电子行业化合物半导体系列报告之二：碳化硅，国内衬底厂商加速布局-20230621-申万宏源-23页_1mb

碳化硅：国内衬底厂商加速布局总结

核心内容

碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料，因其具备更高的击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率和热稳定性，更适合应用于高压、高频、高功率、高温及高可靠性领域，如新能源汽车、光伏发电、5G通信等。其在相同规格下体积仅为硅基器件的1/10，具有显著的节能与小型化优势。

主要观点

• 碳化硅优势明显：相较于第一代和第二代半导体材料，碳化硅具备更宽的禁带宽度、更高的热导率、更低的导通电阻等优势，使其在高压、高频、高功率场景中具有更高的应用潜力。
• 产业链成本结构：碳化硅器件制造成本中，衬底与外延环节合计占比约70%，其中衬底占比47%，是产业链中成本占比最高的环节。
• 国内厂商加速布局：尽管海外厂商在碳化硅衬底市场占据主导地位，但国内厂商如天岳先进、天科合达、东尼电子等在技术、产能及国际认可度方面取得显著进展，获得国际大厂如英飞凌、博世、意法半导体等的长期合作。
• 投资建议：建议关注具备SiC全产业链布局的三安光电，以及在衬底环节具备高壁垒的天岳先进、天科合达和东尼电子等企业。

关键信息

衬底环节

• 技术难点：衬底制备中晶体生长是核心难点，采用主流PVT法，工艺复杂，良率偏低。
• 国内厂商进展：天岳先进与英飞凌、博世签订长期协议，天科合达、天岳先进、同光烁科等厂商自研或外购长晶设备，北方华创和晶升股份占据国内长晶炉市场77%以上。
• 产能与良率提升：天岳先进预计2026年达产产能30万片/年；天科合达预计2025年底有效产能达55万片/年；东尼电子2023年1Q碳化硅业务收入达2563万元。

外延环节

• 技术瓶颈：外延环节由Wolfspeed和昭和电工双寡头垄断，设备交付周期长。
• 国内厂商扩产：天域半导体、瀚天天成等厂商加快外延生产线建设，预计2025年实现产能提升。

市场格局

• 全球市场集中度高：2020年全球导电型碳化硅衬底CR3约89%，海外厂商占主导地位。
• 国内厂商突破：国内厂商在2023年获得国际大厂认可，签署长期供应协议，标志着国产衬底技术获得突破。

相关公司

天岳先进

• 市场地位：全球半绝缘型碳化硅衬底龙头，占全球市场份额约3%。
• 产能与布局：预计2026年达产产能30万片/年，2023年与英飞凌签订长期供应协议。
• 财务表现：2020年净利润为负，2021年转正，2022年净利润再次为负，主要受产能调整及人员成本上升影响。

天科合达

• 市场地位：2020年导电型衬底全球市占率4%，排名全球第六、国内第一。
• 产能规划：预计2025年底有效产能达55万片/年。
• 财务表现：2018年起净利润由负转正，毛利率和净利率持续提升。

东尼电子

• 产能进展：2023年1Q碳化硅业务收入达2563万元，毛利率2.87%，净利率-43.61%。
• 交付计划：2023年预计交付13.5万片6英寸碳化硅衬底，其中MOS比例不低于20%。

三安光电

• 全产业链布局：与意法半导体成立合资公司，预计2025年完成阶段性建设，2028年达产，规划年产8英寸碳化硅晶圆4万片/月。
• 衬底自研：计划单独运营8英寸SiC衬底厂，满足合资公司需求。

风险提示

• 渗透率不及预期：若碳化硅在下游应用领域渗透率不及预期，可能影响整体行业发展。
• 国产厂商产能及良率提升不及预期：若国内厂商在研发及产能提升方面进展缓慢，可能影响其在全球市场的竞争力。

结论

碳化硅作为第三代半导体材料，具有显著的性能优势，其在新能源汽车、5G通信、光伏等领域的应用前景广阔。国内衬底厂商在技术、产能及国际认可度方面取得突破，获得国际大厂长期合作，表明国产SiC衬底技术正逐步成熟。建议投资者关注具备全产业链布局的三安光电及在衬底环节具备高壁垒的天岳先进、天科合达和东尼电子等企业。