碳化硅国证券研究报告摘要

碳化硅研究报告摘要
1、碳化硅是功率器件材料端的技术演进
碳化硅（SiC）器件作为功率器件材料端的技术迭代产品出现，应用于新能源汽车、光伏、工控等领域，在电力电子设备中实现对电能的高效管理。以逆变器为例，碳化硅模块代替硅基 IGBT 后，逆变器输出功率可增至硅基系统的 2.5 倍，体积缩小 1.5倍，功率密度为原有 3.6 倍，最终实现系统成本整体降低。
与 Si 相比，SiC 在耐高压、耐高温、高频等方面具备碾压优势，是材料
端革命性的突破。SiC 击穿场强是 Si 的 10 倍，这意味着同样电压等级的 SiCMOSFET 外延层厚度只需要 Si 的十分之一，对应漂移区阻抗大大降低；且 SiC禁带宽度是 Si 的 3 倍，导电能力更强。同时，SiC 热导率及熔点非常高，是Si 的 2-3 倍。此外，SiC 电子饱和速度是 Si 的 2-3 倍，能够实现 10 倍的工作频率。
2、碳化硅技术壁垒高，技术演进空间大
碳化硅长晶速度慢，每小时仅生长 0.2-0.3mm，且晶棒切割难度大
3、根据 Yolé预测，碳化硅器件市场将从 2019 年 5 亿美元增至 2025 年 25亿美元，复合增速达 30%。其中，新能源汽车作为主驱动力，从 2019年 2.25 亿增至 2025 年 15 亿美元，占整个市场 60%，对应复合增速 38%。随着快充需求增加，电动汽车逐步向 800V 架构过渡，碳化硅渗透加速。目前，国内企业在衬底端已有开始占据少量份额，器件端仍属发展早期
4、国内 SiC 产业链上市或 IPO 阶段相关公司天岳先进（衬底）、凤凰光
学（外延）、斯达半导（器件）、比亚迪半导体（器件）、中车时代电气（器
件）、华润微（器件）等
5、Wolfspeed 是全球首家突破 8 英寸碳化硅量产技术的公司。与硅基半导体器件不同，碳化硅产业链价值量集中于上游且进入壁垒最高，产能缺口最大。由于碳化硅晶棒生长速度慢且难度大，其器件制造成本中衬底成本占比近 46%，外延成本占比近 23%。因此，在衬底环节拥有最先进技术及产能的公司将拥有产业链话语权。目前，全球头部厂商产能集中于 6 英寸及以下晶圆，公司是首家在 8 英寸碳化硅晶圆量产技术上实现突破的公司，并建设了全球首家 8 英寸碳化硅晶圆厂
6、ST 意法半导体、罗姆、II-VI 等均对6-8 英寸产能进行扩产布局，未来达产后将与 Wolfspeed 形成竞争。
7、我国碳化硅产业链，参与公司主要可分为几大类以三安光电为代表的化
合物半导体公司，华润微为代表的功率器件制造公司，斯达半导为代表的功率器件设计公司，中电科及中科钢研两大体系，天科合达、山东天岳、泰科天润等碳化硅公司，以及中车时代电气、比亚迪、华为等终端厂商。