1、 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 1 证券研究报告 科技科技 SiC：把握碳中和背景下的：把握碳中和背景下的投资机会投资机会 华泰研究华泰研究 电子电子 增持增持 ( (维持维持) ) 半导体半导体 增持增持 ( (维持维持) ) 研究员 黄乐平，黄乐平，PhD SAC No. S0570521050001 SFC No. AUZ066 联系人 姚逊宇姚逊宇 SAC No. S0570121060040 联系人 廖健雄廖健雄 SAC No. S0570122020002 行业行业走势图走势图 资料来源：Wind，华泰研究 重点推荐重点推荐 股票名称股票名称 股票代

2、码股票代码 目标价目标价 (当地币种当地币种) 投资评级投资评级 闻泰科技 600745 CH 165.00 买入 华润微 688396 CH 70.00 买入 斯达半导 603290 CH 458.65 买入 北方华创 002371 CH 443.08 买入 华峰测控 688200 CH 625.00 买入 资料来源：华泰研究预测 2022 年 3 月 27 日中国内地 深度研究深度研究 碳化硅行业：碳中和趋势的主要受益者，碳化硅行业：碳中和趋势的主要受益者，5 年市场规模有望翻年市场规模有望翻 5 倍倍 碳化硅（SiC）作为第三代化合物半导体材料，具备禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高等

3、特点，SiC 器件较传统硅基器件可具备耐高压、低损耗和高频三大优势，广泛应用于新能源车、光伏/风电、工控、射频等领域。由于技术迁移成本高、价格高企、产能紧张等因素，我们认为碳化硅仍处于渗透早期，当前主要应用于中高端新能源车、充电桩及基站射频等领域，我们预计全球 SiC 器件市场规模 2025 年将达 59.79 亿美元， 较 2020 年翻 5 倍。建议投资人关注：1）具备较强产业链及客户基础的 SiC 功率器件厂商；2）“跑马圈地”下具备稀缺有效产能的材料公司；3）产业链相关设备公司。 碳化硅器件：成本下滑带动渗透率迅速提升，碳化硅器件：成本下滑带动渗透率迅速提升，800V 架构成为重要催化

4、剂架构成为重要催化剂 我们预测 2025 年全球新能源车 SiC 功率器件市场规模将达 30.05 亿美元，目前主要应用于特斯拉、比亚迪中高端车型，主要场景为主逆变器/OBC，我们预计至2025年SiC渗透率有望达38/43%， 我们认为其主要驱动力为1）特斯拉、比亚迪、蔚来、小鹏等头部新能源车厂的“示范效应” ；2）碳化硅器件价格下降后带来系统经济效益；3）800V 架构有望成为重要催化剂，1200V SiC 在高压下较 IGBT 性能优势更为明显。我们测算 2025 年全球新能源车消耗 SiC 衬底数量将达 199.6 万片/年，考虑到当前有效导电型衬底产能仍然稀缺，我们预计 SiC 功率

5、器件供需偏紧格局将保持相当长时间。 碳化硅材料：全球加速扩产“跑马圈地” ，关注稀缺的有效产能碳化硅材料：全球加速扩产“跑马圈地” ，关注稀缺的有效产能 SiC 衬底和外延技术壁垒较高，存在长晶速度慢、扩径难度高、杂质控制难度高等难点。目前行业处于寡头垄断局面，Wolfspeed 占据全球 SiC 材料超过 60%市场份额（根据 Yole） 。我们测算 2020 年 SiC 材料市场规模 5.92亿美元，2025 年将达 29.90 亿美元，CAGR 为 38.2%。我们认为 1）目前全球 SiC 材料处于跑马圈地阶段，海内外加速扩产，国内远期规划年产能超400 万片/年，建议关注重复建设问题

6、；2）虽然国内产能规划量很大，但是由于良率及衬底质量原因，国内有效产能仍然稀缺，尤其是导电型衬底，我们认为中长期行业能达到 45%-50%毛利率， 建议关注具备优质产能的龙头。 关注国内碳化硅器件及产业链厂商的投资机会关注国内碳化硅器件及产业链厂商的投资机会 根据我们测算，在碳中和大趋势的推动下，全球碳化硅器件/材料市场规模到 2025 年分别有望达到 59.79/29.90 亿美元，2021-2025 年 CAGR 为38.2/38.2%，呈现高速发展态势。我们建议投资人关注：1）具备较强产业链及客户基础的 SiC 功率器件厂商：斯达半导、闻泰科技、华润微等；2）“跑马圈地”模式下具备稀缺有

7、效产能的材料公司；3）相关设备公司：北方华创、华峰测控等。 风险提示： 新能源汽车渗透率不及预期的风险， SiC 渗透率不及预期的风险，SiC 成本下降速度不及预期的风险。 (18)2234363Mar-21Jul-21Nov-21Mar-22(%)电子半导体沪深300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 2 科技科技 正文目录正文目录 报告核心观点报告核心观点 . 4 与市场不同的观点 . 5 碳化硅为第三代半导体材料，引领功率及射频领域革新碳化硅为第三代半导体材料，引领功率及射频领域革新 . 6 碳化硅较硅更能满足高温、高压、高频等需求，下游应用领域广泛 . 6

8、SiC 较 IGBT 具备耐高压、低损耗和高频三大核心优势 . 8 全球全球 SiC 市场处于高速成长阶段，国内厂商存广阔替代空间市场处于高速成长阶段，国内厂商存广阔替代空间 . 11 乘碳中和之东风，2025 年市场规模有望较 2020 年翻 5 倍 . 11 海外厂商普遍看好 SiC 市场空间，相关业务业绩展望乐观 . 12 竞争格局：衬底及外延市场集中度高，器件领域海外厂商占绝对主导 . 13 新能源车新能源车/充电桩充电桩/光伏光伏/工控工控/射频鼎力相助，射频鼎力相助，SiC 器件加速应用器件加速应用 . 15 新能源汽车：800V 架构下的甜蜜时刻，SiC 渗透的核心驱动力. 15

9、 新能源车充电及里程焦虑凸显，800V 架构时代来临 . 16 主逆变器：800V 系统下 SiC MOSFET 大显身手，降低主逆变器损耗及体积 . 18 OBC：SiC 助力实现效率提升、轻量化及系统成本降低 . 19 SiC 器件与传统产品价差持续收窄，具备经济效益指日可待. 20 预计 2025 年全球新能源汽车 SiC 市场规模将达到 30.1 亿美元 . 21 直流充电桩：大功率充电占比提升，SiC 将加速替代 . 23 光伏：SiC 光伏逆变器性能提升显著，广泛应用未来可期 . 23 工控：SiC 模块有望在轨交、智能电网、风电等领域实现全方位渗透 . 24 射频：5G 推动 G

10、aN-on-SiC 需求提升 . 25 SiC 材料：产业链核心环材料：产业链核心环节，国内外厂商积极布局节，国内外厂商积极布局 . 26 衬底：碳化硅产业链最关键环节，技术壁垒较高 . 26 行业趋势#1：衬底尺寸不断扩大，8 英寸衬底成本优势凸显 . 30 行业趋势#2：远期产业链融合有望成为趋势 . 31 行业趋势#3：半绝缘型衬底国产化率已经较高，导电型衬底成为国产替代焦点 . 31 国产衬底迭代进程加快，质量、良率等方面仍存不小差距 . 31 国内外厂商大规模扩产，但国内有效产能不足致中短期仍将维持供不应求 . 33 重点公司与产业链相关公司一览重点公司与产业链相关公司一览 . 35

11、 IDM 公司 . 35 三安光电（600703 CH） . 35 衬底厂商. 35 天岳先进（688234 CH） . 35 天科合达（未上市） . 35 河北同光（未上市） . 36 烁科晶体（未上市） . 36 江苏晶能（未上市） . 36 UUkXpXcXlYtXdU3WcVbRdN7NoMoOmOmOkPrRpMfQtRxPaQpPyRNZmPsMMYoOzQ 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 3 科技科技 外延厂商. 36 瀚天天成（未上市） . 36 东莞天域（未上市） . 37 器件/模块厂商 . 37 闻泰科技（600745 CH，买入，目标价：1

12、65.00 元） . 37 华润微（688396 CH，买入，目标价：70.00 元） . 38 斯达半导（603290 CH，买入，目标价：458.65 元） . 38 士兰微（600460 CH） . 39 时代电气（688187 CH） . 39 宏微科技（688711 CH） . 39 比亚迪半导体（未上市） . 40 泰科天润（未上市） . 40 派恩杰（未上市） . 40 飞锃半导体（未上市） . 41 基本半导体（未上市） . 41 瞻芯电子（未上市） . 41 瀚薪（未上市） . 41 设备厂商. 42 北方华创（002371 CH，买入，目标价：443.08 元） . 42

13、华峰测控（688200 CH，买入，目标价：625.00 元） . 42 晶盛机电（300316 CH） . 43 晶升装备（未上市） . 43 风险提示. 44 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 4 科技科技 报告核心观点报告核心观点 碳化硅为第三代半导体材料，碳化硅器件较传统硅基器件碳化硅为第三代半导体材料，碳化硅器件较传统硅基器件可具备耐高压、低损耗和高频三可具备耐高压、低损耗和高频三大优势。大优势。碳化硅具备禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高、电子饱和漂移速率高等特点，可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求，广泛应用于新能源汽车、光伏、工控、射

14、频通信等领域。SiC MOSFET 较 IGBT 可同时具备耐高压、低损耗和高频三大优势。 此外， 据 Wolfspeed 研究显示， 相同规格的碳化硅基 MOSFET 与硅基 MOSFET相比，其尺寸可大幅减少至原来的 1/10。在新能源汽车方面，基于上述性能优势，碳化硅可助力新能源汽车实现轻量化及降低损耗，增加续航里程，特斯拉、比亚迪等车企已率先开始应用 SiC 方案。 图表图表1： 碳化硅的主要器件形式及下游应用碳化硅的主要器件形式及下游应用 资料来源：天科合达招股说明书，华泰研究 全球碳化硅全球碳化硅市场市场处于高速成长阶段，处于高速成长阶段，25 年市场规模有望较年市场规模有望较 2

15、0 年翻年翻 5 倍倍。2020 年全球 SiC器件市场规模达 11.84 亿美元，预计到 2025 年有望增长至 59.79 亿美元，对应 CAGR 为38.2%。根据我们的测算，在碳中和趋势下，受益于 SiC 在新能源汽车、光伏、风电、工控等领域的持续渗透， SiC 功率器件市场规模有望从 2020 年的 2.92 亿美元增长至 2025 年的 38.58 亿美元，对应 CAGR 为 67.6%；5G、国防驱动 GaN-on-SiC 射频器件加速渗透，逐步取代硅基 LDMOS，SiC 射频器件市场规模有望从 2020 年的 8.92 亿美元增长至 2025年的 21.21 亿美元，对应 C

16、AGR 为 18.9%。下游 SiC 功率及射频器件高速增长的需求也将带动 SiC 材料市场规模快速成长， 预计将由 2020 年的 5.92 亿美元增长至 2025 年的 29.90亿美元，对应 CAGR 为 38.2%。 图表图表2： 全球碳化硅器件市场规模预测全球碳化硅器件市场规模预测 图表图表3： 碳化硅器件下游应用拆分（碳化硅器件下游应用拆分（2025E） 资料来源：Yole，Marklines，华泰研究预测 资料来源：Yole，Omdia，华泰研究预测 碳化硅衬底碳化硅衬底半绝缘型半绝缘型导电型导电型氮化镓外延氮化镓外延射频器件射频器件5G通信、国防等通信、国防等碳化硅外延碳化硅外

17、延功率器件功率器件新能源汽车、工控、新能源汽车、工控、光伏光伏/ /风电等风电等衬底衬底外延外延器件器件应用应用0%10%20%30%40%50%60%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,000201920202021E2022E2023E2024E2025E(百万美元)全球SiC器件市场规模同比增速（右）新能源汽车50%工控5%新能源发电9%射频36% 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 5 科技科技 我们认为碳化硅加速渗透的核心驱动力我们认为碳化硅加速渗透的核心驱动力为为新能源汽车。新能源汽车。根据我们的测算，2020 年全球新能源汽

18、车 SiC 器件及模块市场规模为 2.7 亿美元， 预计到 2025 年达 30.1 亿美元， 对应 CAGR为 62.3%，占全球碳化硅器件市场规模将达到 50%。目前应用碳化硅的包括特斯拉、比亚迪中高端车型等， 主要场景为主逆变器/OBC， 我们预计至2025年SiC渗透率有望达38/43%，我们认为其主要驱动力为 1） 特斯拉、 比亚迪、 蔚来、 小鹏等头部新能源车厂的 “示范效应” ；2）碳化硅器件价格下降后带来系统经济效益；3）800V 架构有望成为重要催化剂，1200V SiC 在高压下较 IGBT 性能优势更为明显。 图表图表4： 全球碳化硅功率器件市场规模预测全球碳化硅功率器件

19、市场规模预测 图表图表5： 全球新能源汽车全球新能源汽车 SiC 市场规模预测市场规模预测 资料来源：Yole，Marklines，华泰研究预测 资料来源：Marktlines，华泰研究预测 衬底和外延衬底和外延 SiC 为产业链核心环节，国内有效产能不足致中短期供不应求态势。为产业链核心环节，国内有效产能不足致中短期供不应求态势。据 CASA Research 数据显示，在传统硅基器件中，硅片前道处理附加价值量达到 80%，衬底和外延环节仅占 11%；而在碳化硅器件的成本构成中，衬底和外延占比分别为 50%和 25%，合计达到 75%，为产业链中价值量最高环节。国内厂商国产碳化硅衬底质量在部

20、分参数上比肩国际龙头，但在单晶性能一致性、成品率、成本等方面仍存在不小差距，此外积极进行衬底迭代， 开始研发 8 英寸衬底。 我们观察到 Wolfspeed、 ROHM 等海外龙头厂商加速扩产，国内厂商远期规划年产能超过 420 万片。但在另一方面，受衬底良率及质量等因素影响，国内实际产能尤其是导电型衬底或严重不足，我们认为中短期内全球 SiC 衬底市场仍将维持供不应求的态势。 与市场不同的观点与市场不同的观点 我们更加看好新能源车对我们更加看好新能源车对 SiC 渗透的催化作用，同时我们认为国内导电型衬底渗透的催化作用，同时我们认为国内导电型衬底供需供需缺口将缺口将维持相当长时间维持相当长时

21、间。市场普遍预期新能源车、光伏、风电、工控等下游对高压、高温、高频等场景需求将驱动 SiC 的加速渗透。我们认为全球新能源汽车 SiC 市场成长速度将高于市场预期，SiC 器件及模块将在主逆变器及 OBC 中实现广泛应用，主要由于成本下探、800V架构时代以及头部车厂的带头作用， 我们预计 2025 年全球新能源车 SiC 器件市场规模将达30.1 亿美元，在 SiC 器件市场占比达到 50%，为第一大细分领域。在新能源车的强劲需求带动下，其对导电型碳化硅衬底的需求随之高涨，我们测算 2025 年全球新能源汽车消耗SiC 衬底数量将达到 199.6 万片/年，考虑到当前有效产能仍然稀缺，预计供

22、需偏紧格局将保持相当长时间。 0%20%40%60%80%100%120%140%05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,500201920202021E2022E2023E2024E2025E（百万美元）全球SiC功率器件市场规模同比增速（右）0%20%40%60%80%100%120%140%05001,0001,5002,0002,5003,0003,500201920202021E2022E2023E2024E2025E(百万美元)全球新能源汽车SiC市场规模同比增速（右） 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 6 科技

23、科技 碳化硅为第三代半导体材料，引领功率及射频领域革新碳化硅为第三代半导体材料，引领功率及射频领域革新 碳化硅较硅更能满足碳化硅较硅更能满足高温、高压、高频高温、高压、高频等需求，下游应用领域广泛等需求，下游应用领域广泛 碳化硅碳化硅属于第三代半导体材料，具属于第三代半导体材料，具备禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高、电子饱和备禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高、电子饱和漂移速率高等特点。漂移速率高等特点。碳化硅为第三代半导体材料典型代表，相较于硅材料等前两代半导体材料，其禁带宽度更大，在击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面有显著优势。基于这些优良特性，碳化硅衬底

24、在使用极限性能上优于硅衬底，可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求。因此，碳化硅材料制备的射频器件及功率器件可广泛应用于新能源汽车、光伏、5G 通信等领域，是半导体材料领域中具备广阔前景的材料之一。 图表图表6： 半导体材料物理特性对比半导体材料物理特性对比 图表图表7： 主要功率分立器件所处的功率及频率区间主要功率分立器件所处的功率及频率区间 资料来源：英飞凌，华泰研究 资料来源：ROHM，华泰研究 碳化硅碳化硅用于制作功率及射频器件，产业链包括衬底用于制作功率及射频器件，产业链包括衬底制备制备、外延、外延层生长层生长、器件及下游应用。、器件及下游应用。根据电化学性质不同，碳化硅

25、晶体材料分为半绝缘型衬底（电阻率高于 105cm）和导电型衬底（电阻率区间 1530mcm） 。不同于传统硅基器件，碳化硅器件不可直接制作于衬底上，需先使用化学气相沉积法在衬底表面生成所需薄膜材料，即形成外延片，再进一步制成器件。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，可制成 HEMT 等微波射频器件，适用于高频、高温工作环境，主要应用于 5G 通信、卫星、雷达等领域。在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层制得碳化硅外延片，可进一步制成碳化硅二极管、碳化硅 MOSFET 等功率器件，适用于高温、高压工作环境，且损耗低，主要应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网

26、、航空航天等领域。 图表图表8： 碳化硅的主要器件形式及下游应用碳化硅的主要器件形式及下游应用 资料来源：天科合达招股说明书，华泰研究 GTOIGBT 模块模块IGBT单管单管MOSFET100W1kW10kW100kW1MW10MW(功率功率)10Hz1kHz1MHz(频率频率)SiC MOSFETSiC 模块模块GaN HEMT高频、高压高频、高压碳化硅衬底碳化硅衬底半绝缘型半绝缘型导电型导电型氮化镓外延氮化镓外延射频器件射频器件5G通信、国防等通信、国防等碳化硅外延碳化硅外延功率器件功率器件新能源汽车、工控、新能源汽车、工控、光伏光伏/ /风电等风电等衬底衬底外延外延器件器件应用应用 免

27、责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 7 科技科技 国内外厂商积极布局国内外厂商积极布局碳化硅，产业链日趋完善。碳化硅，产业链日趋完善。以碳化硅材料为衬底的产业链主要包括碳化硅衬底制备、外延层生长、器件及模组制造三大环节。伴随更多厂商布局碳化硅赛道，产业链加速走向成熟。目前，碳化硅行业企业形成两种商业模式，第一种覆盖完整产业链各环节，同时从事碳化硅衬底、外延、器件及模组的制作，例如 Wolfspeed、Rohm；第二种则只从事产业链的单个环节或部分环节，如-仅从事衬底及外延的制备，英飞凌则只负责器件及模组的制造。当前，国内的碳化硅生产厂商大多属于第二种商业模式，聚焦产业链

28、部分环节。 图表图表9： 碳化硅产业链结构碳化硅产业链结构及相关公司及相关公司 资料来源：各公司官网，华泰研究 图表图表10： 产业链主要上市公司估值表产业链主要上市公司估值表（数据截至（数据截至 3 月月 25 日日） 代码代码 公司公司 交易货币交易货币 收盘价收盘价 总市值总市值 PE（倍）（倍） PB（倍）（倍） PS（倍）（倍） ROE（%） （交易货币）（交易货币） （百万元）（百万元） 2022E 2023E 2022E 2023E 2022E 2023E 2022E 2023E WOLF US Wolfspeed USD 112.70 88,768.74 -181.77 805

29、.00 5.46 5.42 19.11 13.44 -7.65 -3.58 6963 JP ROHM JPY 9560.00 51,305.77 16.68 15.37 1.17 1.12 2.22 2.07 7.07 7.30 IIVI US II-VI USD 73.43 49,768.14 20.57 16.96 2.15 1.95 2.41 2.16 10.48 11.26 4004 JP 昭和电工 JPY 2440.00 23,507.20 10.89 6.85 0.81 0.75 0.32 0.31 8.85 13.05 6503 JP 三菱电机 JPY 1435.50 321,4

30、46.15 15.94 13.94 1.07 1.01 0.68 0.66 7.87 8.46 IFX GR 英飞凌 EUR 30.57 290,883.65 18.09 16.52 3.14 2.79 3.05 2.80 18.85 16.75 STM US ST USD 44.50 257,123.47 13.91 12.90 3.33 2.65 2.68 2.51 28.24 22.00 ON US 安森美 USD 63.81 175,904.89 15.23 14.31 4.44 3.86 3.61 3.42 34.79 31.88 600703 CH 三安光电 CNY 25.58 1

31、14,581.55 37.26 27.90 3.37 3.05 6.86 5.37 9.25 11.08 688234 CH 天岳先进-U CNY 61.07 26,242.45 223.95 156.83 5.55 5.35 34.57 24.66 2.66 3.74 600745 CH 闻泰科技* CNY 94.33 117,567.05 24.96 16.84 3.19 2.72 1.46 1.14 12.99 15.23 688396 CH 华润微* CNY 57.80 76,301.31 32.47 30.91 4.50 3.85 6.87 5.95 15.39 14.75 6032

32、90 CH 斯达半导* CNY 391.99 66,875.87 108.28 70.00 22.98 18.33 25.23 17.71 24.67 26.22 600460 CH 士兰微 CNY 53.51 75,774.00 50.62 40.26 10.06 8.18 7.62 5.95 25.78 20.83 002371 CH 北方华创* CNY 286.00 150,384.14 94.39 66.36 11.67 10.18 11.01 8.39 12.99 14.91 300316 CH 晶盛机电 CNY 59.82 76,956.92 32.98 25.88 8.36 6.

33、50 8.01 6.34 26.56 26.07 688200 CH 华峰测控* CNY 452.66 27,761.07 45.04 34.48 8.69 6.97 21.11 15.77 20.56 22.33 688711 CH 宏微科技 CNY 107.00 10,538.79 106.24 66.19 13.38 11.22 13.50 9.13 20.82 24.82 688187 CH 时代电气 CNY 60.72 66,828.85 32.95 27.93 2.62 2.42 4.95 4.34 8.09 8.71 注：标*公司数据为华泰预测，其余境外公司数据为彭博一致预期，境

34、内公司数据为万得一致预期 资料来源：Wind，Bloomberg，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 8 科技科技 SiC 较较 IGBT 具备具备耐高压、低损耗和高频耐高压、低损耗和高频三大核心优势三大核心优势 SiC MOSFET 较较 IGBT 可同时可同时具备具备耐高压、低损耗和高频三大优势耐高压、低损耗和高频三大优势。1）碳化硅击穿电场强度是硅的十余倍，使得碳化硅器件耐高压特性显著高于同等硅器件。2）碳化硅具有 3 倍于硅的禁带宽度， 使得 SiC MOSFET 泄漏电流较硅基 IGBT 大幅减少， 降低导电损耗。 同时，SiC MOSFET 属于

35、单极器件，不存在拖尾电流，且较高的载流子迁移率减少了开关时间，开关损耗因此得以降低。根据 Rohm 的研究，相同规格的碳化硅 MOSFET 较硅基 IGBT 的总能量损耗可大大减低 73%。 3） 涵盖 MOSFET 自身特点， 较 IGBT 具备高频优势。 此外，据 Wolfspeed 研究显示，相同规格的碳化硅基 MOSFET 与硅基 MOSFET 相比，其尺寸可大幅减少至原来的 1/10。 图表图表11： 碳化硅碳化硅 MOSFET（1000V）的厚度相较硅基能够大幅降低）的厚度相较硅基能够大幅降低 图表图表12： 相比相比 IGBT，SiC-MOSFET 能够减少能够减少 73%的损耗

36、的损耗 资料来源：Wolfspeed，华泰研究 资料来源：应用材料，华泰研究 碳化硅助力新能源汽车碳化硅助力新能源汽车实现实现轻量化轻量化及降低损耗，增加续航里程。及降低损耗，增加续航里程。1）碳化硅较硅拥有更高热导率，散热容易且极限工作温度更高，可有效降低汽车系统中散热器的体积和成本。同时，SiC 材料较高的载流子迁移率使其能够提供更高电流密度， 在相同功率等级中， 碳化硅功率模块的体积显著小于硅基模块，进一步助力新能源汽车实现轻量化。2）SiC MOSFET 器件较硅基 IGBT 在开关损耗、 导电损耗等方面具备显著优势， 其在新能源汽车的应用可有效降低损耗。根据丰田官网，丰田预测 SiC

37、 MOSFET 的应用有助于提升电动车的续航里程约5%-10%。3）由于 SiC 材料具备更高的功率密度，所以同等功率下，SiC 器件的体积可以缩小至 1/2 甚至更低；4）由于 SiC MOSFET 的高频特性，SiC 的应用能够显著减少电容、电感等被动元件的应用，简化周边电路设计。 020406080100120Si-IGBTSIC-MOSFET损耗（W）导电损耗关闭开关损耗打开开关损耗相比于相比于Si-IGBT，SiC-MOSFET整体损耗可整体损耗可降低降低73% 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 9 科技科技 图表图表13： 碳化硅的性能优势碳化硅的性能优

38、势 资料来源：Rohm，英飞凌，Wolfspeed，华泰研究 图表图表14： 碳化硅性能优势助力新能源汽车实现续航里程提升碳化硅性能优势助力新能源汽车实现续航里程提升 资料来源：Rohm，英飞凌，Wolfspeed，丰田，华泰研究 0123SiSiC电子漂移速度(107 cm/s)01234SiSiC热导率(W/cm.K)高温工作高温工作3X2X高频工作高频工作0123SiSiC击穿场强(MV/cm)高压工作高压工作7X模块小型化模块小型化同规格模块同规格模块SiC仅仅为为Si的的1/2简化周边被动元件简化周边被动元件SiC可大幅减少周边被动元件数量达可大幅减少周边被动元件数量达70%冷却系统

39、小型化冷却系统小型化SiC可简化散热系统，使整体系统体积减少可简化散热系统，使整体系统体积减少70%SiC提升汽车续航提升汽车续航5%-10%高击穿场强高击穿场强低压降、无拖尾电流、减少开关时间低压降、无拖尾电流、减少开关时间降低功耗降低功耗宽禁带宽禁带高工作结温高工作结温高热导率高热导率简化散热系统简化散热系统高频工作高频工作高电子漂移速度高电子漂移速度高载流子迁移率高载流子迁移率简化周边被动元件简化周边被动元件高电子密度高电子密度高功率密度高功率密度器件小型化器件小型化小型化、轻量化小型化、轻量化禁带宽度击穿电场饱和漂移速度熔点热导率SiSiCGaN耐高温耐高压高频转换 免责声明和披露以及

40、分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 10 科技科技 从特斯拉的方案从特斯拉的方案来看，来看， 主逆变器采用主逆变器采用 SiC 能能显著显著降低损耗和提升功率密度。降低损耗和提升功率密度。 特斯拉 Model 3在主逆变器中率先采用 SiC 方案 （搭意法半导体的 SiC MOSFET 模组） ， 替代原先 Model X主逆变器方案（搭载英飞凌的 IGBT 单管） 。对比产品参数可知，所用 SiC MOSFET 的反应恢复时间和开关损耗均显著降低。 同时， 根据 SystemPlus consulting 的拆解报告， Model 3主逆变器上有 24 个 SiC 模块，每个模块内含

41、 2 颗 SiC 裸晶，共用到 48 颗 SiC MOSFET，如果仍采用 Model X 的 IGBT，则需要 54-60 颗。该方案使得 Model 3 主逆变器的整体结构更为简洁、整体质量和体积更轻、功率密度更高。 图表图表15： 特斯拉使用特斯拉使用 SiC MOSFET 与与 IGBT 产品性能参数对比产品性能参数对比 注：特斯拉 Model 3 所使用的意法半导体原产品已下架，无法找到具体参数，使用相同规格产品参数代替分析 资料来源：英飞凌，意法半导体，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 11 科技科技 全球全球 SiC 市场处于高速成长阶段市场

42、处于高速成长阶段，国内国内厂商存广阔替代空间厂商存广阔替代空间 乘碳中和之东风，乘碳中和之东风，2025 年市场规模有望较年市场规模有望较 2020 年翻年翻 5 倍倍 2020年全球年全球 SiC器件市场规模达器件市场规模达 11.84亿美元， 预计到亿美元， 预计到 2025年有望增长至年有望增长至 59.79亿美元，亿美元，对应对应 CAGR 为为 38.2%。根据我们的测算，在碳中和趋势下，受益于 SiC 在新能源汽车、光伏、风电、工控等领域的持续渗透，SiC 功率器件市场规模有望从 2020 年的 2.92 亿美元增长至 2025 年的 38.58 亿美元，对应 CAGR 为 67.

43、6%；5G、国防驱动 GaN-on-SiC 射频器件加速渗透， 逐步取代硅基 LDMOS，SiC 射频器件市场规模有望从 2020 年的 8.92 亿美元增长至 2025 年的 21.21 亿美元，对应 CAGR 为 18.9%。下游 SiC 功率及射频器件高速增长的需求也将带动 SiC 材料市场规模快速成长，按照 SiC 材料在 SiC 器件中价值量占比50%计算 （根据 CASA） ， 预计将由 2020 年的 5.92 亿美元增长至 2025 年的 29.90 亿美元，对应 CAGR 为 38.2%。 图表图表16： 全球碳化硅器全球碳化硅器件市场规模预测件市场规模预测 图表图表17：

44、全球碳化硅材料市场规模预测全球碳化硅材料市场规模预测 资料来源：Yole，Marklines，华泰研究预测 资料来源：Yole，Marklines，华泰研究预测 图表图表18： 全球碳化硅功率器件市场规模预测全球碳化硅功率器件市场规模预测 图表图表19： 全球碳化硅射频器件市场规模预测全球碳化硅射频器件市场规模预测 资料来源：Yole，Marklines，华泰研究预测 资料来源：Yole，Marklines，华泰研究预测 从下游领域来看， 我们认为新能源汽车为从下游领域来看， 我们认为新能源汽车为 SiC 市场的核心驱动力。市场的核心驱动力。新能源汽车逐步向 800V架构时代迈进，SiC 相比

45、于 IGBT 在耐高压、耐高温、频率、损耗、质量体积等方面优势更加明显。 同时随着全球产能开出及良率提升， SiC 价格下探将驱动其在新能源车中的逆变器、OBC 等部件中加速渗透。根据 Wolfspeed 和我们的测算，2020 年全球 SiC 器件市场规模中，新能源汽车领域占比约为 22.51%，随着 SiC 在主逆变器和 OBC 中的加速渗透，我们预计到 2025 年占比将提升至 50.26%，为第一大驱动力。此外，基于 SiC 较 IGBT 的性能优势，随着 SiC 器件及模块成本的下降，我们预计 SiC 在光伏、风电等新能源发电领域渗透率也将逐步提升， 预计市场规模占比到 2025 年

46、提升至 8.84%； 工控市场规模占比到 2025年提升至 5.43%。 0%10%20%30%40%50%60%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,000201920202021E2022E2023E2024E2025E(百万美元)全球SiC器件市场规模同比增速（右）0%10%20%30%40%50%60%05001,0001,5002,0002,5003,0003,500201920202021E2022E2023E2024E2025E（百万美元）全球SiC材料市场规模同比增速（右）0%20%40%60%80%100%120%140%05001,0001,50

47、02,0002,5003,0003,5004,0004,500201920202021E2022E2023E2024E2025E（百万美元）全球SiC功率器件市场规模同比增速（右）0%5%10%15%20%25%30%05001,0001,5002,0002,500201920202021E2022E2023E2024E2025E（百万美元）全球SiC射频器件市场规模同比增速（右） 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 12 科技科技 图表图表20： 碳化硅器件下游应用拆分（碳化硅器件下游应用拆分（2020A） 图表图表21： 碳化硅器件下游应用拆分（碳化硅器件下游应用

48、拆分（2025E） 资料来源：Yole，Omdia，华泰研究预测 资料来源：Yole，Omdia，华泰研究预测 海外厂商普遍看好海外厂商普遍看好 SiC 市场空间，相关业务业绩展望乐观市场空间，相关业务业绩展望乐观 Wolfspeed 看好碳化硅器件与材料广阔市场空间看好碳化硅器件与材料广阔市场空间,预计预计 2026 年将分别突破年将分别突破 89/17 亿美元。亿美元。（1）碳化硅器件方面，Wolfspeed 预计 2022 年市场规模将达到 43 亿美元，2024 年进一步增长至 66 亿美元，并于 2026 年突破 89 亿美元。碳化硅器件市场增长驱动力主要来自电动汽车、 射频、 工业

49、及能源领域， 其中， 在电动汽车大势所驱背景下， 碳化硅材料在 400V和 800V 充电架构中的优势日益凸显， Wolfspeed 预计 2026 年汽车器件将占据超 50%的市场规模，2023-2026 年 CAGR 达 30%；此外，随成本下降，碳化硅器件在工业市场的应用将更加广泛， Wolfspeed 预计远期有望创造超 400 亿美元市场空间。 （2） 碳化硅材料方面，Wolfspeed 认为市场供应将持续增加，但产能仍将供不应求，Wolfspeed 预计 2022 年碳化硅材料市场达 7 亿美元，2024 年进一步增长至 12 亿美元，并于 2026 年突破 17 亿美元，2022

50、 至 2026 年增长近 2.5 倍。同时，公司预期 150mm 向 200mm 工艺节点的转变将带来成本优化，进一步促进市场需求扩增。 图表图表22： Wolfspeed 对对全球全球 SiC 器件市场规模的预测器件市场规模的预测 图表图表23： Wolfspeed 对对全球全球 SiC 材料厂商市场规模的预测材料厂商市场规模的预测 资料来源：Wolfspeed，华泰研究 资料来源：Wolfspeed，华泰研究 新能源汽车23%工控2%新能源发电0%射频75%新能源汽车50%工控5%新能源发电9%射频36%1,600 3,200 4,600 2,100 2,400 2,900 600 1,0