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 SiC碳化硅：產(chǎn)業(yè)化黃金時(shí)代已來(lái)；襯底為產(chǎn)業(yè)化突破的核心

1）高壓、高功率應(yīng)用場(chǎng)景下性能優(yōu)越,適用于600V以上高壓場(chǎng)景。相同規(guī)格的碳化硅基MOSFET與硅基MOSFET相比，尺寸減小至原來(lái)1/10，導(dǎo)通電阻降低至原來(lái)1/100，總能損耗降低70%，能源轉(zhuǎn)換效率提高。下游應(yīng)用新能源車、充電樁、光伏、風(fēng)電、軌道交通等領(lǐng)域。

2）受益新能源車爆發(fā)，SiC產(chǎn)業(yè)化黃金時(shí)代將來(lái)臨。Yole預(yù)計(jì)2026年SiC功率器件市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)45億美元，2020-2026年CAGR=36%。新能源汽車是碳化硅功率器件市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用端：解決續(xù)航痛點(diǎn)。成本端：?jiǎn)诬嚳晒?jié)省400-800美元的電池成本。客戶端：特斯拉等車企相繼布局。目前特斯拉僅使用在主逆變器上、未來(lái)有進(jìn)一步應(yīng)用提升空間。

3）性價(jià)比是決定SiC器件大批量使用的關(guān)鍵，襯底制備為碳化硅性價(jià)比提升的核心。在碳化硅器件的成本占比當(dāng)中：襯底、外延、器件分別占比46%、23%、20%。襯底為碳化硅降本的核心、也是技術(shù)壁壘最高環(huán)節(jié)，是未來(lái)SiC降本、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的核心關(guān)鍵。

SiC襯底：新能源車+光伏需求潛力巨大；國(guó)內(nèi)外差距逐步縮小

1）市場(chǎng)空間：預(yù)計(jì)2025年新能源車+光伏逆變器市場(chǎng)需求達(dá)261億元，2021-2025年CAGR=79%。新能源車：目前單特斯拉Model3/Y一年需求量就能消耗全球SiC晶圓絕大產(chǎn)能。該機(jī)構(gòu)分析師測(cè)算如2025年SiC在新能源車滲透率達(dá)60%，預(yù)計(jì)6英寸SiC襯底需求達(dá)587萬(wàn)片/年，市場(chǎng)空間達(dá)231億元。光伏逆變器：“大組件、大逆變器、大組串”時(shí)代，光伏電站電壓等級(jí)從1000V提升至1500V以上，碳化硅功率器件有望成為標(biāo)配。該機(jī)構(gòu)分析師假設(shè)2025年碳化硅滲透率提升至50%，對(duì)應(yīng)SiC襯底市場(chǎng)達(dá)30億元。行業(yè)核心瓶頸在于供給端不足。

2）競(jìng)爭(zhēng)格局：國(guó)內(nèi)外差距在逐步縮小，本土化率有望提升。目前海外龍頭（Wolfspeed、II-VI占據(jù)60%以上市場(chǎng)份額）已實(shí)現(xiàn)6英寸規(guī)模化供應(yīng)、向8英寸進(jìn)軍。國(guó)產(chǎn)廠家（天岳先進(jìn)、天科合達(dá)、晶盛機(jī)電、露笑科技等）以小尺寸為主、向6英寸進(jìn)軍。但可觀測(cè)到，國(guó)內(nèi)外差距正在縮小、且整體差距小于傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體。國(guó)內(nèi)外差距已從過(guò)去的10-15年（4英寸）、縮小至5-10年以內(nèi)（6英寸）。預(yù)計(jì)未來(lái)向8英寸進(jìn)軍過(guò)程中，差距有望進(jìn)一步縮小。

3）生產(chǎn)工藝：較硅基半導(dǎo)體難度大幅增加；長(zhǎng)晶環(huán)節(jié)是關(guān)鍵。碳化硅襯底屬于技術(shù)密集型行業(yè)。核心難點(diǎn)在于：長(zhǎng)晶工藝復(fù)雜（只有4H型等少數(shù)幾種是所需的晶型），生長(zhǎng)速度慢（每小時(shí)僅能生長(zhǎng)0.2-0.3mm，較傳統(tǒng)晶硅慢近百倍以上），產(chǎn)出良率低（硬度與金剛石接近，切磨拋難度大）。“產(chǎn)學(xué)研用”為國(guó)內(nèi)碳化硅襯底發(fā)展的重要推進(jìn)動(dòng)力。國(guó)內(nèi)高校和科研單位主要包括中科院物理所、山東大學(xué)、上海硅酸鹽所等。

4）行業(yè)趨勢(shì)：降本是產(chǎn)業(yè)化核心，向大尺寸延伸。目前6英寸SiC襯底價(jià)格在1000美金/片，數(shù)倍于傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體。未來(lái)降本方式包括：提升材料使用率（大尺寸化，由4英寸向6英寸、8英寸延伸）、降低制造成本（提升良率）、提升生產(chǎn)效率（更成熟長(zhǎng)晶工藝）。

SiC襯底設(shè)備：與傳統(tǒng)晶硅差異較小，工藝調(diào)教為核心壁壘

主要包括：長(zhǎng)晶爐、切片機(jī)、研磨機(jī)、拋光機(jī)、清洗設(shè)備等。與傳統(tǒng)傳統(tǒng)晶硅設(shè)備具一定相通性、但工藝難度更高。碳化硅襯底第三方設(shè)備廠商較少，企業(yè)更多為設(shè)備+制造一體化布局為主，便于將核心工藝機(jī)密掌握自己手里。設(shè)備+工藝聯(lián)合研發(fā)、形成互哺是關(guān)鍵。

重點(diǎn)推薦：晶盛機(jī)電。重點(diǎn)關(guān)注上市公司：天岳先進(jìn)、露笑科技、三安光電、東尼電子、天通股份、鳳凰光學(xué)、華潤(rùn)微、天富能源等。關(guān)注非上市公司：天科合達(dá)、河北同光、山東爍科、瀚天天成、天域半導(dǎo)體、中科節(jié)能、泰科天潤(rùn)等。

原標(biāo)題：浙商證券：新能源車+光伏需求即將興起 碳化硅襯底本土化率有望提升