SiC:把握碳中和背景下的投资机会-华泰证券VIP专享VIP免费

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证券研究报告
科技
SiC:把握碳中和背景下的投资机会
华泰研究
电子 增持 (维持)
半导体 增持 (维持)
研究员 黄乐平,PhD
SAC No. S0570521050001
SFC No. AUZ066 leping.huang@htsc.com
联系人 姚逊宇
SAC No. S0570121060040 yaoxunyu@htsc.com
联系人 廖健雄
SAC No. S0570122020002
liaojianxiong@htsc.com
行业走势图
资料来源:Wind,华泰研究
重点推荐
股票名称 票代码
目标价
(当地币种) 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
2022 327 日│中国内地 深度研究
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 5
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。
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,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,
800V 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 SiC渗透率有望38/43%我们认为其主要驱动力为 1
特斯拉、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;3800V 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2025 年全球新
能源车消耗 SiC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
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料超
60%市场份额(根据 Yole。我们测算 2020 SiC 材料市场规5.92
亿美元,2025 年将达 29.90 亿美元,CAGR 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;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,
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
根据我们测算,在碳中和大趋势的推动下,全球碳化硅器件/市场
2025 年分别有望达到 59.79/29.90 亿美元,2021-2025 CAGR
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 透率不及预期的风险,
SiC 成本下降速度不及预期的风险。
(18)
2
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43
63
Mar-21 Jul-21 Nov-21 Mar-22
(%)
电子 半导体
沪深300
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科技
正文目录
报告核心观点 ................................................................................................................................................................ 4
与市场不同的观 ................................................................................................................................................. 5
.............................................................................................. 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
SiC IGBT 具备耐高压、低损耗和高频三大核心优势 ....................................................................................... 8
全球 SiC 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 ................................................................................ 11
海外厂商普遍看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/充电桩/光伏/工控/射频鼎力相助,SiC 器件加速应用 ................................................................................. 15
新能源汽车:800V 架构下的甜蜜时刻,SiC 透的核心驱动力......................................................................... 15
新能源车充电及里程焦虑凸显,800V 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
OBCSiC 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 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 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 GaN-on-SiC 需求提升 ................................................................................................................ 25
SiC 材料:产业链核心环节,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 ........................................................ 33
重点公司与产业链相关公司一览 ................................................................................................................................. 35
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
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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:165.00 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
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。1证券研究报告科技SiC:把握碳中和背景下的投资机会华泰研究电子增持(维持)半导体增持(维持)研究员黄乐平,PhDSACNo.S0570521050001SFCNo.AUZ066leping.huang@htsc.com联系人姚逊宇SACNo.S0570121060040yaoxunyu@htsc.com联系人廖健雄SACNo.S0570122020002liaojianxiong@htsc.com行业走势图资料来源:Wind,华泰研究重点推荐股票名称股票代码目标价(当地币种)投资评级闻泰科技600745CH165.00买入华润微688396CH70.00买入斯达半导603290CH458.65买入北方华创002371CH443.08买入华峰测控688200CH625.00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5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,800V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,1200VSiC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;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科技正文目录报告核心观点................................................................................................................................................................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..............................................................................................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.....................................................................6SiC较IGBT具备耐高压、低损耗和高频三大核心优势.......................................................................................8全球SiC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/充电桩/光伏/工控/射频鼎力相助,SiC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SiCMOSFET大显身手,降低主逆变器损耗及体积............................................18OBC:SiC助力实现效率提升、轻量化及系统成本降低.............................................................................19SiC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GaN-on-SiC需求提升................................................................................................................25SiC材料:产业链核心环节,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.................................................................................................................................35IDM公司.............................................................................................................................................................35三安光电(600703CH)............................................................................................................................35衬底厂商..............................................................................................................................................................35天岳先进(688234CH)............................................................................................................................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(600745CH,买入,目标价:165.00元)................................................................................37华润微(688396CH,买入,目标价:70.00元).....................................................................................38斯达半导(603290CH,买入,目标价:458.65元)................................................................................38士兰微(600460CH)................................................................................................................................39时代电气(688187CH)............................................................................................................................39宏微科技(688711CH)............................................................................................................................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(002371CH,买入,目标价:443.08元)................................................................................42华峰测控(688200CH,买入,目标价:625.00元)................................................................................42晶盛机电(300316CH)............................................................................................................................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可具备耐高压、低损耗和高频三大优势。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、射频通信等领域。SiCMOSFET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1: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市场处于高速成长阶段,25年市场规模有望较20年翻5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,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2:全球碳化硅器件市场规模预测图表3: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半绝缘型导电型氮化镓外延射频器件5G通信、国防等碳化硅外延功率器件新能源汽车、工控、光伏/风电等衬底外延器件应用…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科技我们认为碳化硅加速渗透的核心驱动力为新能源汽车。根据我们的测算,2020年全球新能源汽车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,1200VSiC在高压下较IGBT性能优势更为明显。图表4:全球碳化硅功率器件市场规模预测图表5:全球新能源汽车SiC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。据CASAResearch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供需缺口将维持相当长时间。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高温、高压、高频等需求,下游应用领域广泛碳化硅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6:半导体材料物理特性对比图表7: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,华泰研究碳化硅用于制作功率及射频器件,产业链包括衬底制备、外延层生长、器件及下游应用。根据电化学性质不同,碳化硅晶体材料分为半绝缘型衬底(电阻率高于105Ω·cm)和导电型衬底(电阻率区间15~30mΩ·cm)。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、航空航天等领域。图表8: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IGBT单管MOSFET100W1kW10kW100kW1MW10MW(功率)10Hz1kHz1MHz(频率)SiCMOSFETSiC模块GaNHEMT高频、高压碳化硅衬底半绝缘型导电型氮化镓外延射频器件5G通信、国防等碳化硅外延功率器件新能源汽车、工控、光伏/风电等衬底外延器件应用…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。7科技国内外厂商积极布局碳化硅,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Ⅱ-Ⅵ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,聚焦产业链部分环节。图表9:碳化硅产业链结构及相关公司资料来源:各公司官网,华泰研究图表10:产业链主要上市公司估值表(数据截至3月25日)代码公司交易货币收盘价总市值PE(倍)PB(倍)PS(倍)ROE(%)(交易货币)(百万元)2022E2023E2022E2023E2022E2023E2022E2023EWOLFUSWolfspeedUSD112.7088,768.74-181.77805.005.465.4219.1113.44-7.65-3.586963JPROHMJPY9560.0051,305.7716.6815.371.171.122.222.077.077.30IIVIUSII-VIUSD73.4349,768.1420.5716.962.151.952.412.1610.4811.264004JP昭和电工JPY2440.0023,507.2010.896.850.810.750.320.318.8513.056503JP三菱电机JPY1435.50321,446.1515.9413.941.071.010.680.667.878.46IFXGR英飞凌EUR30.57290,883.6518.0916.523.142.793.052.8018.8516.75STMUSSTUSD44.50257,123.4713.9112.903.332.652.682.5128.2422.00ONUS安森美USD63.81175,904.8915.2314.314.443.863.613.4234.7931.88600703CH三安光电CNY25.58114,581.5537.2627.903.373.056.865.379.2511.08688234CH天岳先进-UCNY61.0726,242.45223.95156.835.555.3534.5724.662.663.74600745CH闻泰科技CNY94.33117,567.0524.9616.843.192.721.461.1412.9915.23688396CH华润微CNY57.8076,301.3132.4730.914.503.856.875.9515.3914.75603290CH斯达半导CNY391.9966,875.87108.2870.0022.9818.3325.2317.7124.6726.22600460CH士兰微CNY53.5175,774.0050.6240.2610.068.187.625.9525.7820.83002371CH北方华创CNY286.00150,384.1494.3966.3611.6710.1811.018.3912.9914.91300316CH晶盛机电CNY59.8276,956.9232.9825.888.366.508.016.3426.5626.07688200CH华峰测控CNY452.6627,761.0745.0434.488.696.9721.1115.7720.5622.33688711CH宏微科技CNY107.0010,538.79106.2466.1913.3811.2213.509.1320.8224.82688187CH时代电气CNY60.7266,828.8532.9527.932.622.424.954.348.098.71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SiC较IGBT具备耐高压、低损耗和高频三大核心优势SiCMOSFET较IGBT可同时具备耐高压、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SiCMOSFET泄漏电流较硅基IGBT大幅减少,降低导电损耗。同时,SiCMOSFET属于单极器件,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11:碳化硅MOSFET(1000V)的厚度相较硅基能够大幅降低图表12:相比IGBT,SiC-MOSFET能够减少73%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实现轻量化及降低损耗,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)SiCMOSFET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SiCMOSFET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SiCMOSFET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Si-IGBT,SiC-MOSFET整体损耗可降低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科技图表13:碳化硅的性能优势资料来源:Rohm,英飞凌,Wolfspeed,华泰研究图表14:碳化硅性能优势助力新能源汽车实现续航里程提升资料来源:Rohm,英飞凌,Wolfspeed,丰田,华泰研究0123SiSiC电子漂移速度(10^7cm/s)01234SiSiC热导率(W/cm.K)高温工作3X2X高频工作0123SiSiC击穿场强(MV/cm)高压工作7X模块小型化同规格模块SiC仅为Si的1/2简化周边被动元件SiC可大幅减少周边被动元件数量达70%冷却系统小型化SiC可简化散热系统,使整体系统体积减少70%SiC提升汽车续航5%-10%高击穿场强低压降、无拖尾电流、减少开关时间降低功耗宽禁带高工作结温高热导率简化散热系统高频工作高电子漂移速度高载流子迁移率简化周边被动元件高电子密度高功率密度器件小型化小型化、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分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。10科技从特斯拉的方案来看,主逆变器采用SiC能显著降低损耗和提升功率密度。特斯拉Model3在主逆变器中率先采用SiC方案(搭意法半导体的SiCMOSFET模组),替代原先ModelX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SiCMOSFET的反应恢复时间和开关损耗均显著降低。同时,根据SystemPlusconsulting的拆解报告,Model3主逆变器上有24个SiC模块,每个模块内含2颗SiC裸晶,共用到48颗SiCMOSFET,如果仍采用ModelX的IGBT,则需要54-60颗。该方案使得Model3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15:特斯拉使用SiCMOSFET与IGBT产品性能参数对比注:特斯拉Model3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科技全球SiC市场处于高速成长阶段,国内厂商存广阔替代空间乘碳中和之东风,2025年市场规模有望较2020年翻5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16:全球碳化硅器件市场规模预测图表17: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18:全球碳化硅功率器件市场规模预测图表19: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SiC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%05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,500201920202021E2022E2023E2024E2025E(百万美元)全球SiC功率器件市场规模同比增速(右)0%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科技图表20:碳化硅器件下游应用拆分(2020A)图表21:碳化硅器件下游应用拆分(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SiC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,预计2026年将分别突破89/17亿美元。(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22:Wolfspeed对全球SiC器件市场规模的预测图表23:Wolfspeed对全球SiC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%1,6003,2004,6002,1002,4002,9006001,0001,40001,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0009,00010,000202220242026汽车射频工业&能源(百万美元)02004006008001,0001,2001,4001,6001,800202220242026功率射频(USDmn)$700m$1,200m$1,700m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。13科技市场空间逐步打开,碳化硅材料及器件主要供应商业绩展望乐观。Wolfspeed为全球碳化硅材料及器件龙头供应商之一,据Yole及Wolfspeed测算,Wolfspeed在碳化硅材料市场份额长期稳定在60%以上。根据Wolfspeed2QFY22财报,截止2021年11月,与意法半导体、英飞凌、安森美等客户签订的长期意向订单达13亿美元。Wolfspeed预计在电动汽车及5G等终端对碳化硅器件的强劲需求驱动下,2024财年公司营收有望达15亿美元,2026财年增长至21亿美元。英飞凌同样为推动半导体行业从硅基向碳化硅基发展的核心力量之一,公司测算2021年碳化硅相关收入为2亿美元,预期2025年将突破10亿美元,占据全球市场30%市场份额。此外,安森美和意法半导体预期公司碳化硅相关收入将分别于2023年和2024年突破10亿美金。图表24:Wolfpseed对FY24和FY26的收入预测图表25:英飞凌SiC相关收入预测资料来源:Wolfspeed,华泰研究资料来源:英飞凌,华泰研究竞争格局:衬底及外延市场集中度高,器件领域海外厂商占绝对主导碳化硅衬底市场高度集中,Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ全面领先。碳化硅衬底为碳化硅产业链核心环节,据Yole数据,2020年半绝缘型碳化硅衬底和导电型碳化硅衬底市场规模分别达1.82亿、2.76亿美元。其中,1)Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ、山东天岳三家寡头垄断半绝缘型碳化硅衬底市场。2020年Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ及山东天岳占据98%市场份额,市场高度集中。从产品规格上看,Wolfspeed已实现4英寸及6英寸产品量产并开始建设8英寸产线,国内厂商山东天岳虽市占率行业领先,但公司预计2023年方能实现6英寸产品量产,仍存在一定差距。2)导电型碳化硅衬底市场Wolfspeed一家独大。Wolfspeed凭借较早布局先发优势,在良率及产能上遥遥领先,2020年占据60%市场份额,Ⅱ-Ⅵ以11%市场份额位居第二。图表26:半绝缘型碳化硅衬底市场份额情况(2020年)图表27:导电型碳化硅衬底市场份额情况(2020年)资料来源:Yole,华泰研究资料来源:Yole,华泰研究05001,0001,5002,0002,500FY2024FY2026材料器件(USDmn)$1,500M$2,100MⅡ-Ⅵ35%Wolfspeed33%山东天岳30%其他2%Wolfspeed60%Ⅱ-Ⅵ11%其他29%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。14科技Wolfspeed、ShowaDenko双寡头垄断碳化硅外延片市场。碳化硅外延片属于行业产业链中间环节,参与厂商多为IDM公司,IndustryResearch测算2020年全球碳化硅外延片市场规模约为1.72亿美元。据Yole数据,2020年Wolfspeed与ShowaDenko分别占据碳化硅导电型外延片市场52%和43%的市场份额,合计高达95%,具备显著的制备技术优势。其他碳化硅外延供应商包括Ⅱ-Ⅵ、Norstel、罗姆、三菱电机、英飞凌,占据市场较小份额。国内碳化硅外延片主要制造厂商有瀚天天成和东莞天域半导体,两者均已具备供应4-6英寸外延片实力,待产能进一步释放。图表28:碳化硅导电型外延片市场份额情况(2020年)资料来源:Yole,华泰研究欧美厂商占据SiC功率器件市场主要份额。SiC功率器件制造工艺壁垒较高,目前市场主要厂商为传统硅基功率器件巨头及借助SiC材料介入器件领域的新锐玩家Wolfspeed,市场集中度高于IGBT器件及模块市场。据Yole数据,2020年全球碳化硅功率器件市场规模约5~6亿美元,市场CR5达90.8%,显著高于IGBT器件及模块市场的62.8%和66.7%,欧美厂商占据主要市场份额。其中,意法半导体成功研制全球第一款大规模应用于电动汽车的SiCMOSFET模块,与特斯拉的合作为其累积大量市场份额,2020年达40.5%。国内厂商在SiC功率器件领域入局较晚,主要玩家泰科天润、基本半导体、华润微等市场份额较小,但由于行业处于早期阶段,格局尚未定型,国内厂商仍有较大替代空间。图表29:IGBT市场份额vs.SiC功率器件市场份额(2020年)资料来源:Omdia,Yole,华泰研究Wolfspeed52%ShowaDenko43%其他5%排名公司市占率排名公司市占率排名公司市占率1英飞凌29.3%1英飞凌36.5%1意法半导体40.5%2富士电机15.6%2富士电机11.4%2科锐14.9%3三菱电机9.3%3三菱电机9.7%3罗姆14.4%4安森美7.7%4赛美控5.8%4英飞凌13.3%5东芝5.5%5威科3.3%5安森美7.7%6意法半导体4.6%6斯达半导2.8%6三菱电机3.6%其他32.6%其他30.5%其他5.6%IGBT器件IGBT模块SiC功率器件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。15科技新能源车/充电桩/光伏/工控/射频鼎力相助,SiC器件加速应用新能源汽车:800V架构下的甜蜜时刻,SiC渗透的核心驱动力SiC功率器件主要包括SBD、JFET、MOSFET和模块,在新能源汽车相关应用场景主要为逆变器、OBC、及直流充电桩。我们认为当前碳化硅渗透仍处于早期,主要器件类型为SiC二极管,以及在高端车系应用,目前渗透率较低。未来随着:1)特斯拉、比亚迪等头部新能源车厂带来的“示范效应”,更多车企将会逐步采用SiC方案;2)碳化硅器件价格逐步下降,成本经济效益不断提升;3)800V架构时代来临,SiC在高压下较IGBT性能优势更为明显,损耗降低幅度更大。我们认为SiC在新能源车主逆变器及OBC中渗透率将快速提升。图表30:SiC器件在新能源汽车的主要应用场景资料来源:ST,英飞凌,华泰研究碳化硅器件在新能源汽车中应用进入快速渗透期。2018年,特斯拉Model3率先使用由意法半导体提供的SiCMOSFET,开启电动汽车使用SiC先河,随后比亚迪、保时捷、丰田等汽车制造商陆续推出应用碳化硅器件新车型。其中,在2020年比亚迪汉搭载自主研发制造的SiCMOSFET控制模块,整体加速性能及续航能力均得到显著提升。2021年,碳化硅器件在新能源汽车中应用进入快速增长阶段,国内外众多车型均开始应用碳化硅器件。根据各公司公告信息,我们可以看到在未来几年,小鹏、捷豹、路虎、雷诺等越来越多的厂商将在其新车型中使用SiC器件,新能源汽车中应用SiC器件以提升性能、实现轻量化为大势所趋。SiC二极管SiCMOSFETSiCpowermoduleSiC二极管SiCMOSFETSiCMOSFETSiC二极管SiCMOSFET直流充电桩DC/DCOBC主逆变器主逆变器OBC升压DC/DC辅助DC/DCSiCMOSFETSiC二极管SiCSiC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。16科技图表31:SiC在新能源汽车应用的时间线资料来源:各公司公告,华泰研究图表32:特斯拉Model3的主逆变器方案(SiCMOSFET)图表33:比亚迪汉性能版的主逆变器方案(SiCMOSFET模块)资料来源:特斯拉,华泰研究资料来源:比亚迪,华泰研究新能源车充电及里程焦虑凸显,800V架构时代来临充电焦虑逐渐成为当前电动车产业化关键的问题,800V架构是解决充电焦虑的主流方案。电动车普及过程中主要面临续航和充电两大问题。续航里程目前已不是最大阻碍,根据蔚来、特斯拉、小鹏等的官网,主流品牌电动车续航里程约在500公里左右,即将推出的蔚来ET7、理想X01等预计续航里程超800公里。对于提升充电效率,方案包括换电及大功率快充。由于各品牌各车型电池差异,换电站推广较为依赖车企自建,普适性低且成本高。大功率充电包括大电流和高电压两种方案,大电流方案代表企业为特斯拉,根据焦耳定律,该方案将显著增加充电过程中的热量,需要更粗的线束同时对系统散热要求更高。此外,根据新出行测评,特斯拉大电流V3超充桩在大部分时间内并不能达到最大功率充电。目前,高压快充已成为大功率快充主流方案,提升充电速度的同时,减小电损耗。2019年保时捷推出全球首个量产的800V架构电动车Taycan,可实现充电15分钟将Taycan电量从0提升至80%。此后,国内外车企纷纷布局高压快充方案,现代、起亚小鹏、比亚迪等相继或计划发布800V高压快充平台,小鹏G9可实现“充电5分钟,续航200公里”。我们认为,800V架构时代正加速到来。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。17科技图表34:800V快充方案迭代时间线资料来源:各公司公告,华泰研究此外,800V系统可有效减少车身重量,实现续航提升。在相同功率的情况下,800V系统较400V系统电流降低一半,可减少系统热损耗及导线横截面。根据e-technology的估算,以100kWh的电池为例,从400V电车系统提升为800V电车系统,由于电池散热减重及导线质量降低可以推动整车实现25kg的重量降低,从而提升续航。图表35:快充功率要求400V转变为800V图表36:800V能够有效减少车身重量资料来源:e-technology,华泰研究资料来源:e-technology,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。18科技主逆变器:800V系统下SiCMOSFET大显身手,降低主逆变器损耗及体积目前已有多家车企在主逆变器中采用SiCMOSFET方案替代IGBT方案,如特斯拉Model3、比亚迪汉高性能版等。Model3共用到48颗意法半导体的SiCMOSFET,如果仍采用ModelX的英飞凌的IGBT,则需要54-60颗。即使成本上升370美金左右(按照艾睿供应商网站价格计算,实际大批量采购价格更低),但特斯拉考虑到损耗降低及体积节约等因素而选择SiC方案。我们认为800V架构下SiCMOSFET在新能源车的主逆变器中渗透率将进一步提升。考虑到成本因素,会率先在中高端车型上使用。1)损耗更低:根据ST的数据,800V系统下,1200VSiCMOSFET较IGBT总损耗更低,在常用的25%负载下,SiCMOSFET损耗最多低于IGBT80%,在100%负载下,SiCMOSFET损耗最多低于IGBT60%。2)高压下性能优势更加明显:在400V左右的直流母线电压下,需要最大工作电压在650V左右的IGBT模块或单管。在800V的系统电压下,功率器件耐压需要提高到1200V以上。英飞凌、赛美控、罗姆、富士电机等均推出了1200V的车规级IGBT,但对比之下,SiC器件在高压下性能更好。根据ST的数据,在400V电压平台下,SiCMOSFET能够比IGBT器件拥有2-4%的效率提升;而在750V电压平台下其提升幅度则可增大至3.5-8%。对比市场上的领先SiCMOSFET和IGBT器件参数可知,1200VSiC产品优势较650V产品优势更加明显,主要体现为损耗降低幅度更大。图表37:不同电压架构下SiC方案性能提升对比(400Vvs.750V)图表38:800V架构下主逆变器1200VSiC与IGBT方案对比资料来源:ST,华泰研究资料来源:ST,华泰研究图表39:车规级SiCMOSFET与IGBT性能参数对比资料来源: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。19科技3)耐高温:SiC的结温更高,能够在超过175度的高温下正常工作,较IGBT更加适合高温环境。4)体积节约:根据ST,在10kHz工作频率和800V架构的情况下,对于一个210kW的逆变器,若采用全SiCMOSFET方案替代原先IGBT及二极管方案:1)使用总功率器件体积可从600mm2缩小5倍至120mm2;2)开关损耗和总损耗分别缩小为原来的3.9/1.9倍。3)损耗的降低使得PCU(电源控制单元)的尺寸得以减少,相对应的冷却系统体积也将得以简化。图表40:800V架构下主逆变器SiCMOSFET与IGBT方案对比资料来源:ST,华泰研究OBC:SiC助力实现效率提升、轻量化及系统成本降低OBC典型电路结构由前级PFC电路和后级DC/DC输出电路两部分组成。二极管和开关管(IGBT、MOSFET等)是OBC中主要应用的功率器件,采用SiC替代可实现更低损耗、更小体积及更低的系统成本。OBC中采用SiC二极管整体损耗低且耐高温能力更强。OBC的前级PFC电路和后级DC/DC输出电路中会使用到快恢复硅基二极管。1)影响二极管损耗的指标包括正向导通压降(VF)、反向恢复电流(IR)、输入电容(QC)和开通关断速度等。相比于硅基SBD,SiCSBD的最大优势在于IR可以忽略不计,使得反向恢复损耗极低,在PFC电路使用SiCSBD可有效提升PFC电路效率。同时,QC、VF两个主要参数相比硅基二极管也具有优势,在后级输出电路中使用SiCSBD可以进一步提升输出整流的效率。同时,由于SiC材料的优势,SiC二极管的结温更高,其可在更高温度下保持正常工作状态,在高温环境下较硅基二极管更有优势。此外,SiC二极管可实现更高频率及功率密度,从而提升系统整体效率。全SiCMOSFET方案降低OBC系统尺寸、重量和成本,同时提高运行效率。根据Wolfspeed的研究,采用全SiCMOSFET方案的22kW双向OBC,可较Si方案实现功率器件和栅极驱动数量都减少30%以上,且开关频率提高一倍以上,实现系统轻量化和整体运行效率提升。SiC系统在3kW/L的功率密度下可实现97%的峰值系统效率,而SiOBC仅可在2kW/L的功率密度下实现95%的效率。同时,进一步拆分成本,由于SiC器件的性能可减少DC/DC模块中所需大量的栅极驱动和磁性元件。因此,尽管相比单个Si基二极管和功率晶体管,SiC基功率器件的成本更高,但整体全SiC方案的OBC成本可节约15%左右。10khz损耗IGBT商用产品Full-Sic1200V总芯片面积400(IGBT)+200(二极管)120传导损耗(W)300307开关损耗(W)564143(S1+D1)总损耗(W)864450结温(℃)134.8132.4低5倍低4倍低2倍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。20科技图表41:OBC中SiC与Si方案对比(器件数量减少、频率提升)图表42:OBC采用全SiC方案较Si方案节约15%的系统成本资料来源:Wolfspeed,华泰研究资料来源:Wolfspeed,华泰研究SiC器件与传统产品价差持续收窄,具备经济效益指日可待SiC器件价格持续下降,与硅基器件价差已缩小至2-3倍。SiCSBD方面,根据Mouser数据显示,公开报价方面,650V的SiCSBD2020年底与Si器件的价差在3.8倍左右;1200V的SiCSBD的平均价与Si器件的差距在4.5倍左右。根据CASAResearch,实际成交价低于公开报价。2020年,650V的SiCSBD的实际成交价格约0.7元/A;1200V的SiCSBD价格约1.2元/A,较上年下降了20%-30%,实际成交价与Si器件价差已经缩小至2-2.5倍之间。SiCMOSFET实际成交价格方面,根据CASAResearch,650V的SiCMOSFET价格0.9元/A;1200V的SiCMOSFET价格1.4元/A,较2019年下降幅度达30%-40%,与Si器件价差也缩小至2.5-3倍之间,基本达到甜蜜点,将加速SiCMOS器件的市场渗透。综上,目前SiCMOSFET单价约为IGBT单价的3-4倍,目前主逆变器中的IGBT成本约为1500元,若全部替换为SiCMOSFET,考虑到器件节约,我们预计成本将增加3000-4000元左右。以当前成本来看,根据宁德时代、松下、LG新能源等的电池成本数据,电动车动力电池度电单价约为750元,我们认为到2025年有望降至560元;根据特斯拉、小鹏等在售车型的电池容量,当前电动车平均电池容量约为55kwh,在百公里电耗逐步下降及续航里程不变的情况下,到2025年平均电池容量有望降至43kwh,则2022/2025E电池包的价格为41250/24000元。根据丰田的实验数据,采用全碳化硅模块可使续航里程提升5-10%,我们假设这将节约电池成本5-10%。根据我们的测算,如下图,若仅考虑电池成本节约,当SiCMOSFET成本下降到IGBT器件成本的2倍左右时,将具备经济效益。若考虑使用SiC带来的冷却系统节约、外围器件节约、整体空间节约等,当SiCMOSFET成本下降到IGBT成本的2-2.5倍时采用SiC方案就将具备经济效益。图表43:碳化硅系统成本经济性测算资料来源:特斯拉,华泰研究预测5%6%7%8%9%10%5%6%7%8%9%10%3,000(938)(525)(113)3007131,1251,0002004406809201,1601,4003,200(1,138)(725)(313)1005139251,1001003405808201,0601,3003,400(1,338)(925)(513)(100)3137251,20002404807209601,2003,600(1,538)(1,125)(713)(300)1135251,300(100)1403806208601,1003,800(1,738)(1,325)(913)(500)(88)3251,400(200)402805207601,0004,000(1,938)(1,525)(1,113)(700)(288)1251,500(300)(60)180420660900电池成本节约未来电池成本节约使用SiC带来的成本增加SiC成本经济性测算单车成本节约(元)2022E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。21科技预计2025年全球新能源汽车SiC市场规模将达到30.1亿美元根据我们的测算,2020年全球新能源汽车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%;由此带来的2020年对SiC晶圆(6寸)的消耗量达13.7万片,预计到2025年将达199.6万片,对应CAGR为71.0%。我们认为全球新能源汽车渗透率的快速提升将驱动SiC市场规模高速增长,我们采取自上而下的方式,以新能源汽车销量为基础,考虑单车SiC器件或模块的价值量、不同零部件SiC渗透率等假设来进行测算。我们的核心假设如下:1)新能源汽车销量:我们预计全球新能源汽车销量将由2020年的277.3万辆增长至2025年的2,121.7万辆,对应CAGR为50.2%,其中中国大陆和北美市场为主要驱动力,CAGR分别为56.3/79.0%。2)SiC渗透率:我们认为SiC在新能源汽车中的应用场景主要为OBC和主逆变器,将率先逐步替代MOSFET、IGBT等方案。我们预计性能优势将使得SiC在OBC中的渗透率从2020年的23.0%提升至2025年的43.0%,在主逆变器中的渗透率将由2020年16.0%提升至2025年的38.0%。由于小鹏、蔚来、雷诺、路虎等车企宣布将在2022年开始大规模应用碳化硅方案,我们预计SiC方案渗透将在2022年开始加速。3)单车价值量:目前在主逆变器中的应用主要为SiC模块,价值量较高;OBC中主要以单管器件为主。根据Mouser、Digikey、特斯拉、比亚迪等数据,目前主逆变器/OBC中SiC模块或器件的价值量约为500/40美金,我们认为随着产业链各环节的成熟、上游积极扩产,单车碳化硅成本将逐渐下降,对IGBT的成本溢价将不断缩小。4)消耗晶圆数:根据我们对SiC模块和器件的市场规模的测算,根据单个晶圆能够切割SiC模块/器件的数量,由此测算新能源汽车市场将消耗的SiC晶圆数。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。22科技图表44:全球新能源汽车SiC市场规模及消耗晶圆测算201920202021E2022E2023E2024E2025E全球新能源汽车销量(千辆)1,9912,7736,3549,74113,48917,03221,217同比增速(%)39.3129.153.338.526.324.6中国大陆1,0361,1603,5205,4237,4578,90810,834同比增速(%)11.9203.554.137.519.421.6北美3062015351,0571,7332,6413,687同比增速(%)-34.4166.197.763.952.439.6欧洲5401,3132,1633,0794,0555,1696,292同比增速(%)143.464.742.431.727.521.7其他地区10999137181245314405同比增速(%)-9.238.532.635.128.229.1SiC单车价值量(美元)959694110129139142主逆变器578538500460423381343OBC46434036322926SiC渗透率(%)主逆变器15.116.017.022.028.233.938.0OBC16.623.021.725.029.234.943.0全球新能源车SiC模块及器件市场规模(百万美元)1902675951,0731,7402,3713,005同比增速(%)40.6123.380.262.236.326.7晶圆消耗量(6寸,片)主逆变器0.170.170.170.160.150.140.13OBC0.030.030.030.030.030.030.03全球新能源车SiC晶圆年需求(6寸,千片)611373236091,0101,4471,996同比增速(%)122.8136.888.465.843.237.9资料来源:Wind,华泰研究预测根据我们的测算,至2025年全球新能源汽车消耗SiC衬底数量将达到199.6万片/年,考虑到当前有效衬底产能仍然稀缺,预计SiC功率器件供需偏紧格局将保持相当长时间。图表45:全球新能源汽车SiC市场规模预测图表46:全球新能源汽车消耗SiC衬底数(等效6寸)预测资料来源:Marktlines,华泰研究预测资料来源:Marktlines,华泰研究预测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)0%20%40%60%80%100%120%140%160%05001,0001,5002,0002,500201920202021E2022E2023E2024E2025E(kwpy)全球新能源汽车消耗SiC衬底数(折合成6英寸)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。23科技直流充电桩:大功率充电占比提升,SiC将加速替代大功率直流充电桩需求旺盛,SiC协力实现高效快充。政策方面,《2020年政府工作报告》中已将充电基础设施纳入新基建七大产业之一;《2020年能源工作指导意见》中指出要加强充电基础设施建设,提升新能源汽车的充电保障能力。直流充电方式相较家用标准交流电充电方式速度大幅提高,一个150kW的直流充电器可以在大约15分钟内为电动汽车增加200公里续航,随电动汽车渗透率进一步提高,直流电充电方案需求将同步提升。Yole预计2020-2025年,全球200kW及以上的大功率直流充电桩数量将以超过30%的CAGR增长,高于平均的15.6%。SiC器件和模块具备耐高温、耐高压以及低损耗等优势,可被广泛应用于电动车直流充电方案中AD-DCPFC、DC-DC以及闸门驱动器等环节中,实现更高效电动车直流充电方案。图表47:全球直流充电桩数量预测(按功率)资料来源:Yole,华泰研究1)SiCMOSFET可简化直流充电桩AC/DC及DC/DC电路结构,减少器件数量实现充电效率提升。根据英飞凌,在DC/DC中,使用4颗1200VSiCMOSFET替代8颗650V硅基MOSFET,在同样功率下,可将原来的两相全桥LLC电路简化为单相全桥LLC电路,所用器件数量减少50%,提升电路整体效率。同样在AC/DC中,使用SiCMOSFET可将三相Vienna整流器拓扑电路简化为两相结构,器件数量减少50%实现效率提升。同时,SiCMOSFET的整体损耗也更小。综上,SiC方案能使得整体充电器体积更小、功率密度更高、充电效率更高,更好的满足快充要求。2)SiC二极管方案可实现效率提升及输出功率增加。根据英飞凌,在48kHz下,采用SiC二极管替代Si二极管,可显著降低损耗从而提升0.8%的充电效率,可实现最多80%输出功率的提升。光伏:SiC光伏逆变器性能提升显著,广泛应用未来可期据天科合达招股书,基于硅基器件的传统逆变器成本约占光伏发电系统10%,却是系统能量损耗的主要来源之一。根据英飞凌,使用SiCMOSFET功率模块的光伏逆变器,其转换效率可从98.8%提升至99%以上,能量损耗降低8%,相同条件下输出功率提升27%,推动发电系统在体积、寿命及成本上实现重要突破。英飞凌最早于2012年推出CoolSiC系列产品应用于光伏逆变器,2020年以来,西门子、安森美等众多厂商陆续推出相关产品,碳化硅光伏逆变器应用进一步推广。据CASA数据,2020年光伏逆变器中碳化硅器件渗透率为10%,预计2025年将增长至50%。高效、高功率密度、高可靠和低成本为光伏逆变器未来发展趋势,SiC器件有望迎来广阔增量空间。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。24科技图表48:SiC器件vsIGBT器件,改善光伏逆变器性能资料来源:英飞凌,华泰研究工控:SiC模块有望在轨交、智能电网、风电等领域实现全方位渗透轨道交通方面,碳化硅器件应用于轨道交通牵引变流器能极大发挥碳化硅器件高温、高频和低损耗特性,提高牵引变流器装置效率,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,从而提升系统的整体效能。根据Digitimes,2014年日本小田急电铁新型通勤车辆配备了三菱电机3300V、1500A全碳化硅功率模块逆变器,开关损耗降低55%、体积和重量减少65%、电能损耗降低20%至36%。智能电网方面,相比其他电力电子装置,电力系统要求更高的电压、更大的功率容量和更高的可靠性,碳化硅器件突破了硅基功率半导体器件在大电压、高功率和高温度方面的限制所导致的系统局限性,并具有高频、高可靠性、高效率、低损耗等独特优势,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革。此外碳化硅功率器件在风力发电、工业电源、航空航天等领域也已实现成熟应用。图表49:光伏逆变器中SiC器件占比预测图表50:轨道交通中SiC功率器件占比预测资料来源:天岳先进、天科合达招股说明书,CASA,华泰研究资料来源:天岳先进、天科合达招股说明书,CASA,华泰研究综上,我们测算2020年全球SiC功率器件市场规模为2.92亿美元,受新能源车、光伏、工控等需求驱动,预计到2025年将增长至38.58亿美元,对应CAGR为67.6%。2025年新能源车、新能源发电、工控占SiC功率器件市场规模比重分别为77.88/13.71/8.41%。10%50%70%75%80%85%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%20202025E2030E2035E2040E2048E98%70%30%10%2%17%35%30%5%20%40%8%15%20%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20182030E2040E2050E硅基IGBT器件混合SiC器件全SiC器件SiC分立器件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。25科技射频:5G推动GaN-on-SiC需求提升5G发展推动碳化硅基氮化镓器件需求增长,市场空间广阔。微波射频器件中功率放大器直接决定移动终端和基站无线通讯距离、信号质量等关键参数,5G通讯高频、高速、高功率特点对其性能有更高要求。以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件同时具备碳化硅高导热性能和氮化镓高频段下大功率射频输出优势,在功率放大器上的应用可满足5G通讯对高频性能、高功率处理能力要求。当前5G新建基站仍使用LDMOS功率放大器,但随5G技术进一步发展,MIMO基站建立需使用氮化镓功率放大器,氮化镓射频器件在功率放大器中渗透率将持续提升。据Yole和Wolfspeed预测,2024年碳化硅基氮化镓功率器件市场有望突破20亿美元,2027年进一步增长至35亿美元。根据我们的预测,受益5G通讯快速发展,通讯频段向高频迁移,基站和通信设备需要支持高频性能的PA,碳化硅基氮化镓射频器件相比硅基LDMOS和GaAs的优势将逐步凸显,我们测算2020年全球碳化硅射频器件市场规模为8.92亿美元,预计到2025年将增长至21.21亿美元,对应CAGR为18.9%,和Yole和Wolfspeed预测基本一致。图表51:不同材料微波射频器件应用范围对比图表52:碳化硅基氮化镓射频器件市场规模展望资料来源:AnalogDialogue,华泰研究资料来源:Yole,Wolfspeed,华泰研究6452000350005001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,000201820242027(百万美元)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。26科技SiC材料:产业链核心环节,国内外厂商积极布局相比于Si,SiC衬底和外延为制造产业链核心环节,合计价值量占比超60%。在传统硅基器件制造过程中,需要在硅片基础上进行氧化、涂层、曝光、光刻、刻蚀、清洗等多个前道处理步骤,从而产生更高附加值。SiC材料则仅用于分立器件制造,其前端工艺难度不大,而衬底和外延需在高温、高压环境中生成,生长速度缓慢,为关键技术难点,占据产业链主要价值量。据CASAResearch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。此外,衬底和外延质量对器件性能优劣起至关重要作用,提升其良率为碳化硅器件制备主要攻克目标。图表53:2020年Si和SiC晶圆价值量拆分资料来源:CASA,ROHM,华泰研究衬底:碳化硅产业链最关键环节,技术壁垒较高碳化硅衬底应用逐步成熟,主要分为导电型碳化硅衬底和半绝缘型碳化硅衬底。据工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》,碳化硅衬底可分为两类,一类是具有高电阻率(电阻率≥105Ω·cm)的半绝缘型碳化硅衬底,经GaN外延生长可制成射频器件。半绝缘型碳化硅衬底的制备过程追求“绝对纯净”,去除晶体中的各种杂质对实现碳化硅晶体本征高电阻率十分重要。另一类为低电阻率(电阻率15~30mΩ·cm)的导电型碳化硅衬底,经SiC外延生长可进一步制成SiC二极管、SiCMOSFET等功率器件。导电型碳化硅衬底以良好导电性为追求目标,在PVT法下,相较半绝缘型衬底其生产难度更低,但在生产过程中,电阻率易发生分布不均情况,仍需更好扩径及掺杂控制技术。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。27科技图表54:SiC衬底主要可分为导电型衬底与半绝缘型衬底资料来源:《碳化硅半导体材料与器件》2012.8第一版,天岳先进招股说明书,天科合达招股说明书,华泰研究碳化硅衬底制备需历经多道加工工序,技术难度大。碳化硅衬底行业属于技术密集型行业,涵盖材料、热动力学、半导体物理、化学、计算机仿真模拟、机械等多学科交叉知识的应用,其制备过程与硅基相似,但技术难度更高,需要长时间积累。具体流程包括原料合成、晶体生长、晶碇加工、晶体切割、晶片研磨、晶片抛光、晶片检测以及晶体清洗。图表55:SiC衬底的制备过程资料来源:《碳化硅半导体材料与器件》2012.8第一版,天科合达招股说明书,华泰研究其中,晶体生长为技术难度最大的环节,主流制备方式为物理气相传输法。晶体生长是碳化硅衬底制备过程中核心难点,并直接决定碳化硅衬底电学性质。目前主要晶体生长方法有物理气相传输法、高温化学气相积淀、升华外延、液相外延四种,其中物理气相传输法为主流制备方式。1)物理气相传输法(PVT),在使用PVT法进行SiC晶圆生长时,分别将高纯碳化硅微粉和籽晶置于单晶生长炉内圆柱状密封石墨坩埚下部和顶部,并在坩埚内形成轴内温度梯度。碳化硅微粉在高温下升华形成气相的Si2C、SiC2、Si等物质,在温度梯度驱动下输送到温度较低的籽晶处,在籽晶处形核、长大,结晶形成碳化硅晶碇。PVT法生长成本较低,当前其面临主要挑战在于高纯度SiC原料获取,微量关键杂质将对生长的SiC晶体纯度造成严重影响。2)高温化学气相积淀(HTCVD),HTCVD法将高纯度的硅烷、乙烷或丙烷、氢气等气体从底部导入反应器,先在高温区生长腔进行反应,形成碳化硅前驱物,再经过气体带动进入低温区籽晶端前沉积形成碳化硅晶体。HTCVD法的主要优势在于在制备过程中可有效控制Si和C比例,从而实现晶体高纯度、高质量持续生长。相较PVT法,HTCVD法使用设备更加昂贵,普及程度较低,但该方法所生长晶体缺陷少、质量高、杂质含量较低,其重要性正日益变大。半绝缘型碳化硅衬底导电型碳化硅衬底半绝缘性碳化硅衬底导电型碳化硅衬底制备过程经过GaN外延生长、器件制造、封装测试,制成HEMT等微波射频器件,适用于高频、高温等工作环境经过SiC外延生长、器件制造、封装测试,制成碳化硅二极管、碳化硅MOSFET等功率器件,适用于高温、高压等工作环境衬底参数以“绝对纯净”为追求标准,一般电阻率大于10^6Ω·cm以良好的导电性为追求标准,一般电阻率小于0.02Ω·cm制造工艺PVT法:生长时掺钒杂质高温气相化学沉积法:不用加入气态源液相法:引入溶胶一凝胶工艺PVT法:生长时通入氮气高温气相化学沉积法:通入氮或者硼的气态源液相法:引入溶胶一凝胶工艺技术特征PVT法下技术难度更高,液相法制备的碳化硅单晶具有缺陷密度低、晶体尺寸大的优势,是现有PVT技术的潜在替代技术在PVT法下技术难度相对低,但需要更好的扩径技术及掺杂控制应用领域5G通讯、卫星、雷达等领域新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域碳化硅衬底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。28科技3)升华外延,升华外延法是在石墨坩埚等封闭环境中用固体SiC做原材料生长SiC方法,与PVT法相近,但其所用温度更低(1800~2200℃)、压强更高(达到1atm),并且原料与晶片更接近甚至紧密接触。其最大优点在于生长速率很高,但受限于其固有缺陷即其所生长的晶碇长度不可能超过籽晶与原料之间的距离(通常为2mm)。4)液相外延(LPE),LPE法将碳化硅籽晶固定在籽晶杆前端,石墨坩埚里装填硅原料及少量掺杂物,在加热至硅融点(1500-1700℃)以上将其融化后,经由籽晶的旋转或是加上坩埚的反向旋转,使熔体里的碳以及掺杂元素均匀散布,再借由缓慢降温使溶液过饱和后在籽晶前端生长出碳化硅晶体。使用LPE法生长晶体,其径向生长速度相对可控,可实现无微管缺陷晶体生长,但其晶体生长成本较高。图表56:SiC衬底的晶体生长制备方法对比资料来源:《碳化硅半导体材料与器件》,天科合达招股说明书,华泰研究与硅相比,碳化硅衬底性能参数指标众多、工艺难度高,制备效率低。碳化硅衬底包括直径、微管密度、多型面积、位错密度、电阻率、弯曲度、翘曲度、表面粗糙度等多项核心参数,共同影响着衬底质量高低及最终器件性能的优劣。不同于传统单晶硅使用提拉法制备,碳化硅材料需采用气相生长方法,在密闭高温腔体内进行原子有序排列并完成晶体生长、同时控制各参数指标十分复杂。此外,再将生长好的晶体加工成可以满足半导体器件制造所需晶片又涉及一系列高难度工艺调控,进一步制约生产效率。稳定量产各项性能参数指标波动较低的高质量碳化硅衬底技术壁垒较高,具体体现在以下几个方面:1)碳化硅粉料纯度要求高,制备难。碳化硅粉料纯度直接影响生长晶体质量,需使用高纯碳粉和高纯硅粉反应制成,而在合成过程中环境杂质多,难以获得高纯度粉料。2)高温、高压环境中进行晶体生长,条件苛刻。碳化硅晶体气相生长环境要求温度在2000℃-2500℃,压力为350Mpa,生长条件非常苛刻,而传统硅片制备仅需1600℃左右的温度要求。并且高温环境对设备和工艺的控制带来极高要求,在生产中需要精确调控生长温度和压力,稍有失误将导致生长数天产品失败,直接造成时间和材料双重损失。3)碳化硅晶体结构类型众多,杂质控制难度高。碳化硅存在200多种晶体结构类型,但仅其中六方结构的4H型(4H-SiC)等少数几种晶体结构碳化硅为所需材料,在晶体生长过程中,需精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速度以及气流气压等参数,否则容易产生多晶型夹杂,降低产品良率。工艺路线物理气相传输(PVT)高温化学气相积淀(HTCVD)升华外延液相外延(LPE)示意图与PVT法相近工艺简介在高温区(>2000℃)将SiC粉末升华,将SiC气体沿着温度梯度输送,在较冷的尾部SiC籽晶凝聚为晶体将SiH4、C2H4等反应气体通过载气从反应器的底部通入,在中部热区发生反应并形成SiC簇,升华至反应器顶端籽晶处生长,工艺温度为1800-2300℃与PVT法相近,所用温度更低(1800-2200℃),压强更高(达1atm)在1800℃的温度下碳硅溶液共溶,从过冷饱和溶液中析出SiC晶体优点设备便宜,过程简单,是主流的4寸和6寸衬底制造方法缺陷少、质量高、杂质含量极低,可用于制备半绝缘型SiC晶体生长速率很高制备的碳化硅单晶具有缺陷密度低、晶体尺寸大的优势缺点生长速度慢,晶体缺陷较难控制设备昂贵、反应速度慢、成本较高所生长的晶锭长度不可能超过籽晶和源料之间的距离生长极为缓慢,助溶剂对晶体有污染,对材料要求高布局公司Cree、II-VI、SiCrystal、Dow、天岳先进、天科合达Norstel、日本电装-住友金属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。29科技4)长晶速度缓慢,扩径技术难度高。碳化硅晶体生长速度非常缓慢,每小时仅能生长400微米,而硅晶棒生长速度为每小时300毫米,两者相差近800倍。使用当前主流的物理气相传输法约7天才能生长2cm左右的碳化硅晶体,而生产1-2m的8英寸硅晶棒仅需2天半左右,6英寸则只需约1天时间。同时,气相传输法下,碳化硅晶体生长的扩径技术难度较大,随着晶体尺寸扩大,其生长难度工艺呈几何级增长。5)碳化硅硬度高,切割技术难度大。碳化硅莫氏硬度分布在9.2-9.6,硬度仅次于金刚石材料,且脆性高,属于典型硬脆材料,切割、研磨、抛光技术难度大,加工过程中易导致开裂问题,而加工完成后衬底易存在翘曲等质量问题,工艺水平的提高需要长期的研发积累。图表57:硅基长晶工艺图表58:与硅相比,碳化硅长晶工艺难度大资料来源:Wolfspeed,华泰研究资料来源:Wolfspeed,华泰研究图表59:SiC衬底制备的主要难点资料来源:《碳化硅半导体材料与器件》,天科合达招股说明书,半导体行业观察,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。30科技导电型和半绝缘型碳化硅衬底制作工艺存在差异,导电型材料整体技术难度和成本稍低。在采用主流的物理气相传输法(PVT)下,导电型SiC通常采用通入杂质来增强导电性,而半绝缘型SiC则主要采用加入深能性掺杂剂(如V)的方式控制电阻率。半绝缘型SiC衬底追求原材料的高纯净度,同时掺钒工艺较为复杂,对生产设备和技艺等要求更高,总体生产技艺难度和成本都较大,当前国产碳化硅领先企业如天科合达和天岳先进均在半绝缘型SiC材料上有较高的研发投入或存在专利成果。从产出率看,根据Wolfspeed的数据,导电型衬底单片平均厚度约为350微米,而半绝缘型衬底单片平均厚度约为500微米,在使用相同晶棒进行长晶工艺生产时,导电型SiC衬底产成率约为半绝缘型SiC衬底的142%。因此,在相同生产设备和技术环境下,我们预计国内具备生产半绝缘型SiC衬底能力的厂商开始生产导电型SiC衬底产出率将大幅提升。海外龙头早期以导电型产品为主,从整体看导电型和半绝缘型产品同步研发。在美国90年代的商业化SiC产品中,大部分仍为导电型SiC衬底,半绝缘型SiC所需的掺钒工艺和技术要求导致国际厂商对该类型产品的质量和性能把握较有延迟,但从整体看目前的海外SiC龙头在两类产品的研发量产上基本做到了齐头并进。作为该行业的先驱,Cree在1993年已成功出品5款不同的2英寸导电型SiC,但很快在1998年,公司就推出了业界首款采用半绝缘型SiC加GaN外延层的HEMT器件。在2000年,II-VI申请了使用钒作为补偿性掺杂剂的生产专利,并于2002年同时实现了2英寸导电型和半绝缘型SiC衬底材料的量产。目前,Wolfspeed和II-VI均已实现两种类型8英寸SiC衬底的量产,在两种类型SiC衬底材料的生产技艺上基本保持了同步研发。行业趋势#1:衬底尺寸不断扩大,8英寸衬底成本优势凸显成本优势驱动衬底大尺寸化发展。衬底直径为衡量晶体制备水平重要指标之一,目前导电型碳化硅衬底以6英寸为主,8英寸衬底开始发展,而半绝缘碳化硅衬底以4英寸为主,逐渐向6英寸、8英寸方向发展。单片衬底制备芯片数量随衬底尺寸增大而增多,同时边缘芯片占比也显著改善。碳化硅晶圆从6英寸扩径到8英寸,芯片数量将由448增长至845颗,边缘芯片占比也将从14%减少至7%,带来单位芯片成本大幅降低。Wolfspeed于2019年开始建设8英寸衬底产线,公司预计将于2024财年达产。Wolfspeed表示2024财年MVF晶圆厂单颗MOSFET裸片成本有望降低63%,其中28%的降本来自良率(产量效率)提升,25%来自规模效应,10%来自自动化带来的人工成本和生产周期改善,衬底大尺寸带来成本优势显著。图表60:衬底尺寸迭代过程图表61:Wolfspeed8英寸衬底成本将显著降低资料来源:Wolfspeed,华泰研究资料来源:Wolfspeed,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。31科技图表62:国内外企业8英寸碳化硅衬底布局与未来规划资料来源:各公司公告,华泰研究行业趋势#2:远期产业链融合有望成为趋势SiC衬底、外延、器件、设备未来产业链垂直化整合趋势明显。国内外碳化硅企业积极完善衬底、外延及器件全产业链布局。(1)国外厂商方面,意法半导体于2019年12月收购瑞典Norstel,开始布局SiC衬底及外延;II-VI公司在2020年收购Ascatron、INNOViON以及GE的SiCIP授权,进一步垂直整合SiC业务。(2)国内厂商方面,三安光电宣布投资160亿元建设湖南三安半导体项目,将打造国内首条、全球第三条碳化硅垂直整合产业链,该产线可月产3万片6英寸碳化硅晶圆。同时,碳化硅衬底、器件厂商往往与汽车等设备制造商签订长期合作协议,加强产业链上下游协同。我们认为未来进入行业整合阶段,头部厂商将积极进行产业链上下游延伸,以提升全产业链竞争力和市占率。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根据Yole的数据,2020年国内厂商山东天岳在全球半绝缘型SiC衬底的市场份额达30%,与贰陆(35%)和Wolfspeed(33%)的份额基本相当,整体市场形成寡头的局面,已经实现较大程度的国产替代。但在另一方面,全球导电型衬底市场由国外厂商占绝对主导,2020年,Wolfspeed和贰陆公司合计份额超过70%(Yole的数据),国内厂商如天科合达具备一定的收入规模,但整体份额较小。同时导电型衬底对应下游新能源车、光伏等高成长性市场。因此我们认为,导电型衬底将是现阶段国产替代发力的焦点区域,存在广阔替代空间。国产衬底迭代进程加快,质量、良率等方面仍存不小差距国产碳化硅产业起步较晚,迭代进程加快并不断追赶国际厂商。国内碳化硅产业起步较晚,国际龙头企业如Wolfspeed和II-VI等于20世纪70-80年代设立与投入研发,分别于1995和2002年量产2英寸碳化硅衬底。而国内企业基本设立于2006年之后,最早的天科合达也于2006年实现2英寸产品的研发和少量销售,落后海外厂商11年。近年来,随着国内对碳化硅行业投资和政策扶持力度的加大,国内企业研发投入持续增加,使得从4英寸到6英寸衬底产品的量产推动用时显著短于海外龙头企业,6寸量产时间差已由4寸的9年缩短至7年左右。部分企业如天科合达和天岳先进已于2020年开始研发8英寸碳化硅晶片的生产线。截至2021年,国产碳化硅厂商的4英寸和6英寸产品已基本实现量产和销售,国内碳化硅衬底厂商的产品迭代速度正在不断加快,逐渐缩小与国际厂商的差距。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。32科技图表63:国内碳化硅衬底厂商与海外差距资料来源:天岳先进招股说明书,天科合达招股说明书,华泰研究国产碳化硅衬底质量在部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。评估碳化硅衬底产品质量的核心参数主要有直径、微管密度、多型面积、电阻率范围、总厚度变化、弯曲度、翘曲度、表面粗糙度等。通过比较国产碳化硅企业与海外龙头企业的产品技术参数,可以发现在产品直径、总厚度变化、电阻率、表面粗糙度等多项指标上国产4英寸和6英寸碳化硅衬底与海外厂商产品基本相同。制备器件中微管的存在可能导致器件过高的漏电流甚至器件击穿,各厂商都在致力于未来降低微管密度,部分龙头碳化硅企业如II-VI可将4-6寸产品的微管密度稳定控制在0.1cm-2以下,国内厂商的产品微管密度基本在0.5-5cm-2,存在差距。同时,国内公司在单晶性能一致性、成品率、成本等单晶质量指标方面仍存在较大差距。我们认为,未来随着大尺寸产品的研发生产和中小尺寸碳化硅生产技艺的不断成熟,预计国产碳化硅产品种类不断丰富,产品质量将比肩国际龙头企业。图表64:国产SiC衬底与海外衬底的参数对比资料来源:天岳先进招股说明书,天科合达招股说明书,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。33科技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目前全球碳化硅材料行业处于加速扩产、跑马圈地的阶段,海内外厂商均加速扩产,但我们认为应避免重复建设的问题,造成产能无序扩张。海外龙头厂商垄断全球大部分SiC材料供应,纷纷掀起扩产潮。Wolfspeed、SiCrystal(ROHM)、II-VI、SKSilicon、ShowaDenko等海外厂商均推出中短期大规模扩产计划。Wolfspeed作为全球碳化硅衬底龙头厂商,2019年5月,Wolfspeed宣布此后5年投资10亿美元用于扩大SiC产能,拟将SiC衬底产能于2024财年扩大至1QFY17的30倍。ROHM自2009年收购SiCrystal后已完成全产业链布局,SiCrystal2019年底的SiC衬底产能5万片/年,计划到2025年提升至6倍。II-VI已成功研发8寸SiC衬底,计划于2024年量产,公司2020年产能已较2014年翻了8倍,计划在2021-2025年间将6寸衬底产能提升至5-10倍。ST也通过收购Norstel向上游SiC衬底延伸,并计划到2024年将卡塔尼亚基地的衬底产能较2017年提升10倍,且北雪平基地目前已成功制造首批8寸衬底。SKsilicon2021年集团内碳化硅衬底产能3万片/年,公司计划于2025年提升至60万片/年,提升20倍。图表65:全球SiC衬底及外延产能分布资料来源:各公司公告,华泰研究本土企业持续加大衬底投入迈进扩产步伐,投资金额超240亿元、规划年产能超420万片。中国企业呈现小而散的局面,综合Yole等第三方机构数据,2020年国内碳化硅衬底龙头厂商山东天岳和天科合达在全球市场份额合计约为8%。但受电动车、光伏等下游应用驱动,我国本土企业也开始紧追国际厂商步伐,积极投资扩产以实现衬底供应国产化。根据我们的统计,截至21年底国内厂商对衬底环节的投资超过240亿元,规划产能超过420万片/年(等效6寸),对比CASA的数据,2020年底国内衬底产能仅为25.8万片/年(等效6寸)。国内目前仅山东天岳、天科合达、三安光电、世纪金光、同光晶体、中电科材料、中科钢研等具备量产能力,且以4寸衬底为主。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。34科技虽然国内企业大幅扩产,但我们认为受衬底良率及质量等因素影响,实际产能或严重不足。1)根据山东天岳招股书,2020年晶棒和衬底良率分别为50.73/70.44%,其中衬底良率较2018年并未提升(下降2.17pct)。我们认为,即使考虑国内厂商衬底良率提升,中期有效产能仍将明显低于规划产能数;2)国内厂商在衬底质量参数方面仍和海外厂商存在一定差距,若不能满足国内外客户的要求,落后于竞争对手尤其是海外龙头企业,在成本端较高的压力下,或将被市场淘汰。3)能够真正实现大规模量产的企业偏少,大规模量产带来的规模化效应降本可能只有少数企业能够实现,行业或面临一定的整合。综合以上因素,我们认为即使海内外厂商进行大规模扩产,但考虑到真实产能的多少还需持续观察,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。图表66:全国SiC衬底产能分布资料来源:各公司公告,华泰研究国内SiC材料行业整体盈利能力展望:远期毛利率有望达45-50%左右,营业利润率有望达20-25%。根据Wolfspeed的测算,在其40%市占率的情况下,2024年毛利率预计将达约50%,营业利润率约25%;2026年毛利率预计将达约50-54%,营业利润率约25-27%。综合考虑国内材料厂商与Wolfspeed等海外龙头在整体规模、衬底质量、良率等方面存在差距,但人力成本等运营开支较低,我们认为国内SiC材料行业整体中远期毛利率有望达45-50%,营业利润率有望达20-25%。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。35科技重点公司与产业链相关公司一览IDM公司三安光电(600703CH)三安光电成立于1993年,是国内化合物半导体IDM龙头。公司主业包括砷化镓、氮化镓、碳化硅等化合物半导体材料的研发,以及化合物半导体材料所涉及的外延片、芯片等制造。公司以LED芯片业务起家,2014年设立全资子公司三安集成,进军化合物半导体,涵盖衬底、外延、封装、晶圆制造等全链条。碳化硅产品方面,三安集成负责碳化硅的外延芯片研发制造。公司2020年在长沙设立全资子公司湖南三安,投资进行第三代化合物半导体的研发和产线建设,包括长晶―衬底制作―外延生长―芯片制备―封装产业链等全产业链国产。根据公司21年中报,2021年6月23日,总投资160亿元的三安光电湖南半导体基地一期项目投产,是国内首条、全球第三条碳化硅垂直整合产业链,可月产3万片6英寸碳化硅晶圆。2021年11月量产碳化硅SBD,目前已得到头部OBC和主机厂的订单,实现车规级应用。2020年碳化硅MOSFET量产平台完成并少量销售。公司碳化硅衬底主要是导电型衬底。2021年三安导入碳化硅功率器件客户549家,量产交付产品66款,覆盖服务器电源、通信电源、光伏逆变器、家电、新能源汽车充电系统的充电桩电源和车载充电机等各细分应用市场客户。衬底厂商天岳先进(688234CH)山东天岳先进成立于2010年11月,专注于第三代半导体碳化硅衬底材料研发、生产和销售。主要产品包括半绝缘型和导电型碳化硅衬底,可应用于微波电子、电力电子等领域。公司目前已掌握了碳化硅半导体材料产业核心技术,包括设备设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工等环节技术,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术。根据Yole的统计,2019年及2020年公司已跻身半绝缘型碳化硅衬底市场世界前三。根据天岳先进招股书,2018年-2020年,公司碳化硅衬底产量合计分别为1.1/2.0/4.8万片,产能利用率分别为99.07/100.88/98.91%,报告期内的产能主要用于半绝缘型碳化硅衬底的生产。目前公司主要产品是4英寸半绝缘型碳化硅衬底,6英寸半绝缘型和6英寸导电型衬底形成小批量销售。专利数量上,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。天科合达(未上市)天科合达成立于2006年9月,主营业务是第三代半导体碳化硅晶片的研发、生产和销售。公司是全球第4家实现碳化硅衬底材料量产的企业。根据天科合达招股书,公司产品以4英寸碳化硅晶片为主,逐步向6英寸过渡,2020年1月启动8寸晶片研发。公司碳化硅晶片包括导电型和半绝缘型。公司自主研发设计了SiC单晶生长设备,可用于4到6寸导电及半绝缘型SiC单晶的生长制备。公司在国内较早建立了完整的SiC晶片生产线,突破了缺陷抑制、快速生长和籽晶处理等关键技术,形成了具有自主知识产权的完整技术路线。目前公司拥有一个研发中心和三家全资子公司,产业涵盖SiC单晶炉制造、SiC单晶生长原料制备和SiC单晶衬底制备。2018/2019年,公司碳化硅晶片产量合计为1.6/3.7万片(等效4英寸)。2019年获华为哈勃投资,持股10%。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。36科技河北同光(未上市)河北同光晶体成立于2012年,位于保定市高新技术开发区,主要从事第三代半导体材料碳化硅衬底的研发和生产。根据公司官网,公司主要产品包括4英寸和6英寸导电型、半绝缘碳化硅衬底,公司拥有完整的碳化硅衬底生产线。公司自2012年成立以来研发投入保持在10%以上,2020年以来主营业务收入的70%以上用于研发。2014年自主研制出4英寸碳化硅晶片并于次年量产,到目前已经建成了拥有自主知识产权、国内先进、完备的晶体生长、衬底加工、晶片检测生产线,相继攻克了高纯碳化硅原料合成等关键核心技术。应用在电力电子领域的6英寸N型碳化硅衬底达到车规级功率半导体芯片的应用标准,具备批量生产条件。目前,同光拥有碳化硅单晶生长炉200余台,搭建了完整的碳化硅衬底生产线,2020年生产能力达到年产6万片。公司拥有专利70余项,其中发明专利15项,主持行业标准1项,企业标准2项。烁科晶体(未上市)山西烁科晶体成立于2018年,是国内从事碳化硅生产和研发的领军企业。根据公司官网,公司通过自主创新和自主研发全面掌握了碳化硅生长装备制造、高纯碳化硅粉料制备工艺,N型碳化硅单晶衬底和高纯半绝缘碳化硅单晶衬底的制备工艺,形成了碳化硅粉料制备、单晶生长、晶片加工等整套生产线,并在国内率先完成4、6、8英寸高纯半绝缘碳化硅单晶衬底技术攻关。公司于2020年研发成功8英寸衬底片;2021年8月,研制出8英寸碳化硅晶体;2022年1月实现8英寸N型碳化硅抛光片小批量生产。目前,山西烁科晶体已实现5G芯片衬底材料碳化硅的国产自主供应。江苏晶能(未上市)南京晶能半导体材料有限公司成立于2018年9月14日,注册地在江苏省句容市。根据公司官网,公司主营业务包括半导体器件专用设备生产、制造;晶体材料、电力半导体模块、组件、集成电路、电子器件研发、生产、制造。2019年,公司投资2亿元建设年产10万片4英寸及6英寸碳化硅晶片项目,项目主要从事碳化硅晶片的生产。项目建成后形成4英寸及6英寸碳化硅晶片各5万片的年生产能力。该建设项目预计2019年5月开工建设,2019年6月建成投入使用。外延厂商瀚天天成(未上市)瀚天天成电子科技(厦门)有限公司于2011年3月在厦门成立,是一家集研发、生产、销售碳化硅外延晶片的中美合资企业。公司是国内首家、全球第四家可以生产销售6英寸碳化硅外延晶片的公司,是中国第一家提供产业化3英寸、4英寸和6英寸碳化硅半导体外延晶片的生产商。根据公司官网,2012年3月9日,公司开始供应3英寸和4英寸碳化硅半导体外延晶片;2014年4月,公司开始供应6英寸碳化硅外延晶片。公司外延片主要应用于600V~6500V碳化硅电力电子功率器件,包括用于肖特基二极管(SBD)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结型场效应晶体管(JFET)和双极结型晶体管(BJT)的制作。2020年,瀚天天成获华为哈勃投资入股。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。37科技东莞天域(未上市)东莞市天域半导体科技有限公司成立于2009年,是我国首家专业从事第三代半导体碳化硅外延片研发、生产和销售的高新技术企业。2010年,公司与中国科学院半导体所合作成立了“碳化硅技术研究院”。公司是中国第一家获得汽车质量认证(IATF16949)的碳化硅半导体材料供应链企业,为全球客户提供n-型和p-型掺杂外延材料、制作肖特基二极管、JFET、BJT、MOSFET,GTO和IGBT等。与多公司签订战略合作,开展碳化硅衬底研产合作。根据集微网,2021年,合肥露笑半导体与东莞天域签订《战略合作协议》,双方约定,在满足产业化生产技术要求的同等条件下,东莞天域将优先选用合肥露笑半导体生产的6英寸碳化硅导电衬底,2022年至2024年合肥露笑半导体需为东莞天域预留产能不少于15万片。此外,公司也与高意集团达成主要战略合作伙伴关系,借助高意的150毫米碳化硅基片,公司将致力于提高提供高质、可靠的供应链,及未来200毫米的碳化硅材料能力。器件/模块厂商我们建议关注如下公司:闻泰科技(600745CH,买入,目标价:165.00元)闻泰科技成立于1993年,主营业务包括半导体IDM、光学模组、通讯产品集成三大业务板块。公司2020年收购全球知名半导体IDM龙头厂商安世半导体,2021年收购光学模组领域主流供应商得尔塔科技,已形成从半导体芯片设计、晶圆制造、封装测试,到光学模组、通讯终端、服务器、笔记本电脑、IoT、汽车电子产品研发制造于一体的全产业链布局。公司以多年专业经验铸就有利竞争优势,未来随着摄像头高端化、双摄、三摄等技术的创新,其将不断向手机、IoT、智能汽车等领域延伸,从而实现高速增长。高研发投入助力量产,新产品推出产能扩充。我们预计安世半导体的IGBT、中高压MOSFET、碳化硅等今年将逐步量产。安世在SiC项目的技术研发进展顺利,目前已经推出SiC二极管产品,公司预计SiCMOS管产品也将落地。此外,2020年闻泰科技与基本半导体开展战略合作,由闻泰科技领投,基本半导体完成数亿元人民币B轮融资,重点加强车规级碳化硅功率模块的研发和量产。我们看好闻泰发挥安世半导体的全球生产能力和闻泰现有的中国客户基础,2021-2023年,半导体和零部件(ODM和光学)业务收入分别有望实现年均36.5/14.7%快速增长,在我们的中性假设下,2025年营收相比2020年有望翻倍增长,逐渐成为“半导体+ODM(OriginalEquipmentManufacturer,原始设计制造商)+光学”的综合性科技企业。我们预计闻泰2021-2023年收入同比增长4.6/28.0/27.0%,归母净利润同比增长26.9/53.8/48.1%,对应EPS为2.46/3.78/5.60元。我们基于SOTP估值法,给予目标价165元和买入评级。(最新报告日期:2021-12-19)风险提示:行业景气度下行;产品拓展不及预期;下游需求不及预期的风险。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。38科技华润微(688396CH,买入,目标价:70.00元)公司是中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化运营能力的半导体企业,目前公司主营业务可分为产品与方案、制造与服务两大业务板块,产品聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域,为客户提供丰富的半导体产品与系统解决方案。公司产品设计自主、制造全程可控,在分立器件及集成电路领域均已具备较强的产品技术与制造工艺能力,形成了先进的特色工艺和系列化的产品线。SiCMOSFET新品推出,第三代半导体布局顺利。根据公司官网,公司于2021年12月17日宣布推出自主研发的1200VSiCMOSFET新品,是继2020年SiC二极管产品上市之后的又一突破。公司此次推出的SiCMOSFET具有栅氧可靠性好、高电流密度、高开关速度、工业级可靠性、导通电阻随温度变化小等优势,产品性能可对标国际一线品牌,可应用于新能源汽车OBC、充电桩、工业电源、光伏逆变器、风力发电等多个领域。目前公司SiCMOS产品正在积极导入客户,公司预计2022年内将形成量产销售。公司前瞻布局第三代半导体器件,产业化进展业内领先,未来有望在SiC产品细分市场占据有利地位。华润微公布业绩预告:预计4Q21归母净利润为5.25-5.49亿元,同比增长90-98%,中位数为5.37亿元,同比增长94%。4Q21扣非归母净利润为4.86-5.11亿元,同比增长93%-102%,中位数为4.99亿元,环比下降7%。公司四季度归母净利润预告符合我们此前预期(5.49亿元),主要受益于2021年功率半导体及代工行业高景气。我们对公司21-23年归母净利润预测22.33/23.50/24.75亿元,对应EPS1.69/1.78/1.87元,BPS9.71/11.42/13.22元,给予“买入”评级和目标价70.00元,基于2022年6.13倍PB,考虑到华润微功率半导体行业的龙头地位,高于2022年行业wind一致预期均值(6.01倍PB)。(最新报告日期:2022-1-21)风险提示:半导体行业进入下行周期的风险,新技术及产品研发不达预期的风险。斯达半导(603290CH,买入,目标价:458.65元)斯达半导成立于2005年,主营业务是以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产,并以IGBT模块形式对外实现销售。公司主要产品为功率半导体元器件,包括IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC等等,成功研发出的全系列IGBT芯片、FRD芯片和IGBT模块实现了进口替代。其中IGBT模块产品超过600种,电压等级涵盖100V~3300V,电流等级涵盖10A~3600A。产品已被成功应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风力发电、SVG、白色家电等领域。2021年,斯达半导体成为唯一一家进入全球IGBT模块市场前十的中国企业。项目定点优化产品结构,定增落地助力产能提升。根据公司官网,目前,公司车规级SiC模块已获得国内外多家车企和Tier1客户定点,截至2021年9月8日,公司车规级SiCMOSFET在手订单达3.43亿元;公司全碳化硅功率模组产业化项目已经开始建设并开始批量供货,公司预计2022年开始大批量供货。公司35亿元定增项目已发行完毕,公司将投入5亿建设SiC芯片研发及产业化项目,预计项目达成后将形成年产6万片6英寸SiC芯片的生产能力。斯达半导发布4Q21业绩预告:公司预计4Q21归母净利润为1.23-1.33亿元,同比增长165%-187%,环比增长10%-19%,扣非归母净利润为1.19-1.29亿元,同比增长198%-223%,环比增长8%-17%,公司四季度净利润超出我们预期(0.76亿),我们认为主要得益于:1)四季度IGBT行业景气度仍然较高,新能源汽车、光伏等行业强劲需求抵消了工控的季节性调整;2)公司新能源汽车等高毛利产品收入占比持续提升,带动盈利能力持续改善;3)公司模块封装产能持续提升。我们对公司2021/22/23年盈利预测为3.93/6.18/9.55亿元,对应EPS为2.30/3.62/5.60元,给予买入评级及目标价458.65元,基于2025年50倍远期PE折现。(最新报告日期:2022-1-27)风险提示:SiC产线不及预期,新能源汽车销量不及预期,IGBT竞争加剧。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。39科技其他器件/模块厂商包括:士兰微(600460CH)士兰微成立于1997年,是一家以IDM模式为主要发展模式的综合型半导体产品公司。公司经营范围是电子元器件、电子零部件及其他电子产品设计、制造、销售;机电产品进出口。主要产品包括集成电路、半导体分立器件、LED(发光二极管)产品等三大类。公司的技术与产品涵盖了消费类产品的众多领域,在多领域保持国内领先,如绿色电源芯片技术、MEMS传感器技术、LED照明和屏显技术、高压智能功率模块技术、第三代功率半导体器件技术、数字音视频技术等。2022年2月,士兰微发布公告,拟与大基金二期共同向士兰集科(12寸线)增资8.85亿。士兰集科(12英寸)1期产能已于21年底达4万片/月,本轮增资旨在加快士兰微12英寸2期产线建设,公司预计年底前12英寸总产能规模将达6万片/月。2021年,公司硅基GaN化合物功率半导体器件的研发持续推进,6寸SiC试产线已跑通,SiC二极管稳定出货。时代电气(688187CH)时代电气前身是创立于1959年的中车株洲电力机车研究所有限公司。2005年,中车株洲所、中车株机公司、中车实业、中车投资租赁及铁建装备共同发起设立南车时代电气,2006年港交所上市。2008年,公司收购英国DynexPower公司75%股权,正式进军功率半导体领域。2016年公司更名为中车时代电气,2021年公司在科创板成功上市。公司作为我国轨道交通行业具有领导地位的牵引变流系统供应商,具备研发、设计、制造、销售及服务的综合能力,产业涉及高铁、机车、城轨、轨道工程机械、通信信号、大功率半导体、传感器、海工装备、新能源汽车、环保、通用变频器等多个领域,业务遍及全球20多个国家和地区。根据公司科创板上市招股书,公司建有6英寸双极器件、8英寸IGBT和6英寸碳化硅的产业化基地,拥有芯片、模块、组件及应用的全套自主技术,除双极器件和IGBT器件在输配电、轨道交通、新能源等领域得到广泛应用外,公司的“高性能SiCSBD、MOSFET电力电子器件产品研制与应用验证”项目已通过科技成果鉴定,实现了高性能SiCSBD五个代表品种和SiCMOSFET三个代表品种,部分产品已得到应用。此外,公司继续开发650V-4500V等级的SiCSBD、SiCMOSFET芯片及耐高温的功率模块,并在轨道交通、新能源汽车、新能源装备等领域大批量应用,同时进一步加大市场开拓力度,提升市场份额和品牌影响力。宏微科技(688711CH)宏微科技成立于2006年,是国内领先的功率半导体设计企业。公司主要从事以IGBT、FRED为主的功率半导体芯片、单管、模块和电源模组的设计、研发、生产和销售,成功实现了IGBT、FRED等功率半导体器件(涵盖芯片、单管、模块及电源模组)的全产品链布局,性能与工艺处于行业先进水平。公司目前已成为国内少数具备功率半导体模块定制化能力的企业之一,具有较强自主知识产权的IGBT、FRED芯片设计能力,包括芯片版图设计和工艺设计、封装设计与制造、特性分析与可靠性试验、失效分析与应用研究等,并积累了大量的规模化生产和质量控制管理经验,产品质量和服务水平赢得了客户的广泛认可。积极布局第三代半导体,部分产品已稳定出货。根据公司官网,公司积极布局第三代半导体,目前已有部分碳化硅器件稳定出货,并积极下游客户共同开发高功率等级的碳化硅器件。根据公司官网,公司新型电力半导体器件产业基地项目已建成2条模块产线,产能不断爬坡,公司预计2022年上半年可以调试完成,2023年后逐步起量。此外,2022年3月11日,公司与重庆大学牵头制定的《碳化硅MOSFET开关运行条件下阈值稳定性测试方法》团体标准提案经审立项通过。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。40科技比亚迪半导体(未上市)比亚迪半导体成立于2004年,主要从事功率半导体、智能控制IC、智能传感器及光电半导体的研发、生产及销售,覆盖了对电、光、磁等信号的感应、处理及控制,产品市场应用前景广阔。自成立以来,公司以车规级半导体为核心,同步推动工业、家电、新能源、消费电子等领域的半导体发展。在汽车领域,公司已量产IGBT、SiC器件、IPM、MCU、CMOS图像传感器、电磁传感器、LED光源及显示等产品;在工业、家电、新能源、消费电子领域,公司已量产IGBT、IPM、MCU、CMOS图像传感器、嵌入式指纹传感器、电磁传感器、电源IC、LED照明及显示等产品。公司凭借长期的技术积累及市场验证积累了丰富的终端客户资源并与之建立了长期稳定的合作关系。已实现SiC模块在新能源高端车型的规模化应用。公司掌握车规级SiC芯片设计及工艺技术、车规级SiC驱动芯片及设计技术等核心技术。根据公司官网,在SiC器件领域,公司是全球首家、国内唯一实现SiC三相全桥模块在新能源汽车电机驱动控制器中大批量装车的功率半导体供应商,突破了高温封装材料、高寿命互连设计、高散热设计及车规级验证等技术难题,已实现SiC模块在新能源汽车高端车型电机驱动控制器中的规模化应用。公司的SiC单管则主要应用于新能源汽车的充电系统和DC-DC领域。泰科天润(未上市)泰科天润成立于2011年,是中国碳化硅功率器件产业化的倡导者之一。主要产品为碳化硅芯片和碳化硅功率器件,包含各种封装形式的碳化硅肖特基二极管、碳化硅MOSFET和碳化硅模块。作为国内碳化硅研发生产和平台服务型公司,公司产品线涉及基础核心技术产品、碳化硅成型产品以及多套行业解决方案。根据公司官网,目前,碳化硅器件650V/2A-100A,1200V/2A-50A,1700V/5A-50A,3300V/0.6A-50A等系列的产品已经投入批量生产,质量完全可以比肩国际同行业先进水平。产品已批量应用于光伏逆变器、充电桩、OBC、车载DC-DC、通信电源、高端服务器电源、工业电源、PC电源等领域。量产线进入生产状态,资本加持助力产业链协同。根据公司官网,公司在北京拥有一座完整的半导体工艺晶圆厂,可在4/6英寸SiC晶圆上实现半导体功率器件的制造工艺。2021年,位于湖南的6英寸碳化硅晶圆生产线通线,进入批量生产阶段,产品综合良率90%以上,已实现批量化出货,公司预计可实现年产6万片6英寸SiC功率芯片。2021年10月,公司宣布D轮融资获得SK海力士和元禾重元的联合助力,新进跟投方还包括遨问创投、TCL创投。本轮产业资本的加持将进一步贯通公司在碳化硅晶圆材料、器件批量化生产供货、下游规模化应用的全产业链链条协同,为实现更为广泛和更大规模的的市场应用提供核心支持。派恩杰(未上市)派恩杰半导体有限公司成立于2018年,是第三代半导体功率器件设计销售企业(Fabless模式),专注于碳化硅和氮化镓功率器件设计研发与产品销售。公司产品覆盖SiCSBD,SiCMOS以及GaNHEMT等,已被广泛应用于服务器及数据中心电源、新能源汽车、智能电网、5G物联网、工业电机、逆变器等场景、领域。公司产品远销亚洲、欧洲、北美,在海内外均有一线客户导入使用。派恩杰第三代功率半导体业务发展迅猛,根据公司官网,成立6个月即完成第一款可兼容驱动650VGaN功率器件。同年发布Gen3技术的1200VSiCMOS产品,技术指标国内领先。2020年,公司推出650V、1700VSiCMOS产品,完成三大产品系列布局。2021年,公司发布共计100余款不同型号功率器件,推出650V、1200VSiCSBD全阵容产品,进一步丰富了SiCMOS产品线。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。41科技飞锃半导体(未上市)飞锃半导体成立于2018年,专业从事碳化硅器件的研发、生产及销售,其产品主要为碳化硅二极管、碳化硅MOSFET、碳化硅模块。产品已通过国际标准ISO9001、AEC-Q101认证,性能、品质已达到行业领先水准,其下游应用广泛,在工业、消费和汽车领域均拥有众多行业客户。飞锃半导体碳化硅业务处于业内领先地位,拥有全6英寸生产线,产能充沛。根据公司官网,在碳化硅二极管生产上,公司采用ThinningTechnology工艺,拥有自主专利的JBS架构,是国内第一家在六寸碳化硅晶圆上制造1200VJBS二极管的厂商。2018年,公司完成了第一片SiCMOSFET工程样品,现已通过相关验证,实现初步量产;2020年,公司实现了GEN41200VSiC二极管的批量生产,全年总产量超过300万件。基本半导体(未上市)基本半导体成立于2016年,专业从事碳化硅功率器件的研发与产业化。公司研发覆盖碳化硅功率器件的材料制备、芯片设计、封装测试、驱动应用等全产业链,已推出通过AEC-Q101可靠性测试的碳化硅肖特基二极管、通过工业级可靠性测试的1200V碳化硅MOSFET以及汽车级全碳化硅功率模块等系列产品,产品广泛应用于新能源、电动汽车、智能电网、轨道交通、工业控制等领域。基本半导体碳化硅功率模块发展迅速。根据公司官网,2021年11月,公司发布汽车级全碳化硅MOSFET功率模块系列产品,全系列产品采用银烧结技术,综合性能达国际先进水平。2021年12月,公司国内第一条汽车级碳化硅功率模块专用产线正式开始运行,首批碳化硅模块产品产品成功下线。同时,在碳化硅功率器件方面,公司可为客户提供650V-10kV碳化硅二极管流片定制工艺服务,以及各类规格参数外延定制化服务,最大可达250微米。瞻芯电子(未上市)瞻芯电子是一家聚焦于碳化硅半导体领域的高科技芯片公司,2017年成立于上海自贸区临港新片区。公司以虚拟IDM模式与国内一线半导体行业的合作伙伴完成晶圆制造、芯片封装、模块封装、性能测试和可靠性测试等工作环节,为中国新能源产业提供整套SiC功率器件及驱动芯片解决方案。根据公司官网信息,瞻芯电子的碳化硅功率器件业务走在行业前列,是中国第一家掌握6英寸SiCMOSFET和SBD工艺,以及SiCMOSFET驱动芯片的公司。2018年4月,公司SiCMOSFET第一轮流片成功,制造出中国第一批国产6英寸SiCMOSFET晶圆。2019年9月,公司SiCMOSFET专用驱动芯片IVCR1401和SiMOSFET驱动芯片实现量产。2020年4月、9月,公司分别宣布SiCSBD、SiCMOSFET实现量产。瀚薪(未上市)瀚薪成立于2019年,主要致力于研发与生产第三代宽禁带半导体功率器件及功率模块,是国内一家能大规模量产车规级碳化硅MOS管、二极管的本土企业,其产品被大量国内外知名公司规模使用,涉及行业包括新能源车的OBC/DC-DC/充电桩、光伏逆变器、通信电源、高端服务器电源、储能、工业电源、高铁、航天工业等。瀚薪在碳化硅功率半导体领域深耕多年。根据公司官网,2014年,公司完成了650V/1200V全系列碳化硅肖特基二极管产品的车规认证和量产,其最大单管电流可达100A。2017年,公司650V/1200V全系列碳化硅MOS通过车规认证并实现量产,最低内阻可达20mΩ。现在公司的650V/1200V/1700V/3300V系列碳化硅二极管和MOS管均已实现规模量产,成功导入供应链。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。42科技设备厂商我们建议关注如下公司:北方华创(002371CH,买入,目标价:443.08元)北方华创成立于2001年,主要从事半导体基础产品的研发、生产、销售和技术服务。公司主要产品为电子工艺装备和电子元器件,是中国最大的电子装备生产基地和高端电子元器件制造基地。其中,公司电子工艺装备主要包括半导体装备、真空装备和锂电装备,电子元器件主要包括电阻、电容、晶体器件、微波组件、模块电源等,现已广泛应用于半导体、新能源、新材料及精密仪器仪表、自动控制等高精尖特种行业领域。根据公司历年年报,北方华创深耕于SiC晶体生长设备和技术领域,从2017年正式发布4英寸导电型SiC长晶设备解决方案并将首台设备推向市场以来,北方华创现已具备大尺寸、导电/高纯半绝缘型、粉料合成/晶体生长/晶锭热处理等多种技术路线的10余种设备机型。同时,刻蚀机、PVD、CVD、ALD、氧化/扩散炉、退火炉、清洗机等产品在集成电路及泛半导体领域均已实现量产应用。北方华创公布业绩预告:预计4Q21营收为23.05-47.28亿元,同比增长3.8-112.9%,中位数为35.16亿元,同比增长58.4%,4Q21归母净利润为2.81-5.50亿元,同比增长33.7-161.4%,中位数为4.16亿元,同比增长97.6%。公司四季度收入预告的中位数略超我们此前预期(30.77亿元),归母净利润明显超出我们此前预期(1.64亿元),我们认为半导体设备仍然是公司增长的主要驱动力,预计2021/22/23年收入为96.93/141.88/190.65亿元,归母净利润10.64/15.95/22.66亿元,给予“买入”评级及目标价443.08元,考虑到公司龙头地位,仍给予2022年16.42倍PS,高于行业均值14.86x。(最新报告日期:2022-1-17)风险提示:全球半导体设备进入下行周期的风险;设备研发不及预期的风险。华峰测控(688200CH,买入,目标价:625.00元)华峰测控成立于1993年,主营半导体自动化测试系统的研发、生产和销售,是国内最早进入半导体测试设备行业的企业之一,扎根行业近30年。公司目前已成长为国内最大的半导体测试系统本土供应商,也是为数不多进入国际封测市场供应商体系的中国半导体设备厂商。公司产品主要应用于模拟及混合信号类集成电路的测试,全球知名IDM企业、封测厂和芯片设计公司等。公司始终专注于半导体自动化测试系统领域,以其自主研发的产品实现了模拟及混合信号类集成电路自动化测试系统的进口替代。华峰测控积极布局GaN、SiC测试,积极发力以IGBT、GaN和SiC为主要应用的功率器件领域。GaN测试设备方面,根据公司2021年年报及官网,2020年10月,台积电首次直接向华峰测控采购GaN测试设备,其生产的快充芯片中80%由该设备测试,且此前多次通过供应链客户采购GaN测试设备。2020年公司车用IGBT/SiC功率模块测试设备开始获得订单,2021年研发出为客户提供的基于STS8200测试平台的PIM专用测试解决方案,针对用于大功率IGBT/SiC功率模块及KGD测试。华峰测控公布2021年年报,营收8.8亿元(yoy:+121%);归母净利润4.4亿元(yoy:+120%),分别低于我们预期9%/4%;扣非归母净利润4.3亿元(yoy:+193%),利润均略低于此前业绩预告中位数2%/2%,主因收入确认和短期供应链稳定度一定程度上限制了公司的业务发展。我们认为随着缺芯的改善,公司测试机将进一步实现份额提升。我们对公司2022/23/24年归母净利润预测为6.16/8.05/10.32亿元,对应EPS10.05/13.13/16.83元。参考可比公司Wind一致预期61.2X22EPE,考虑到后道设备工艺难度弱于部分前道设备且公司募投项目进展有所延迟,给予公司47.6X22年PE,目标价625元及买入评级。(最新报告日期:2022-2-27)风险提示:半导体行业下行;国产化进程不及预期;研发不达预期的风险。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。43科技其他设备公司包括:晶盛机电(300316CH)浙江晶盛机电股份有限公司创建于2006年12月,是国内领先的半导体材料装备和LED衬底材料制造的高新技术企业,公司是国内晶体硅生长设备龙头,下游产品涉及光伏、半导体、蓝宝石、碳化硅等行业。根据公司官网及历年年报,公司为国内较早布局碳化硅等第三代半导体材料设备的研发的厂商,2018年公司自研出6英寸碳化硅长晶炉,目前已实现销售并交付客户使用。2020年8月公司自研出6英寸碳化硅外延设备,兼容4英寸和6英寸碳化硅外延生长,为单片式设备,2021年通过客户验证。同时,2021年公司在6英寸碳化硅晶体生长、切片、抛光环节规划建立测试线。公司碳化硅衬底项目的晶体生长设备及核心加工设备均主要使用自研设备,公司掌握了一系列碳化硅衬底材料研发和制备的相关核心技术,在热场设计、热场仿真和工艺研发方面具有丰富的经验,公司碳化硅项目热场方案由公司进行设计,热场材料根据方案外购。根据公司2022非公开发行募集说明书,公司2022年3月在宁夏投资50亿建设碳化硅衬底晶片生产项目,项目分两期建设,公司计划一期于3月开工建设,投资总额33.6亿元,一期建成达产后,公司预计年产6英寸碳化硅晶片40万片。晶升装备(未上市)晶升装备成立于2012年,是一家专业的晶体生长设备提供商,目前已成功开发研制出具有自主知识产权、国内领先、国际先进的晶体生长设备,针对12英寸半导体单晶硅、砷化镓、碳化硅、大尺寸LED晶体等产品长晶提供解决方案。根据公司官网,公司的晶体生长设备业务在行业内占据优势,现已形成了年产600台各类型半导体单晶硅炉生的生产规模。公司2022年2月宣布“晶升能源设备生产基地”新项目总投资10亿元,建成后拟从事12英寸半导体硅片长晶炉生长设备及SiC半导体材料生长设备研发生产,公司预计于2023年竣工。此外,公司具有全球领先的晶体生长模拟分析技术,是世界上为数不多拥有独立对晶体生长进行模拟的设备制造公司。图表67:相关公司估值表(数据截至3月25日)代码公司交易货币评级目标价收盘价总市值PE(倍)PB(倍)PS(倍)ROE(%)(交易货币)(百万元)2022E2023E2022E2023E2022E2023E2022E2023E600703CH三安光电CNY--25.58114,581.5537.2627.903.373.056.865.379.2511.08688234CH天岳先进-UCNY--61.0726,242.45223.95156.835.555.3534.5724.662.663.74600745CH闻泰科技CNY买入165.0094.33117,567.0524.9616.843.192.721.461.1412.9915.23688396CH华润微CNY买入59.857.8076,301.3132.4730.914.503.856.875.9515.3914.75603290CH斯达半导CNY买入408.8391.9966,875.87108.2870.0022.9818.3325.2317.7124.6726.22600460CH士兰微CNY--53.5175,774.0050.6240.2610.068.187.625.9525.7820.83002371CH北方华创CNY买入300.39286.00150,384.1494.3966.3611.6710.1811.018.3912.9914.91300316CH晶盛机电CNY--59.8276,956.9232.9825.888.366.508.016.3426.5626.07688200CH华峰测控CNY买入445.51452.6627,761.0745.0434.488.696.9721.1115.7720.5622.33688711CH宏微科技CNY--107.0010,538.79106.2466.1913.3811.2213.509.1320.8224.82688187CH时代电气CNY--60.7266,828.8532.9527.932.622.424.954.348.098.71注:标公司数据为华泰预测,其余公司采用Wind一致预期数据资料来源:Wind,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。44科技图表68:提及公司概览公司名称彭博代码公司名称彭博代码WolfspeedWOLFUSX-fabXFABPAROHM6963JPDownCorning未上市II-VIIIVIUS世纪金光未上市昭和电工4004JP河北同光未上市三菱电机6503JP中电科材料未上市英飞凌IFXGR中科钢研未上市STSTMUS国宏中宇未上市安森美ONUS烁科晶体未上市三安光电600703CH河北同光未上市天岳先进688234CH天达晶阳未上市闻泰科技600745CH江苏晶能未上市华润微688396CH亮晶新材料未上市斯达半导603290CH优晶光电未上市士兰微600460CH中电化合物未上市北方华创002371CH露笑科技002617CH晶盛机电300316CH博蓝特未上市华峰测控688200CH东尼电子603595CH宏微科技688711CH科友半导体未上市时代电气688187CH中鸿新晶未上市瀚天天成未上市安徽徽芯未上市东莞天域未上市北电新材未上市泰科天润未上市南砂晶园未上市基本半导体未上市瀚天天成未上市富士电机6504JP派恩杰未上市东芝6502JP飞锃半导体未上市赛美控未上市瞻芯电子未上市Vincotech未上市瀚薪未上市天科合达未上市晶升装备未上市比亚迪半导体未上市SK海力士000660KS资料来源:彭博,华泰研究风险提示新能源汽车渗透率不及预期的风险。我们认为新能源汽车为SiC行业未来几年成长的核心驱动力,其中美国和中国市场为新能源汽车应用的主要市场,若新能源汽车渗透率不及预期,则SiC器件需求可能低于我们预期,造成行业市场规模增长不及预期的风险。SiC渗透率不及预期的风险。碳化硅下游核心应用领域包括新能源车、光伏、风电、工控、射频等领域,若碳化硅渗透率不及我们预期,比如在新能源汽车中主逆变器和OBC中渗透率增长不及我们预期,则可能造成行业市场规模增长不及预期及相关产业链公司业绩不及预期的风险。SiC成本下降速度不及预期的风险。SiC价格下降并逐步收窄和IGBT的价差是SiC能够大范围应用的核心假设之一,若SiC成本下降速度慢于我们的预期,则存在行业规模增长不及预期的风险。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。45科技免责声明分析师声明本人,黄乐平,兹证明本报告所表达的观点准确地反映了分析师对标的证券或发行人的个人意见;彼以往、现在或未来并无就其研究报告所提供的具体建议或所表迖的意见直接或间接收取任何报酬。一般声明及披露本报告由华泰证券股份有限公司(已具备中国证监会批准的证券投资咨询业务资格,以下简称“本公司”)制作。本报告所载资料是仅供接收人的严格保密资料。本报告仅供本公司及其客户和其关联机构使用。本公司不因接收人收到本报告而视其为客户。本报告基于本公司认为可靠的、已公开的信息编制,但本公司及其关联机构(以下统称为“华泰”)对该等信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告所载的意见、评估及预测仅反映报告发布当日的观点和判断。在不同时期,华泰可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。同时,本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会波动。以往表现并不能指引未来,未来回报并不能得到保证,并存在损失本金的可能。华泰不保证本报告所含信息保持在最新状态。华泰对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。本公司不是FINRA的注册会员,其研究分析师亦没有注册为FINRA的研究分析师/不具有FINRA分析师的注册资格。华泰力求报告内容客观、公正,但本报告所载的观点、结论和建议仅供参考,不构成购买或出售所述证券的要约或招揽。该等观点、建议并未考虑到个别投资者的具体投资目的、财务状况以及特定需求,在任何时候均不构成对客户私人投资建议。投资者应当充分考虑自身特定状况,并完整理解和使用本报告内容,不应视本报告为做出投资决策的唯一因素。对依据或者使用本报告所造成的一切后果,华泰及作者均不承担任何法律责任。任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。除非另行说明,本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现,过往的业绩表现不应作为日后回报的预示。华泰不承诺也不保证任何预示的回报会得以实现,分析中所做的预测可能是基于相应的假设,任何假设的变化可能会显著影响所预测的回报。华泰及作者在自身所知情的范围内,与本报告所指的证券或投资标的不存在法律禁止的利害关系。在法律许可的情况下,华泰可能会持有报告中提到的公司所发行的证券头寸并进行交易,为该公司提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务或向该公司招揽业务。华泰的销售人员、交易人员或其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。华泰没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。华泰的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。投资者应当考虑到华泰及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据。有关该方面的具体披露请参照本报告尾部。本报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布的机构或人员,也并非意图发送、发布给因可得到、使用本报告的行为而使华泰违反或受制于当地法律或监管规则的机构或人员。本报告版权仅为本公司所有。未经本公司书面许可,任何机构或个人不得以翻版、复制、发表、引用或再次分发他人(无论整份或部分)等任何形式侵犯本公司版权。如征得本公司同意进行引用、刊发的,需在允许的范围内使用,并需在使用前获取独立的法律意见,以确定该引用、刊发符合当地适用法规的要求,同时注明出处为“华泰证券研究所”,且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。本公司保留追究相关责任的权利。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服务标记及标记。中国香港本报告由华泰证券股份有限公司制作,在香港由华泰金融控股(香港)有限公司向符合《证券及期货条例》及其附属法律规定的机构投资者和专业投资者的客户进行分发。华泰金融控股(香港)有限公司受香港证券及期货事务监察委员会监管,是华泰国际金融控股有限公司的全资子公司,后者为华泰证券股份有限公司的全资子公司。在香港获得本报告的人员若有任何有关本报告的问题,请与华泰金融控股(香港)有限公司联系。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。46科技香港-重要监管披露华泰金融控股(香港)有限公司的雇员或其关联人士没有担任本报告中提及的公司或发行人的高级人员。北方华创(002371CH)、晶盛机电(300316CH):华泰金融控股(香港)有限公司、其子公司和/或其关联公司实益持有标的公司的市场资本值的1%或以上。有关重要的披露信息,请参华泰金融控股(香港)有限公司的网页https://www.htsc.com.hk/stock_disclosure其他信息请参见下方“美国-重要监管披露”。美国在美国本报告由华泰证券(美国)有限公司向符合美国监管规定的机构投资者进行发表与分发。华泰证券(美国)有限公司是美国注册经纪商和美国金融业监管局(FINRA)的注册会员。对于其在美国分发的研究报告,华泰证券(美国)有限公司根据《1934年证券交易法》(修订版)第15a-6条规定以及美国证券交易委员会人员解释,对本研究报告内容负责。华泰证券(美国)有限公司联营公司的分析师不具有美国金融监管(FINRA)分析师的注册资格,可能不属于华泰证券(美国)有限公司的关联人员,因此可能不受FINRA关于分析师与标的公司沟通、公开露面和所持交易证券的限制。华泰证券(美国)有限公司是华泰国际金融控股有限公司的全资子公司,后者为华泰证券股份有限公司的全资子公司。任何直接从华泰证券(美国)有限公司收到此报告并希望就本报告所述任何证券进行交易的人士,应通过华泰证券(美国)有限公司进行交易。美国-重要监管披露分析师黄乐平本人及相关人士并不担任本报告所提及的标的证券或发行人的高级人员、董事或顾问。分析师及相关人士与本报告所提及的标的证券或发行人并无任何相关财务利益。本披露中所提及的“相关人士”包括FINRA定义下分析师的家庭成员。分析师根据华泰证券的整体收入和盈利能力获得薪酬,包括源自公司投资银行业务的收入。闻泰科技(600745CH)、华润微(688396CH):华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司在本报告发布日之前的12个月内担任了标的证券公开发行或144A条款发行的经办人或联席经办人。闻泰科技(600745CH):华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司在本报告发布日之前12个月内曾向标的公司提供投资银行服务并收取报酬。北方华创(002371CH)、晶盛机电(300316CH):华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司实益持有标的公司某一类普通股证券的比例达1%或以上。华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司,及/或不时会以自身或代理形式向客户出售及购买华泰证券研究所覆盖公司的证券/衍生工具,包括股票及债券(包括衍生品)华泰证券研究所覆盖公司的证券/衍生工具,包括股票及债券(包括衍生品)。华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司,及/或其高级管理层、董事和雇员可能会持有本报告中所提到的任何证券(或任何相关投资)头寸,并可能不时进行增持或减持该证券(或投资)。因此,投资者应该意识到可能存在利益冲突。评级说明投资评级基于分析师对报告发布日后6至12个月内行业或公司回报潜力(含此期间的股息回报)相对基准表现的预期(A股市场基准为沪深300指数,香港市场基准为恒生指数,美国市场基准为标普500指数),具体如下:行业评级增持:预计行业股票指数超越基准中性:预计行业股票指数基本与基准持平减持:预计行业股票指数明显弱于基准公司评级买入:预计股价超越基准15%以上增持:预计股价超越基准5%~15%持有:预计股价相对基准波动在-15%~5%之间卖出:预计股价弱于基准15%以上暂停评级:已暂停评级、目标价及预测,以遵守适用法规及/或公司政策无评级:股票不在常规研究覆盖范围内。投资者不应期待华泰提供该等证券及/或公司相关的持续或补充信息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。47科技法律实体披露中国:华泰证券股份有限公司具有中国证监会核准的“证券投资咨询”业务资格,经营许可证编号为:91320000704041011J香港:华泰金融控股(香港)有限公司具有香港证监会核准的“就证券提供意见”业务资格,经营许可证编号为:AOK809美国:华泰证券(美国)有限公司为美国金融业监管局(FINRA)成员,具有在美国开展经纪交易商业务的资格,经营业务许可编号为:CRD#:298809/SEC#:8-70231华泰证券股份有限公司南京北京南京市建邺区江东中路228号华泰证券广场1号楼/邮政编码:210019北京市西城区太平桥大街丰盛胡同28号太平洋保险大厦A座18层/邮政编码:100032电话:862583389999/传真:862583387521电话:861063211166/传真:861063211275电子邮件:ht-rd@htsc.com电子邮件:ht-rd@htsc.com深圳上海深圳市福田区益田路5999号基金大厦10楼/邮政编码:518017上海市浦东新区东方路18号保利广场E栋23楼/邮政编码:200120电话:8675582493932/传真:8675582492062电话:862128972098/传真:862128972068电子邮件:ht-rd@htsc.com电子邮件:ht-rd@htsc.com华泰金融控股(香港)有限公司香港中环皇后大道中99号中环中心58楼5808-12室电话:+852-3658-6000/传真:+852-2169-0770电子邮件:research@htsc.comhttp://www.htsc.com.hk华泰证券(美国)有限公司美国纽约哈德逊城市广场10号41楼(纽约10001)电话:+212-763-8160/传真:+917-725-9702电子邮件:Huatai@htsc-us.comhttp://www.htsc-us.com©版权所有2022年华泰证券股份有限公司

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