碳化硅学研

碳化硅是第三代半导体材料，作为宽禁带半导体材料的一种，与硅的主要差别在禁带宽度上，这让同性能的碳化硅器件尺寸缩小到硅基的十分之一，能量损失减少了四分之三，成为制备高压及高频器件新的衬底材料。

碳化硅器件具备广阔的应用领域和市场空间，未来几年市场规模年化复合增速约 30%，乐观预计复合增速达35%，未来1~2恰处于爆兵期。

这里先引入一个区分，碳化硅衬底分为导电型与半绝缘型。通过在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层，制得碳化硅同质外延片，可进一步制成肖特基二极管、MOSFET、IGBT 等功率器件，主要应用领域包括电动汽车、光伏、轨道交通、智能电网等。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，可进一步制成微波射频器件，主要应用在通讯等领域。

之所以要做这个区分，是因为我们主要关注导电型碳化硅方向，契合新能车和新能源赛道。换句话说，导电型碳化硅作为功率器件既能享受赛道成长红利，还有上述领域降低能耗、提升效率需求的额外空间，真正的“半导体等成长消纳估值，三代估值优先”。

接下来进入正题。

碳化硅产业链大致包括衬底、外延、器件、终端应用4个环节。目前产业链的价值集中于衬底和外延部分，前端两部分约占碳化硅器件成本的 47%、23%，后端（器件的设计、制造、封测）环节占 30%。

碳化硅衬底指生产碳化硅晶片环节，衬底制备工序为高纯碳/硅粉合成高纯碳化硅粉——碳化硅晶锭生长——晶棒加工——晶片切割——研磨、抛光、清洗，最后得到碳化硅衬底。而碳化硅外延是指在碳化硅衬底上生长一层有一定要求的单晶薄膜（外延层）碳化硅片。

当前的共识是衬底产能成为限制产业发展的关键瓶颈。

所以我们不讨论研究被聊透的碳粉、器件制造环节，只讨论衬底和外延环节。

本文先讲衬底。

目前国内衬底的主要玩家为天岳先进、天科合达、露笑半导体、同光等。

天岳先进主要产品是半绝缘型，占营收90%以上，2020年天岳先进的半绝缘型碳化硅衬底市占率达30%，与科锐、26公司不相上下，其产品主要是 4 英寸半绝缘型碳化硅衬底，6 英寸半绝缘型和 6 英寸导电型衬底已形成小批量销售。产能方面，天岳先进有山东济南、济宁两个碳化硅衬底生产基地，2021年天岳先进衬底销售5.7万片，收入3.87亿；公开募投6英寸项目在上海，投资25亿，分三期，预计22年3季度首期量产，26年100%达产，可年产30万片导电型。

天科合达相关披露息较少，据网络公开资料，2018年天科合达的导电型衬底市场份额仅有1.7%，排名全球第六、国内第一。产能方面，2019年天科合达衬底销售收入7440万，参照天岳先进产品均价计算，估计衬底销售1万片左右。其募投的6英寸衬底产业化项目计划于2022年6月完工投产，投资9.5亿，建成后可年产碳化硅衬底12万片，其中6英寸导电型8.2万片，6英寸半绝缘型约为3.8万片。

露笑半导体募投的合肥产业化项目将分三期建设，其中第一期预计投资21亿元，建成达产后，可形成年产24万片导电型碳化硅衬底片和5万片外延片的生产能力，一期20年11月底开始动工建设，现已形成15万片6英寸导电型碳化硅衬底片生产线。三期共投资100亿，达产后将形成年产49万片衬底和25万片外延生产能力。

同光半导体年产10万片衬底项目，投资9.5亿，21年月已经达产，从网络公开资料看，主要是4英寸为主。6英寸产业化项目于21年11月份通过审批，项目一期共投资3000万元，目前已经投产，企业正在筹备建设二期项目，项目完成后，导电型和半绝缘型碳化硅衬底的年产量将达到2万片，预计在2022年内实现6英寸碳化硅衬底产业化。

整体上看，导电型衬底的一线玩家主要是天科合达、露笑半导体、天岳先进，二线有同光、山西天成、烁晶等。