未来6-12个月，公司股价超越分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报20%及以上。谨慎推荐：指未来6-12个月，公司股价超越分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报10%20%。中性：指未来6-12个月，公司股价与分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报相当。回避：指未来6-12个月，公司股价低于分析师（或分析师团队）所覆盖股票平均回报10%及以上。CHINAGALAXYSECURITIESCHINAGALAXYSECURITIES本报告由中国银河证券股份有限公司（以下简称银河证券）向其客户提供。银河证券无需因接收人

124、收到本报告而视其为客户。若您并非银河证券客户中的专业投资者，为保证服务质量、控制投资风险、应首先联系银河证券机构销售部门或客户经理，完成投资者适当性匹配，并充分了解该项服务的性质、特点、使用的注意事项以及若不当使用可能带来的风险或损失。本报告所载的全部内容只提供给客户做参考之用，并不构成对客户的投资咨询建议，并非作为买卖、认购证券或其它金融工具的邀请或保证。客户不应单纯依靠本报告而取代自我独立判断。银河证券认为本报告资料来源是可靠的，所载内容及观点客观公正，但不担保其准确性或完整性。本报告所载内容反映的是银河证券在最初发表本报告日期当日的判断，银河证券可发出其它与本报告所载内容不一致或有不同结

125、论的报告，但银河证券没有义务和责任去及时更新本报告涉及的内容并通知客户。银河证券不对因客户使用本报告而导致的损失负任何责任。本报告可能附带其它网站的地址或超级链接，对于可能涉及的银河证券网站以外的地址或超级链接，银河证券不对其内容负责。链接网站的内容不构成本报告的任何部分，客户需自行承担浏览这些网站的费用或风险。银河证券在法律允许的情况下可参与、投资或持有本报告涉及的证券或进行证券交易，或向本报告涉及的公司提供或争取提供包括投资银行业务在内的服务或业务支持。银河证券可能与本报告涉及的公司之间存在业务关系，并无需事先或在获得业务关系后通知客户。银河证券已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格。

126、除非另有说明，所有本报告的版权属于银河证券。未经银河证券书面授权许可，任何机构或个人不得以任何形式转发、转载、翻版或传播本报告。特提醒公众投资者慎重使用未经授权刊载或者转发的本公司证券研究报告。本报告版权归银河证券所有并保留最终解释权。免免 责责 声声 明明联联系系中国银河证券中国银河证券股份有限公司股份有限公司 研究院研究院机构请致电：机构请致电：深圳市福田区金田路3088号中洲大厦20层深广地区:苏一耘suyiyun_崔香兰0755-上海浦东新区富城路99号震旦大厦31层上海地区:何婷婷021-陆韵如luyunru_北京市丰台区西营街8号院1号楼青海金融大厦北京地区:唐嫚羚tangmanling_公司网址：谢谢！创造财富担当责任股票代码：601881.SH06881.HK联系人：王子路邮箱：wangzilu_