请务必阅读正文之后的免责条款部分[Table_Main][Table_Title]产业研究月报2021.06.07，碳中和约束下的龙头企业选择[Table_Summary]电力：用电量和GDP强相关，仍为正增长。按照IEA指引测算，2025年光伏风电发电量占比超过25%，2030年光伏风电发电量占比近50%，对电网的运行造成了巨大的冲击，是否能实现的核心并不在于电站资产的运营和经济性，而在于电网的消纳和用电、发电、电网各个环节的储能配套。即便按照新增装机谨慎的配置20%的储能，2025年可以达到50GW的量级。与之相匹配的发电端、电网端、用电端的资本开支远超想象。水泥：工业过程排放占比60%，减排难度最高。以10-20年的周期来看，参考日本的水泥产业史，CR3达到70-80%的竞争格局。随着免费配额发放量的大幅缩水，企业碳排成本不断提升，以海螺和行业平均成本差距30-50元/吨作为公司长期盈利能力来实现行业的产能出清，仍有4亿左右的碳排放量需要CCUS来解决。同时，海螺也深耕水泥窑协同处置垃圾焚烧技术，成为水泥龙头加速减排的另一途径。钢铁：电炉替代高炉的核心在于废钢回收。以10年的设备折旧周期和20年的房屋折旧周期来看，累计废钢量的拐点是不是在2030年以前到来？更换电炉单设备投资仅为100元/吨，按照长达20-30年的设备替换周期（行业投资强度17.5亿元/年），电炉对于高炉的替代并不会给龙头企业带来过重负担。化工：碳排总量有限，但强度突出。发挥煤化工龙头长期积累的成本优势和工艺端的核心竞争力，更换碳排强度较低的天然气工艺路线，提升精细化工率都是减少国内化工碳排放强度的方式。碳中和约束下十年的产业投资机会。储能是解决电网消纳问题的必然选择。铁锂电池路线的成本大幅下降（设备、原料创新）、新能源车加速放量后动力电池的梯次利用于储能（回收、检测），BMS、EMS、逆变器都有着巨大的创新机会；工业电气化过程（包括钢铁改电炉、灵活电网系统重建、水泥有色化工节能减排设备再投入）催生设备端的机会，需要依靠电力设备和机械设备龙头的研发创新能力；工业过程减排主要通过CCUS来实现，其次为氢能。保守估计国内情况，水泥仍有4亿吨碳排、石化化工2-3亿吨碳排、天然气3.6亿吨碳排，合计10亿吨碳排要靠CCUS来实现中和。光伏锂电的产业历史值得所有涉及碳中和约束的行业学习。资本的协同和稳定的政策预期对于龙头企业和产业的发展来讲至关重要；技术路线之争的结果往往是优秀的产品性能而非当下的经济性；而资本的选择永远是更优秀的性能，不确定的只是爆发的时点。[Table_Author]产业研究中心作者：肖洁电话：021-38674660邮箱：xiaojie@gtjas.com资格证书编号：S0880513080002作者：鲍雁辛电话：0755-23976830邮箱：baoyanxin@gtjas.com资格证书编号：S0880513070005[Table_DocReport]往期回顾产业深度产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分2of31目录1.国内碳排放历史：化石能源占比高.....................................................51.1.八大行业占比90%..........................................................................51.2.化石能源的下游依然集中于钢铁水泥化工..................................52.减排路径推演和龙头战略选择.............................................................62.1.电力：用电量和GDP强相关，仍为正增长................................62.2.水泥：工业过程排放占比60%，减排难度最高..........................92.2.1.碳中和约束下水泥龙头的未来.............................................102.3.钢铁：电炉替代高炉的核心在于废钢回收................................102.3.1.碳中和约束下的钢铁龙头的未来..........................................112.4.电解铝：电气化程度高、减排路径清晰....................................122.5.化工：碳排总量有限，但强度突出............................................132.5.1.合成氨和甲醇合计约占总化工排放的50%.........................142.5.2.碳中和约束下的龙头万华化学.............................................162.5.3.提升精细化工率是减少碳排放强度的最佳方式.................163.碳中和约束下十年的产业投资机会（2020-2030年）.....................183.1.储能：解决电网消纳问题的必然选择........................................183.2.工业电气化：碳中和的必经之路................................................193.3.未来工业过程减排依靠CCUS....................................................204.讨论与借鉴...........................................................................................224.1.产业发展和企业的战略选择依赖于“政策机制的设计”............224.2.技术路线之争：选择优秀的性能而非当下的经济性................254.3.三代半导：资本选择更优秀的性能，不确定的只是时间........25wPtNpPyQwObRdNbRpNmMnPpOlOoOqOlOpPxO9PqRqPvPqRpRvPpNnN产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分3of31图表目录图1：八大行业2017年碳排放占比........................................................5图2：2018年煤炭下游消费结构（亿吨）...................................................6图3：2018年石油下游消费结构（亿吨）...................................................6图4：2018年天然气下游消费结构（亿立方米）.............................................6图5：中国分部门二氧化碳排放量（千吨）.................................................6图6：中国化石能源碳排放量（千吨）.....................................................6图7：美国GDP增速与用电量增速强相关...................................................7图8：日本GDP增速与用电量增速强相关...................................................7图9：IEA：2030年光伏、风电、电动车预测................................................8图10：电炉法生产粗钢占比依旧较低（千吨）.............................................11图11：美国粗钢产量回落30-40%（千公吨）...............................................12图12：日本粗钢产量高位震荡（千公吨）.................................................12图13：电解环节排放占比约79.4%（电解+阳极）...........................................12图14：全流程电力排放占比约63%........................................................12图15：中国铝电力环节排放量远高于世界其他地区.........................................13图16：化工二氧化碳排放以合成氨、甲醇为主.............................................14图17：冰箱冰柜占硬泡聚醚下游需求的一半以上..........................................16图18：万华乙烯一期石化产业链.........................................................16图19：新和成以丙酮产业链为根本的庞大生产链...........................................17图20：蛋氨酸产业化成功衍生了氢氰酸和光气产业链.......................................18图21：储能在电力系统中的具体应用场景.................................................19图22：电化学储能系统中，电池组成本占比最高...........................................19图23：历年电网投资额（亿元）.........................................................20图24：2020-2030年光电和风电发电量测算(亿度)..........................................20图25：未来电网持续投入在于解决新能源发电的间歇性.....................................20图26：工业生产过程中的碳减排路径.....................................................21图27：全球工业生产中碳减排路径（2020年20亿吨）......................................21图28：典型CCUS项目成本..............................................................21图29：欧盟碳排放交易每日碳交易价格（欧元/公吨）......................................22图30：主要国家碳税水平（美元/吨碳）..................................................22图31：中国新能源汽车补贴政策历程.....................................................23图32：宽禁带半导体的价格（以8英寸的硅晶片作参考）...................................29图33：从材料到器件再到系统，SiC节省的是重量、空间、电耗以及其他材料用量（如电容电阻）29图34：Rohm公司使用在赛车中逆变器的全SiC功率模块尺寸减小43%.........................30产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分4of31表1：钢铁水泥电解铝单位应收碳排放计算（模拟碳强度）..................................5表2：煤炭石油天然气的二氧化碳排放系数................................................6表3：美国和日本的GDP&用电量复合增速强相关............................................7表4：燃煤发电是燃气发电度电碳排放的两倍..............................................7表5：2030年中国碳达峰路径测算........................................................9表6：2020年水泥行业碳排放测算.......................................................10表7：2020年钢铁行业碳排放测算.......................................................11表8：电解铝二氧化碳排放测算.........................................................13表9：合成氨、甲醇、烯烃碳排放强度汇总表.............................................14表10：水煤浆与粉煤气工艺对比........................................................14表11：煤制甲醇公用工程二氧化碳排放测算..............................................15表12：煤制合成氨碳排放测算..........................................................15表13：主要乙烯制备工艺比较..........................................................15表14：新和成精细化工领域品类的拓展..................................................17表15：碳税、碳交易的优缺点比较......................................................22表16：光伏补贴主要事件及介绍........................................................23表17：部分光伏龙头历史融资对比......................................................24表18：隆基股份选择单晶路线..........................................................25表19：2020年第三代半导体一级市场融资概况............................................26产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分5of311.国内碳排放历史：化石能源占比高1.1.八大行业占比90%根据中国碳核算数据库，八大行业中，2017年二氧化碳排放量为93.39亿吨，碳排放占比分别为发电及供热（44%）、钢铁（18%）、建材（13%）、交运（含航空，8%）、化工（3%）、石化（2%）、有色（1%）、造纸（0.3%）。图1：八大行业2017年碳排放占比数据来源：CEADs、国泰君安证券研究表1：钢铁水泥电解铝单位应收碳排放计算（模拟碳强度）2019年二氧化碳排放量（亿吨）产量（万吨）单价（元/吨）2019年销售收入（万亿元）2019年利润（亿元）销售利润率单位营收排放二氧化碳（tCO2/万元）钢铁15.60996344285.694.271889.944.43%3.65水泥13.64233000569.001.011867.0018.49%13.50电解铝3.633513.0013960.000.49401.008.18%7.41数据来源：wind、国泰君安证券研究从终端消费角度来看，发电及供热约占40%，建材约占13%，钢铁约占18%，交运（含航空）约占8%，其他约占20%。从直接排放源角度来看，能源活动约占90%，其中，煤炭约占80%，石油约占15%，天然气约占5%；加工过程约占10%，其中，水泥约占75%，其他约占25%。1.2.化石能源的下游依然集中于钢铁水泥化工2018年，我国煤炭消费39亿吨，约70亿吨碳排放量。电力全年耗煤21亿吨左右，钢铁行业耗煤6.2亿吨，建材行业耗煤5亿吨，化工行业耗煤2.8亿吨。2018年，石油消费量约为6.1亿吨，约13亿吨碳排放量。其中成品油消产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分6of31费量约3.3亿吨，汽油消费量1.31亿吨，乘用车100%替换锂电带来3.8亿吨碳减排。石油化工消费2.8亿吨石油，换算碳排放量约3亿吨。2018年，天然气消费量达到2808亿立方米，约3.6亿吨碳排放量。表2：煤炭石油天然气的二氧化碳排放系数IPCC2006年碳排放系数（kgC/TJ）吨能源碳含量（kgC/t）（kgC/L）（kgC/m3）吨能源CO2排放量（tCO2/t）（tCO2/m3）（tCO2/千方）原煤25800539.981.98石油20000753.462.76天然气15300569.992.09数据来源：IPCC、国泰君安证券研究图2：2018年煤炭下游消费结构（亿吨）图3：2018年石油下游消费结构（亿吨）图4：2018年天然气下游消费结构（亿立方米）数据来源：中国能源发展报告2018、世界银行、国泰君安证券研究数据来源：中国能源发展报告2018、世界银行、国泰君安证券研究数据来源：中国能源发展报告2018、世界银行、国泰君安证券研究图5：中国分部门二氧化碳排放量（千吨）图6：中国化石能源碳排放量（千吨）数据来源：CEADs、国泰君安证券研究数据来源：CEADs、国泰君安证券研究2.减排路径推演和龙头战略选择2.1.电力：用电量和GDP强相关，仍为正增长电力碳排不但占比高，和钢铁、水泥、电解铝等重工业最大的不同在于，在2030年碳达峰之前，仍有年化个位数的增长。我们后面以2021-2025年复合增速5%，2026-2030年复合增速3%作为用电量的测算。产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分7of31美国和日本的GDP和用电量呈同向变化，有强相关性。我们将美国和日本的GDP和用电量按时间维度划分，每十年为一组，其复合增速之间呈强相关性，其中，美国的GDP和用电量的变化趋势基本相同。表3：美国和日本的GDP&用电量复合增速强相关指标名称美国GDP增速美国用电量增速日本GDP增速日本用电量增速1981-19907.66%3.11%11.88%4.04%1991-20005.57%2.39%5.03%2.23%2001-20103.90%0.81%1.81%1.09%2011-20194.05%0.04%-0.91%-1.76%数据来源：Wind、国泰君安证券研究图7：美国GDP增速与用电量增速强相关图8：日本GDP增速与用电量增速强相关数据来源：世界银行、EIA、国泰君安证券研究数据来源：世界银行、EIA、国泰君安证券研究燃煤发电的度电碳排放量是燃气发电的两倍。根据我们测算，燃煤发电的度电碳排放大约在0.91kgCO2/kwh，燃气发电的度电碳排放大约在0.46kgCO2/kwh。表4：燃煤发电是燃气发电度电碳排放的两倍能源消费量（亿吨）（亿立方米）发电量（亿千瓦时）碳排放系数2018年碳排放量（吨CO2）度电碳排放（kgCO2/kwh）燃煤发电21456481.9841.580.91燃气发电47021552.090.980.46数据来源：Wind、国泰君安证券研究按照IEA公布的《2050年净零排放：全球能源行业路线图》的指引，要求到2030年，全球太阳能光伏发电新增装机达到630GW，风力发电的年新增装机达到390GW，这是2020年创纪录新增装机数据的4倍。我们按照中国光伏/风电装机全球占比40%简单测算（252GW、156GW）产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分8of31图9：IEA：2030年光伏、风电、电动车预测数据来源：IEA《2050年净零排放：全球能源行业路线图》假设1：我们以2021-2025年复合增速5%，2026-2030年复合增速3%作为用电量的测算，2025年同比2020年累计新增发电量2万亿度电都需要由清洁能源来提供，约占全社会总发电量的20%以上。假设2：我们按照2030年光伏新增装机252GW倒算，2021-2030光伏新增装机的复合增速在17.56%，累计装机复合增速20.42%。（如果以更合理的制造业生产逻辑拟合，2021-2025年假设新增装机复合增速25%，2026-2030年新增装机复合增速依然有10%）；假设3：我们按照2030年风电新增装机156GW倒算，2021-2030年风电新增装机的复合增速在8.04%，累计装机复合增速17.54%；我们测算，2025年光伏风电发电量占比超过25%，2030年光伏风电发电量占比近50%，间歇性的电力供应占比达到25-30%，已经对电网的运行造成了巨大的冲击，是否能实现的核心并不在于电站资产的运营和经济性，而在于电网的消纳和用电、发电、电网各个环节的储能配套。即便按照新增装机谨慎的配置20%的储能，2025年可以达到50GW的量级。与之相匹配的发电端、电网端、用电端的资本开支远超想象。我们按照2030年全球新能源汽车5500万量（对应动力电池需求2500GW，不含换电）倒算，2021-2030年复合增速33.76%。（如果以更合理的制造业生产逻辑拟合，2021-2025年假设复合增速50%，2026-2030年复合增速依然有20%）；与之相匹配的电池的循环回收、梯次利用于储能的体量也可能远远超过50GW的量级。产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分9of31表5：2030年中国碳达峰路径测算国内光伏风电20202021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E10年复合增速光伏新增装机（GW）-线性5058.7869.1081.2395.49112.25131.96155.12182.35214.3725217.56%光伏新增装机（GW）-25%/10%5062.5078.1397.66122.07152.59167.85184.63203.09223.40245.74光伏累计装机（GW）-线性250308.78377.87459.10554.59666.84798.79953.9111361351160320.42%光伏累计装机（GW）-25%/10%250312.50390.63488.28610.35762.94930.791115.41318.51541.91787.7风电新增装机（GW）7277.7984.0490.8098.10105.98114.50123.70133.65144.391568.04%风电累计装机（GW）280357.79441.83532.63630.72736.70851.20974.911108.61253140917.54%全社会发电量（亿度）7417077878.581772858619015494662975021004271034401065431097392021-2025年为5%2026-2030年为3%光伏发电量（亿度）-25%/10%14213934.3849186147768496051171914043166001941322507风电发电量（亿度）41467456.309207.71110013144153531773920317231022611129363全球新能源车全球新能源汽车销量（万辆）-线性300401.28536.75717.95960.321284.51718.22298.23074.14111.9550033.76%全球新能源汽车销量（万辆）-50%/20%300450.00675.001012.51518.82278.12733.83280.53936.64723.95668.7动力电池装机量（GW)1362493.3数据来源：国泰君安证券研究2.2.水泥：工业过程排放占比60%，减排难度最高水泥虽然是碳排放大户，但是从具体碳排放看，生产过程中碳排放占总量的60%左右，剩下40%为燃煤消耗。水泥的生产过程为用天然的石灰石及粘土（碳酸钙、二氧化硅）煅烧成熟料（氧化钙），熟料加适量石膏共同磨细后，即成硅酸盐水泥（主要由CaO.SiO2.Al2O3和Fe2O3）。而其中的煅烧过程，石灰石变成氧化钙的同时，其中碳与氧气结合生成二氧化碳；生产1吨普通硅酸盐水泥熟料需要使用到1.47吨生石灰原材料，假设其中硅酸盐矿物占比68%计算（国家标准要求66%以上），即生成0.534吨CO2。由于目前石灰石作为低价、易采原料的不可替代性，生产过程中寻求替代品压缩碳排放非常困难。另外一方面水泥碳排放来自于生产过程中的煤炭消耗，行业标准一般生产1吨水泥需要消耗108kg的标煤，大约排放：10870004.1026.1044/120.98/1000000=0.291吨的二氧化碳。产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分10of31表6：2020年水泥行业碳排放测算2020年水泥熟料产量（亿吨）16单位水泥熟料生产煤耗（kgce/t）108标准煤二氧化碳排放系数2.69单位水泥熟料-燃料对应二氧化碳（吨）0.291单位水泥熟料消耗生石灰（吨）1.47生石灰硅酸盐占比0.68单位水泥熟料释放二氧化碳（吨）0.534单位水泥熟料二氧化碳总排放量（吨）0.82水泥行业二氧化碳总排放量（亿吨）13.2数据来源：国家统计局、国泰君安证券研究2.2.1.碳中和约束下水泥龙头的未来2018年，水泥熟料产能前三大企业，中国建材、海螺水泥、金隅冀东分别占全国水泥熟料总产能的19.75%、11.07%、5.26%，合计36%。我们假设以日本水泥产业史的发展作为2035年终局来测算，CR3达到70-80%的竞争格局，总量需求下滑一半，海螺、中国建材、金隅冀东几大龙头的产销量刚好维持不变。随着免费配额发放量的大幅缩水，企业碳排成本不断提升，以海螺和行业平均成本差距30-50元/吨作为公司长期盈利能力来实现行业的产能出清，仍有4亿左右的碳排放量需要CCUS来解决。同时，海螺也深耕水泥窑协同处置垃圾焚烧技术，成为水泥龙头加速减排的另一途径。日本水泥产销量在96年达到峰值9449.2万吨，此后逐年下降，10年产量仅为峰值的54.5%。但龙头间收购+去产能提升行业集中度，到1998年日本已经形成了CR3超过80%的竞争格局。此外，日本于1998年开始了第三轮去产能以保证水泥产能利用率：第三轮去产能主要由大企业带头开始，水泥窑容量从9700万吨降到5500万吨，同时，几家大企业在主动减少自己的国内产能，CR3在过去二十年内市场份额共计下降了3.21%。水泥厂从69个关停到19个，产能水平更是降到了6200万吨，成功的将水泥产能利用率保持在85%左右。整体来看，产能下滑程度基本与需求相匹配，这使得产能利用率得到了很好的控制。2.3.钢铁：电炉替代高炉的核心在于废钢回收我国钢铁行业以高炉炼铁-转炉炼钢的长流程为主，占整体粗钢产量的90%左右。从生产过程看，高炉炼铁过程是在高炉高温环境中，以焦炭（主要化学成分为C）为还原剂将铁矿石（以Fe2O3、Fe2O3·H2O为主）还原为铁元素并释放二氧化碳的过程。电弧炉炼钢以废钢为主要原料，因此除去所耗电力以及电炉中所需要的石墨电极，短流程并不会额外排放大量CO2。产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分11of31表7：2020年钢铁行业碳排放测算2019年2020年钢铁总产量（亿吨）9.9610.53高炉：单吨钢铁综合能耗（kgce/吨）569569单位标煤燃烧释放二氧化碳（吨/吨）2.492.49单吨钢铁非电能耗释放二氧化碳（吨/吨）1.41.4单吨钢铁耗电量（kWh/吨）474474度电排放二氧化碳（kg/kWh）0.790.79火力发电占比68.90%68.90%单吨钢铁电能消耗排放二氧化碳（吨/吨）0.30.3高炉吨钢排放二氧化碳（吨/吨）1.71.7电炉：天然气燃烧等二氧化碳排放（吨/吨）0.10.1单位钢铁耗电量（kWh/吨）500500电炉吨钢释放二氧化碳（吨/吨）0.40.4高炉比例90%90%电炉比例10%10%钢铁行业二氧化碳排放总量（亿吨）15.616.5数据来源：国家统计局、国泰君安证券研究图10：电炉法生产粗钢占比依旧较低（千吨）数据来源：国家统计局、国泰君安证券研究2.3.1.碳中和约束下的钢铁龙头的未来日本：不同于水泥行业1998-2010年，产销量下滑一半，2015年日本粗钢产量依然维持高位，且电炉占比不高，30%左右。美国：1973-2015，产销量大幅下滑30-40%，欧美电炉比例较高，超过80%。中国：以10年的设备折旧周期和20年的房屋折旧周期来看，累计废钢量的拐点是不是在2030年以前到来？那么电炉替代的核心在于“回收产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分12of31体系”的建立，以及下游家电、汽车、工业企业龙头的示范效应。我们按照钢铁长流程5000元/吨的投资强度测算，而更换电炉单设备投资仅为100元/吨，按照长达20-30年的设备替换周期，以及行业自然的衰减（假设2060年同比2020年产能下滑30%），平均每年的投资额度仅为17.5亿元，电炉对于高炉的替代并不会给龙头企业带来过重负担。图11：美国粗钢产量回落30-40%（千公吨）图12：日本粗钢产量高位震荡（千公吨）数据来源：国家统计局、国泰君安证券研究数据来源：国家统计局、国泰君安证券研究2.4.电解铝：电气化程度高、减排路径清晰电力为电解铝二氧化碳主要排放项：据IAI数据目前全球平均每生产一吨原铝，大约会排放16吨二氧化碳。其中铝土矿端约0.05吨，占比0.3%，主要系用电及热能释放；氧化铝端约3.1吨，占比19.6%，主要系热能释放过程排放；而电解环节排放最多为12.4吨（含电力+阳极），占比79.4%，且以电力排碳为主，约9.5吨占比约61.0%。若考虑全流程，则电力环节排放占比超50%达到63%左右（考虑铝土矿、氧化铝、电解铝及其他生产环节的总用电）。图13：电解环节排放占比约79.4%（电解+阳极）图14：全流程电力排放占比约63%数据来源：IAI，国泰君安期货，国泰君安证券研究数据来源：IAI，国泰君安期货，国泰君安证券研究火电占比较高，中国电解铝电力环节排放量远高于世界平均：国内铝行业电力能源结构严重依赖火电（占比85%左右）；而欧美铝厂的水电占比电力排放63%非CO2排放7%直接排放10%辅料排放4%热能排放13%运输排放3%铝生产过程中CO2排放来源及占比产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分13of31高达80%以上，其吨铝冶炼的电力碳排放量仅在2-3吨，远远低于中国的11.2吨。电解铝的减排路径非常清晰，以清洁能源替代火电即可，减排难度较低。表8：电解铝二氧化碳排放测算单位产品能耗单位能耗二氧化碳排放吨产品二氧化碳排放氧化铝单位kgce/tkgCO2/kgkgCO2燃料综合能耗4002.561024单位kWh/tkgCO2/kWhkgCO2电力2500.58145氧化铝合计1169电解铝单位kWh/tkgCO2/kWhkgCO2电力135000.587830电解铝合计7830全过程合计89992020年电解铝产量（万吨）37082020年二氧化碳总排放（亿吨）3.34数据来源：国家统计局、国泰君安证券研究图15：中国铝电力环节排放量远高于世界其他地区数据来源：Wind、国泰君安证券研究2.5.化工：碳排总量有限，但强度突出化工、石化合计碳排放占比4%，约4-5亿吨，和水泥、钢铁相比总排放量并不高。但化工由于产品线和工艺路线繁多，碳排放强度较高，且工业过程占比较高，电气化转换困难。尤其是煤化工碳排强度远远高于石油化工、天然气化工。产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分14of31图16：化工二氧化碳排放以合成氨、甲醇为主数据来源：国泰君安证券研究表9：合成氨、甲醇、烯烃碳排放强度汇总表产品路线工业过程（tCO2/t）燃烧过程（tCO2/t）总排放（tCO2/t）工业过程占比万元排放（tCO2/万元）合成氨煤4.221.836.0570%20.62气2.113.168%10.56甲醇煤2.131.783.9155%15.88气0.670.921.5942%6.46烯烃煤5.974.0610.0360%9.86油1.730.942.6765%2.62气0.950.941.8950%1.86数据来源：国泰君安证券研究2.5.1.合成氨和甲醇合计约占总化工排放的50%煤制甲醇以某年产能22.4万吨的化工厂为例，其燃料煤炭消耗为19.44万吨，单吨电力消耗0.21MWh，我们测算，燃烧过程的二氧化碳单吨排放为1.78吨。表10：水煤浆与粉煤气工艺对比华鲁恒升水煤浆气化炉氢气一氧化碳二氧化碳粗煤气（立方千米/小时）769639变换气（立方千米/小时）1195282粉煤气化炉（航天炉）粗煤气（立方千米/小时）11229434变换气（立方千米/小时）280126201数据来源：国泰君安证券研究产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分15of31表11：煤制甲醇公用工程二氧化碳排放测算产能（万吨/年）燃料煤消耗（万吨）煤炭排放系数燃烧产生二氧化碳（吨）单吨甲醇燃烧产生的二氧化碳（吨）单吨电力消耗（MWh）单吨甲醇电力产生的二氧化碳（吨）煤制甲醇燃烧过程二氧化碳（吨）22.419.441.936.941.650.210.131.78数据来源：国泰君安证券研究合成氨碳排放主要来源于过程、燃烧和用电层面。过程排放二氧化碳量为3.88吨二氧化碳/吨；燃烧排放为1.59吨二氧化碳/吨；用电过程排放为0.26吨二氧化碳/吨，合计5.73吨二氧化碳/吨合成氨。表12：煤制合成氨碳排放测算过程排放二氧化碳（tCO2/t）3.88燃烧排放燃料煤消耗（万吨）44.9产量（万吨）50单位产量燃料煤消耗（t/t）0.898燃料煤碳排放系数1.9单位产量碳排放（t/t）1.7062碳氧化率93%单位产量氧化后碳排放（t/t）1.59用电过程度电碳排放0.79用电量（kwh）217000000单吨电力碳排放0.26合计5.73数据来源：国泰君安证券研究以乙烯的三种工艺测算为例，天然气是碳排强度最低的路线，但与此同时，天然气（甲烷）以及其共生的乙烷、丙烷又是国内最为稀缺的资源。碳中和约束下的困局在于，如何实现“产业链能源供应安全”、“粮食安全”（煤制尿素）和“碳减排”之间的矛盾和再平衡。而煤化工龙头长期积累的成本优势和工艺端的核心竞争力如何更快地释放？表13：主要乙烯制备工艺比较煤制乙烯过程排放量（吨CO2/吨）单吨乙烯燃烧排放量（吨CO2/吨）单吨乙烯总排放量（吨CO2）2019年煤头产能占比2019年乙烯产量（万吨）煤头二氧化碳排放（万吨）5.9644.0610.0224.50%20525027.4石脑油裂解过程排放量（吨CO2/吨）单吨乙烯公用工程排放量（吨CO2/吨）单吨乙烯总排放量（吨CO2）2019年油头产能占比2019年乙烯产量（万吨）煤头二氧化碳排放（万吨）1.730.942.6773.10%20524000乙烷裂解制乙烯过程排放量（吨CO2/吨）单吨乙烯公用工程排放量（吨CO2/吨）单吨乙烯总排放量（吨CO2）2019年气头产能占比2019年乙烯产量（万吨）煤头二氧化碳排放（万吨）0.950.941.892.40%205293.数据来源：国泰君安证券研究产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分16of312.5.2.碳中和约束下的龙头万华化学性能优越的MDI产品：一直受成本制约的聚合MDI应用于建筑保温领域或有突破，很可能带来mdi新一轮的成长。石化产品路线的拓展选择碳排最小的路线。化工的过程排放控制，解决氢气的来源问题是核心。和其他制氢方式相比，轻烃裂解装置产生的氢气属于蓝氢，几乎不产生碳排放。2015年之后，万华的大石化项目陆续投产，PDH、大乙烯项目一期二期（分别投资168亿、200亿）。规划可降解塑料PBAT全产业链。四川眉州基地的10万吨BDO产能及配套的天然气制乙炔和甲醛产业链，为四川基地的6万吨PBAT项目做原料配套。图17：冰箱冰柜占硬泡聚醚下游需求的一半以上图18：万华乙烯一期石化产业链数据来源：：中国产业信息网，立木咨询、国泰君安证券研究数据来源：公司公告、国泰君安证券研究2.5.3.提升精细化工率是减少碳排放强度的最佳方式未来，全世界化学原料超过50%在中国生产，从最初的基础产品慢慢过渡到功能性产品，从化学的角度就是精细化工，这才是化工产业升级以及降低碳排的最佳方式。目前国内的精细化工率大概在30-40%，而海外大概在70%左右。精细化工的产业难点在于如何在10万个产品中不断地选出更适合企业发展的品类，龙头新和成已经走出了一条在精细化工领域不断复制的路径。产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分17of31图19：新和成以丙酮产业链为根本的庞大生产链资料来源：CNKI、公司官网表14：新和成精细化工领域品类的拓展业务板块产品目前产能（吨）预计新增产能（吨）当前市占率所属基地竞争对手7营养品VA（维生素A）1000022%上虞/新昌DSM（29%）、BASF（17%）、安迪苏（16%）、浙江医药（8%）、金达威（8%）VE（维生素E）20000山东营养品项目产能替换20%上虞/新昌浙江医药（20%）、DSM（合并能特科技后预计可以达到35%）、BASF（18%）VD3（维生素D3）200027%新昌花园生物、海盛化工、金达威虾青素50030%上虞DSM、威海利达生物科技、KIChemical（日本）生物素（VH）15029%上虞圣达生物、海嘉诺、浙江医药辅酶Q1015014%山东金达威、神舟生物、钟渊化学、丽珠制药、浙江医药蛋氨酸500002500003%山东赢创（32%）、安迪苏（25%）、诺伟司（17%）、住友（12%）、紫光（5%）三氯蔗糖6000山东金禾实业、英国泰来、康宝生化、山东中怡VB66000山东江西天新、广济药业、帝斯曼香精香料芳樟醇系列1000024%山东BASF（35%）、DSM（20%）、千禧年（15%）叶醇系列60030%山东薄荷醇10000二氢茉莉酮酸甲酯300020%山东芬美意、瑞翁、万香国际柠檬醛800013%山东BASF（80%）、可乐丽（7%）覆盆子酮90090%山东甲/乙基麦芽酚9000山东金禾实业（40%）、北京天利海（25%）、肇庆香料厂（15%）产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分18of31新材料聚苯硫醚（PPS）150001500010%上虞DIC、东丽集团、Fortron、重庆聚狮聚邻苯二甲酰胺（PPA）10009000上虞杜邦、赢创、帝斯曼、沙伯基础创新塑料数据来源：环评报告、公司官网、国泰君安证券研究图20：蛋氨酸产业化成功衍生了氢氰酸和光气产业链数据来源：国泰君安证券研究3.碳中和约束下十年的产业投资机会（2020-2030年）3.1.储能：解决电网消纳问题的必然选择历史上储能的产业规划的制定，路径依赖于成本下降的经济性。但在光伏风电发电量占比达到25-30%的零界上（2025），储能成为解决电网消纳问题的必然选择，经济性的考虑退居其次。电力是即发即用、无法直接储存的能源形态。从整个电力系统的角度看，储能的应用场景可分为发电侧储能、输配电侧储能和用电侧储能三大场景。其中，发电侧对储能的需求场景类型较多，包括电力调峰、辅助动态运行、系统调频、可再生能源并网等；输配电侧储能主要用于缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级等；用电侧储能主要用于电力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管理和提升供电可靠性等。产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分19of31图21：储能在电力系统中的具体应用场景数据来源：派能科技招股说明书、国泰君安证券研究电池组成本是电化学储能系统的主要初始成本。根据高工锂电数据，一套完整的电化学储能系统中，电池组成本占比最高达67%，其次为储能逆变器10%，电池管理系统和能量管理系统分别占比9%和2%。作为成本占比最高的电池环节，成本曲线的陡峭下滑的拐点可能在于新能源车的快速普及（2021-2025复合增速50%），带来动力电池的梯次利用于储能，由此衍生出来的动力电池回收、检测等产业链机会，同时，铁锂电池路线的成本在设备和原料创新端仍有大幅下降的空间。另外，储能系统里，BMS、EMS、逆变器都有着巨大的创新机会。图22：电化学储能系统中，电池组成本占比最高数据来源：高工锂电、国泰君安证券研究3.2.工业电气化：碳中和的必经之路工业电气化过程（包括钢铁改电炉、灵活电网系统重建、水泥有色化工节能减排设备再投入）催生设备端的机会，需要依靠电力设备和机械设备龙头的研发创新能力。产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分20of31图23：历年电网投资额（亿元）数据来源：国家电网、国泰君安证券研究图24：2020-2030年光电和风电发电量测算(亿度)数据来源：国泰君安证券研究图25：未来电网持续投入在于解决新能源发电的间歇性资料来源：国家电网《泛在电力物联网建设大纲》3.3.未来工业过程减排依靠CCUS工业过程的未来碳减排路径主要是通过CCUS的方式实现。根据IEA发布的《2050年净零排放：全球能源行业路线图》，化工、钢铁、水泥的减排方式主要是通过CCUS来实现，其次为氢能。根据预测，截止2020年，全球工业的碳排放量存在20亿吨。我们保守估计国内情况，实现碳中产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分21of31和，水泥仍有4亿吨碳排、石化化工2-3亿吨碳排、天然气3.6亿吨，合计10亿吨碳排要靠CCUS。图26：工业生产过程中的碳减排路径图27：全球工业生产中碳减排路径（2020年20亿吨）数据来源：IEA《2050年净零排放：全球能源行业路线图》数据来源：IEA《2050年净零排放：全球能源行业路线图》2019年中国共有18个捕集项目在运行，二氧化碳捕集量约170万吨/年；12个地质利用项目运行中，地质利用量约100万吨/年；化工利用量约25万吨/年、生物利用量约6万/年吨。在CCUS捕集、输送、利用与封存环节中，捕集是能耗和成本最高的环节。二氧化碳排放源可以划分为两类：一类是高浓度源（如煤化工、炼化厂、天然气净化厂等），另一类是低浓度源（如燃煤电厂、钢铁厂、水泥厂等）。高浓度源的捕集成本大大低于低浓度源。捕集环节：典型项目（低浓度燃煤电厂）的成本约在300-500元/吨；运输环节：罐车运输成本约为0.9-1.4元/吨/公里，管道运输成本约为0.9-1.4元/吨/公里；利用封存环节：驱油封存技术成本约在120-800元/吨，同时可以提高石油采收率。咸水层封存的成本约为249元/吨。图28：典型CCUS项目成本数据来源：中国碳捕集利用与封存技术发展路线图（2019版）产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分22of314.讨论与借鉴4.1.产业发展和企业的战略选择依赖于“政策机制的设计”将不同行业纳入同一碳交易市场是否合理？以水泥为例，60%的排放来源于过程排放，而未来解决大部分过程排放的方式大概率只有最高成本的CCUS；而同为碳排大户的火电，可以靠简单的新能源（光伏、风电）装机来替代，经济性已经体现。从制度设计上，碳税VS碳交易如何选择？由于增加了碳排放的成本，因此无论是碳税还是碳交易，都是有助于降低碳排放的。相对于碳税，碳交易的减排效果更确定；相比于碳市场，碳税机制的交易成本较小。图29：欧盟碳排放交易每日碳交易价格（欧元/公吨）图30：主要国家碳税水平（美元/吨碳）数据来源：ember-climate、国泰君安证券研究数据来源：Worldbank《StateandTrendsofCarbonPricing》表15：碳税、碳交易的优缺点比较碳交易碳税优点1）总量可控，碳减排效果确定2）可与国际碳交易市场接轨，形成全球碳减排协同效应1）依托现有税收体系，管理成本低2）有利于生产者形成稳定的价格预期，确定企业发展战略缺点1）存在高昂的管理，核查，监督成本2）对从业人员的素质、金融基础设施、金融风险管控有较高要求3）碳总量确定困难，碳市场无法入其发挥作用1）对总量没有直接作用，对3060目标规划作用不显著2）跨国碳税无法应用，全球化困难大适用范围电力、钢铁行业等碳排放大户建材、交通运输、化工等小微企业，零散终端消耗数据来源：ICAP、国泰君安证券研究参考光伏锂电的历史，是否需要补贴储能、CCUS，亦或者工业龙头的电气化改造？2000年，无锡尚德成立，2005年于纽约交易所上市。谁也没有想到20年的光伏历史是这样走过（转换效率的持续提升和产业链各个环节的持续成本下降，是光伏产业发展和技术进步的推动力），不要低估时间的力量和持续的创新。光伏是典型的重资产行业，加之技术迭代速度快，资本的协同和稳定的政策预期对于龙头企业和产业的发展来讲至关重要。优秀的隆基也是在2019年才实现了正向的现金流。隆基2012年在登陆A股之后，通过增产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分23of31发、可转债、配股、公司债、短融等多种融资方式，8年累计融资147亿元，是所有光伏行业上市公司中股权融资最多的公司，也是相对友好的融资环境给了龙头企业更为广阔的发展空间。表16：光伏补贴主要事件及介绍主要事件时间描述补贴支持：国家对三类资源区实行定额补贴2011年按光伏系统所发出的电量进行补贴，主要适用于分布式光伏发电系统。特点是自发自用，余电上网，即自发自用的光伏电量不做交易，国家按照自用电量给与补贴，富余上网电量除了电网企业支付的脱硫煤火电机组上网标杆电价外也享受国家的度电补贴。领跑者计划2015年1月8日“光伏领跑者计划”由国家能源局每年实行，旨在促进先进光伏技术产品应用和产业升级，加强光伏产品和工程质量管理。计划将通过建设先进技术光伏发电示范基地、新技术应用示范工程等方式实施。企业加入“光伏领跑者”其实得不到任何资金上的补贴，但就整个光伏产业而言，随着一些“领跑企业”成为业内标杆，将带动产业内的其它企业提升产品质量和转换效率，从而推动整个行业的良性竞争与发展。光伏扶贫2016年在2020年之前，在16个省的471个县的约3.5万个建档立卡贫困村，以整村推进的方式，保障200万建档立卡无劳动力贫困户每年每户增收3000元以上。根据国家能源局的规划，“十三五”时期，中国光伏扶贫工程总规模将达15吉瓦，按照每千瓦投入7000-8000元来计算，投资资金将高达1050-1200亿元。另外，地方政府的相关光伏扶贫政策也在持续落地。531新政2018年5月31日首先，暂不安排2018年普通光伏电站建设规模，仅安排1000万千瓦左右的分布式光伏建设规模。其次，由于并网规模大幅下降将直接影响到光伏组件的需求量，2018年下半年起，供应链价格大幅下滑，各环节均受到较大冲击。在这一轮洗牌中，具有技术和规模优势的大企业市占比进一步扩大，而优势不明显的企业尤其是中小企业则面临巨大的生存压力。平价上网2019年1月各地需开展不需要国家补贴的平价上网风电、光伏发电项目建设。将从降低非技术成本、保障消纳、绿证交易、降低输配电价及收费、市场化交易等多方位对光伏平价项目给予支持。数据来源：国家发改委、国泰君安证券研究图31：中国新能源汽车补贴政策历程数据来源：宁德时代招股说明书产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分24of31表17：部分光伏龙头历史融资对比年度融资方式募资总额(亿元)资金用途隆基2019年配股38.75--2018年短期融资券5.00--2017年可转债28.00--2016年定向增发29.80年产2GW高效单晶电池,组件项目2016年公司债10.00--2015年定向增发19.60年产2GW单晶硅棒、切片项目，西安隆基年产1.15GW切片项目,无锡隆基年产850MW切片项目2012年首发15.75银川隆基年产500MW单晶硅棒/片建设项目募资合计（亿元）146.90通威（2015注入光伏资产）2019年可转债50.00--2019年短期融资券25.00--2018年短期融资券40.00--2016年定向增发（配套融资）30.00光伏发电项目；发行股份购买通威集团；购买合肥通威100%股权；合肥通威二期2.3GW高效晶硅电池片项目,年产3.2GW高效晶体硅太阳能电池项目募资合计（亿元）145.00晶澳2008年增发配股10.03--2008年可转债49.50--2007年增发配股17.49--2007年首发15.58--募资合计（亿元）92.60晶科2019年可转债5.61--2017年增发配股4.29--2014年增发配股13.00--2014年可转债9.90--2011年可转债8.25--2010年增发配股8.32--2010年首发4.504500万美元用于扩大硅锭、硅晶片、太阳能电池、组件产能，500万美元用于研发投入募资合计（亿元）53.87阿斯特2014年增发配股6.60--2009年增发配股6.27--2008年增发配股7.85--2006年首发8.113,000万美元用于购买或预付太阳能电池和硅原材料;3500万美元用于向太阳能电池制造的扩展募资合计（亿元）28.83天合光能2014年可转债11.42--2014年企业债7.59--2010年增发配股10.56--2009年增发配股8.51--2008年增发配股7.06--2008年可转债17.03--2007年增发配股16.04--2006年首发6.88--募资合计（亿元）85.09产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分25of31数据来源：wind（汇率以2018年美元平均汇率6.6计算）4.2.技术路线之争：选择优秀的性能而非当下的经济性光伏锂电的历史值得所有涉及碳中和约束的行业学习。2012年，隆基坚定不移地选择成本更高地单晶路线，需要对抗的是整条产业链的阻挠。在单晶多晶技术路线之争时，看准行业的方向可能并不困难，但能够持续坚持战略选择，且在遇到下游组件厂商阻力之时，以极高的战略执行力将产业链拓展至下游单晶组件（2014），引领PERC技术成为主流，打败了历史上的“亚洲硅王”保利协鑫，完成了产业链一体化。表18：隆基股份选择单晶路线隆基股份2012年报在全球光伏产业发展初期，各种技术路线的发展前景充满不确定性，隆基股份对各种技术路线进行了缜密调研，深入对比分析了晶硅路线与薄膜路线、晶硅路线中的单晶路线与多晶路线，并研究了聚光电池技术路线发展前景、物理法多晶硅发展前景。经过充分地调研考察和分析，公司得出以下战略判断：晶硅路线是未来十年的主流光伏技术路线，相对薄膜路线具有投资成本低、产业基础稳定、产业化前景广阔等优势；单晶路线与多晶路线相比具备可持续发展优势，其生产工艺和技术门槛高，对区域布局要求高，高转化效率所带来的度电成本降低空间大；聚光电池技术路线和物理法多晶硅短期缺乏产业发展前景。在以上分析基础上，隆基股份将单晶路线作为长期发展的技术路线。同时，隆基股份对专业化与垂直一体化进行了比较，认为：光伏制造未来一定会迎来充分竞争时代，各环节的短缺现象不可持续，上下游的交易成本在成本中所占比重较低，多领域投资和垂直一体化模式对企业资源能力和风险承担能力要求偏高，鉴于这些分析基础，隆基股份在主要光伏企业进行垂直一体化扩张时仍坚持专业化战略定位，取得了单晶领域技术、成本等多方面的领先优势。隆基股份2013年报目前国内光伏应用市场以多晶产品为主，单晶产品的份额不足10%，单晶价值没有得到充分认可，主要原因在于渠道不畅，销售推动力不足。在通往电站的渠道中，组件制造商占据主导地位，其对单晶、多晶的选择推广尤为重要。在光伏产品供应不足的时期（2005—2008年，2010—2011年），多晶产品因为工艺简单，产能快速扩张，国内主流电池组件企业均是多晶为主的一体化企业。目前国外光伏应用市场单晶产品比例明显高于国内市场。2013年中国硅片出口共16.94亿美元，其中单晶硅片出口7.05亿美元，占总出口额的41.6%。国外成熟市场光伏制造及应用市场单晶比例提升趋势明显。隆基股份2014年报集中优势资源持续打造成本优势与规模优势型企业。公司依托雄厚的科研实力和精细化管控手段，按计划顺利导入各项专利技术成果，产品品质提升与成本降低的成绩显著。报告期内，研发投入2.54亿元，比2013年增长62.80%。多次拉晶技术、金刚线切割技术、细线化和薄片化等技术的应用使公司的非硅成本同比降低12.79%，形成了明显的成本优势。产业链整合与新业务的培育取得实质性进展，有望成为新的利润增长点。2014年公司启动产业链整合，收购了浙江乐叶光伏科技有限公司，将产业链拓展至组件业务。数据来源：隆基股份年报、国泰君安证券研究动力电池领域，宁德选择高能量密度和高功率密度的三元而非更稳定地铁锂，以及恩捷选择更高能量密度但资本开支强度更大的湿法。龙头的技术路线之争往往不拘泥于当下的性价比和技术突破的困难，更在于长周期的产品性能的领先。4.3.三代半导：资本选择更优秀的性能，不确定的只是时间第三代半导体在高功率领域的应用成为2020年一级市场最为热门的投资方向。表面催化剂在于特斯拉使用碳化硅替代IGBT，深究其原因，在于材料端更优秀的性能，带来5-10年后产品在节能降耗层面的性价比，产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分26of31同目前的碳中和约束下的产业选择有异曲同工之妙。表19：2020年第三代半导体一级市场融资概况项目名称业务简介机构方数量融资总额上海瀚薪科技半导体碳化硅技术与产品研发商上海瀚薪科技是一家半导体碳化硅技术与产品研发商，专注于第三代宽禁带半导体功率器件及功率模块研发生产，提供碳化硅二极管、宽能隙功率模组、MOS管等产品，服务于充电桩、光伏逆变器、通信电源、高端服务器电源、储能、工业电源、高铁、航天工业等领域。9-铭镓半导体半导体氧化镓材料开发商北京铭镓半导体有限公司是国内率先专业从事第四代（超宽禁带）半导体氧化镓材料开发及应用产业化的高科技公司。2020年11月20日，注资1000万元成立。铭镓半导体致力于研发和生产基于新型超宽禁带半导体材料氧化镓的高质量单晶与外延衬底、高灵敏度日盲紫外探测器件、高频大功率器件等。经过探索和努力，初步完成氧化单晶衬底、氧化镓异质/同质外延衬底生产和研发平台的构建。申请20余项专利，为全国100多家从事氧化镓后端器件开发的研究机构和企业客户提供上游材料保障，急速推进和增强我国在第四代半导体材料的国际产业地位和核心竞争力。3-聚力成GaN半导体材料制造商聚力成是一家GaN半导体材料制造商，基于GaN核心技术，开发硅基氮化镓（GaN-on-Si）外延片、碳化硅基氮化镓（GaN-on-SiC）外延片、GaN功率器件等材料，广泛应用于消费、汽车、工具中心和工业领域。2-氮矽科技氮化镓研发商成都氮矽科技有限公司是一家中外合资企业。旨在实现中国第三代半导体氮化镓（GaN）在电力电子领域的高速发展。将通过国内首款独立研发与制作的GaNPowerIC实现氮化镓在电力电子领域的革命。2600.00万人民币紫硅半导体碳化硅外延晶片供应商厦门紫硅半导体科技有限公司从事第三代半导体碳化硅外延片及相关设备的研发、生产和销售，致力于成为全球主要的碳化硅外延晶片供应商之一，以先进的碳化硅外延生长和设备技术为客户提供优良产品和服务。2-苏州纳维氮化镓衬底晶片研发商苏州纳维科技有限公司是氮化镓衬底晶片研发商，该公司的产主要包括2英寸氮化镓自支撑晶片、定制尺寸氮化镓自支撑晶片、非极性半极性氮化镓自支撑衬底、氮化铝厚膜晶片等，可应用于半导体、激光器等相关领域。73500.00万人民币瀚天天成碳化硅外延晶片研发商瀚天天成电子科技（厦门）有限公司是一家集研发、生产、销售碳化硅外延晶片的中美合资高新技术企业。公司于2011年3月在厦门火炬高新区正式成立，已在厦门火炬高新区（翔安）产业区建成现代化生产厂房，含百级超净车间、检测、动力及辅助设施等。公司引进德国Aixtron公司制造的全球先进的碳化硅外延晶片生长炉和各种进口高端检测设备，形成了完整的碳化硅外延晶片生产线。公司已获得ISO9001、ISO14001、OHSAS18001管理体系认证证书。8-产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分27of31森尼克化合物半导体IDM服务商森尼克是壹家世界领先化合物半导体IDM公司，专注化合物半导体材料、锑化铟单晶材料、高灵敏度霍尔芯片及光、磁传感器的研发、生产、销售。7-世纪金光半导体材料及器件研发平台北京世纪金光半导体有限公司前身为中原半导体研究所。公司主营宽禁带半导体晶体材料、外延和器件的研发与生产。是国家级高新技术企业、中国宽禁带功率半导体产业联盟理事单位、中国半导体材料协会会员单位。5-百识电子科技第三代宽禁带半导体产业研发商南京百识电子科技有限公司专注第三代宽禁带半导体产业。百识电子科技成立于2019年8月，生产碳化硅及氮化镓相关外延片，包含GaNonSilicon、GaNonSic以及SiConSiC，涵盖功率以及射频微波等应用。核心团队来自亚洲现有第三代半导体外延片领先的供货商，熟悉市场及客户不同产品需求与痛点，产业上游供应链及下游客户渠道畅通，实际量产经验超过5万片晶圆。71.60亿人民币能讯半导体半导体材料与器件开发能讯半导体采用了整合设计与制造（IDM）的商业模式，率先在中国开展了第三代半导体氮化镓高能效功率半导体材料与器件的研发与产业化，其产品应用涵括了射频电子和电力电子两大领域。16-泰科天润碳化硅功率器件制造商泰科天润半导体科技（北京）有限公司，是国内首家致力于第三代半导体“碳化硅”电力电子器件及产品解决方案的领军企业，公司的业务包括碳化硅生产、碳化硅器件研发制造及提供相关技术服务等，产品包括碳化硅肖特基二极管、充电桩电源模块等，可应用于新能源汽车、电脑等领域。12-山东天岳半导体碳化硅材料制造商山东天岳是一家半导体碳化硅材料制造商，主要产品有4H-导电型碳化硅衬底材料、6英寸-导电型碳化硅衬底材料、4英寸高纯半绝缘衬底材料等，产品具有耐高压耐高频特点，可广泛应用于大功率高频电子器件、半导体发光二极管、通讯、物流网等领域。25-天科合达第三代半导体碳化硅晶片研发生产商天科合达是一家主要从事第三代半导体碳化硅晶片的研发、生产和销售的高新技术企业，天科合达针对微电子、光电子等半导体市场需要，重点开发了第三代半导体碳化硅晶体生长及加工技术，主要产品为导电型碳化硅晶体及晶片、半绝缘型碳化硅晶体及晶片。95.97亿人民币派恩杰功率半导体器件生产销售商派恩杰半导体（杭州）有限公司（以下简称“派恩杰”）是第三代半导体功率器件设计公司，杭州市萧山区5G创新谷。以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体器件是电力电子领域革命性的成果。其广泛应用于新31100.00万人民币产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分28of31能源、智能电网、物联网、电力电子等领域。派恩杰产品有碳化硅MOSFET，碳化硅二极管；氮化镓晶体管等，致力于碳化硅与氮化镓功率器件的研发迭代与量产转化，联合代工厂实现开模量产与技术升级，填补国内技术产业空白。CGD半导体晶体制造商CambridgeGaNDevices是一家半导体晶体制造商。CGD是为了探索和开发电力电子领域的许多独特机会，这是由于该团队将氮化镓专有应用到基于硅的半导体晶体管制造工艺中而得以实现的。众所周知，硅晶体管具有最高的效率，因此CGD的电源设计工程师开发了一系列氮化镓晶体管，它们的速度比现有硅等效产品快100倍以上，功耗降低5至10倍且小4倍。在日益数字化的世界中，这些晶体管的潜在应用范围和可能性几乎是无限的。86690.00万人民币江苏能华功率器件系统制造商江苏能华的"科能芯"系列由在氮化镓功率外延片、器件设计、工艺流程及封装技术领域有着卓越专业贡献一批同路人开创的，它还拥有世界最顶端水平的氮化镓功率器件系统的研发、生产能力以及制造工艺。的"科能芯"系列由在氮化镓功率外延片、器件设计、工艺流程及封装技术领域有着卓越专业贡献一批同路人开创的，它还拥有世界最顶端水平的氮化镓功率器件系统的研发、生产能力以及制造工艺。15-优镓科技5G通信氮化镓功放芯片研发商优镓科技是一家专注于高性能射频氮化镓功率放大器的芯片设计公司，优镓科技以全球领先的射频功放芯片设计技术为依托，结合国内无线通信行业蓬勃发展的大环境，使用先进第三代半导体氮化镓（GaN）材料，致力于自主研发应用于5G基站及下一代无线通信基础设施的射频芯片。82200.00万人民币镓华微电子半导体GaN功率器件研发商镓华微电子是一家半导体GaN功率器件研发商，专注于第三代宽禁带半导体GaN功率器件研发制造，提供氮化镓功率器件设计测试等一站式服务。2-基本半导体碳化硅功率器件研发商深圳基本半导体有限公司（BASiCSemiconductorLtd.）致力于碳化硅功率器件的研发与产业化。基本半导体建立了一支国际一流的研发和产业化创新团队，对碳化硅器件的材料制备、芯片设计、制造工艺、封装测试等各方面进行研发，覆盖产业链各个环节。161.31亿人民币超芯星第三代半导体研发商超芯星是一家第三代半导体研发商，致力于6英寸碳化硅衬底的研发与产业化，碳化硅可广泛应用于5G通讯、航空航天、轨道交通、电动汽车、光伏储能、风力发电、智能电网、高压输配电和电能变换、电机控制、节能建筑等重要国防和民用领域，是推动战略性新兴产业的重要支撑。3-数据来源：国泰君安证券研究具体来看，GaN-on-Si价格是Si的2倍左右，SiC价格是Si的7倍左右，产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分29of31GaN-on-GaN价格是Si的70倍左右。单从材料本身，我们认为SiC和GaN由于工艺的复杂性，比Si不太可能有成本优势，即便随着技术的进步和规模化生产，我们认为5年内，材料端成本下降幅度可能只有30-50%，以SiC为例，依然是Si价格的3倍左右。图32：宽禁带半导体的价格（以8英寸的硅晶片作参考）资料来源：YOLE基于第三代半导体的高性能指标，我们认为在高功率器件和高频率器件下游领域的推广，不单纯基于材料本身的价格优势，更多在于器件和系统的价格以及使用成本。按照英飞凌报告中展示的，2018年125kw功率的SiC系统重量只有77kg，比2008年同等功率的1129kg，重量下降了93%，期间节省的材料成本（包括电容电阻等）和系统运行后的能耗都将大幅下降。图33：从材料到器件再到系统，SiC节省的是重量、空间、电耗以及其他材料用量（如电容电阻）资料来源：Infineon、国泰君安证券研究Rohm公司2017年提供给国际汽联E级方程式锦标赛中赛车的逆变器，产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分30of31使用全功率SiC电源模组，其封装尺寸明显小于Si模组，约43%，重量减轻6kg，同时开关损耗降低75%。图34：Rohm公司使用在赛车中逆变器的全SiC功率模块尺寸减小43%资料来源：Rohm、国泰君安证券研究以5年的维度来看整条产业链，第三代半导体器件和系统的成本（包括运行费用），比Si器件和系统将会具备性价比优势，从而快速地推动行业的发展。如果目前功率器件中硅基芯片的成本占比在30%左右，我们猜想未来完全替换为碳化硅之后，芯片在系统中的成本占比很可能提升到70-80%，与之相伴随的材料占比也会大幅提升。对于材料企业而言，核心能力除了技术之外，更在于下游的技术服务能力，是否可以同下游器件、系统的优秀企业绑定，共同推进终端的产业化和信价比。我们关注，第三代半导体的器件和系统龙头是否具备核心竞争力，像光伏和锂电的隆基、宁德一样，给整个产业链带来活力。产业深度请务必阅读正文之后的免责条款部分31of31本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格分析师声明作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。免责声明