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电子行业：SiC应用进入快车道

核心内容

碳化硅（SiC）作为一种第三代化合物半导体材料，因其高禁带宽度、高临界击穿场强和高热导率等特性，正在成为新能源汽车、光伏逆变器和消费类电子等领域的关键材料。随着技术进步和产业链成熟，SiC器件成本持续下降，价格优势显著，正逐步实现大规模应用。

主要观点

• SiC性能提升：SiC衬底位错密度下降，产品设计迭代，性能和可靠性显著提升，主要产品包括SiC二极管、MOSFET及混合模块。
• 成本下降：SiC器件价格已从早期的4.5倍于Si器件下降至2-2.5倍，系统成本竞争力增强，未来有望在新能源汽车、光伏逆变器等领域加速渗透。
• 新能源汽车驱动需求：新能源汽车高速发展是推动SiC器件应用的重要因素，预计2025年仅逆变器对SiC的需求就将达到59-65亿美元，市场将进入黄金十年。
• 产业链扩产：Wolfspeed、Rohm、英飞凌等国际厂商加速扩产，尤其是8英寸晶圆产能提升，同时国内厂商如三安集成、天科合达、山东天岳等也在加速布局。
• 国内厂商崛起：三安集成已实现SiC MOSFET量产，投资160亿元建设完整SiC产业链；国内SiC产线数量快速增加，有望缩小与国际厂商的差距。

关键信息

技术进步与产品迭代

• 自2011年Wolfpseed推出首款SiCMOSFET以来，SiC技术不断进步，性能和可靠性提升。
• 衬底从4英寸向6英寸过渡，8英寸晶圆量产已启动。
• SiC MOSFET的电流密度可达Si IGBT的两倍，且无尾电流，显著减少开关损耗。

成本与市场竞争力

• 1200V SiC SBD与Si器件的价差从4.5倍缩小至2-2.5倍。
• 考虑系统成本，SiC产品已具备一定竞争力，未来在新能源汽车、光伏逆变器等市场有望加速渗透。

新能源汽车应用

• 2025年全球新能源汽车用SiC功率器件市场规模预计达15.5亿美元，CAGR 38%。
• 充电桩增速高达90%，成为SiC需求增长的重要推动力。
• 特斯拉Model 3和比亚迪汉等车型已采用SiC模块，未来SiC将全面应用于OBC、充电桩和DC/DC转换器。

产业链发展

• 国际厂商：Wolfpseed、Rohm、英飞凌等主导市场，积极扩产，推动技术发展。
• 国内厂商：三安集成、天科合达、山东天岳等布局SiC产业链，加速追赶国际厂商。
• 市场预测：2025年新能源汽车用SiC需求中枢在59-65亿美元，SiC衬底市场预计达到11亿美元，器件市场达50亿美元。

投资建议

• 重点公司：Wolfpseed、三安集成、国盛电子、普兴电子等。
• 投资方向：碳化硅产业链（衬底、外延、器件、模组）、半导体核心设计（光学芯片、存储、模拟、射频、功率、FPGA、处理器及IP）、半导体代工、封测及配套服务、VR、MiniLED、面板、光学、电池等细分赛道。

风险提示

• 化合物半导体进展不及预期。
• 下游需求不达预期。
• 行业竞争加剧。

产业链布局

国内SiC产业链进展

• 三安集成已建成SiC垂直产业链，实现SiC MOSFET量产。
• 国盛电子和普兴电子通过定增收购，具备SiC外延材料量产能力。
• 天科合达和山东天岳在SiC衬底领域占据一定市场份额。

国内SiC晶圆产线情况

产线状态	数量	主要企业
已有产线	7条	泰科天润、三安集成、中电科55所、世纪金光、国家电网全球能源互联网研究院、中车时代半导体、华润微
新增产线	3条	上海积塔半导体、芜湖启迪半导体、泰科天润
在建产线	10条	三安光电、燕东微电子、中科汉韵、比亚迪、富能半导体、广东芯聚能、南京百识电子、青岛惠科、华瑞微、英唐智控

行业趋势与市场预测

应用领域	2018	2019E	2020E	2021E	2022E	2023E	2024E	2025E
Rail (including aux power)	5	8	9	13	15	39	96	-
PFC/power supply	138	151	164	169	181	201	228	-
xEV (OBC+main inverter+DC-DC)	112	209	295	318	397	543	941	-
Wind	-	-	-	-	1	2	3	-
xEV charge infrastructure	6	21	42	65	101	160	257	-
PV+ESS	97	106	116	146	168	196	235	-
Motor drive	22	25	28	37	46	58	72	-
UPS	27	31	35	40	49	59	72	-
Others (oil, gas, military, medical, R&D, etc)	13	14	15	16	17	20	24	-
Total	420	565	704	804	975	1378	1928	-

公司案例

Wolfpseed

• 全球最大的SiC衬底制造商，战略转型聚焦第三代化合物半导体。
• 2022H1有望实现全球首个8英寸SiC晶圆量产。
• 与通用汽车签订战略供应商协议，未来将为其电动汽车提供SiC器件。
• 2020年营收10.2亿元，同比增长170.6%。

三安集成

• 布局SiC产业链，2020年成为国内首家完成SiC MOSFET量产平台的厂商。
• 投资160亿元建设长沙SiC项目，涵盖长晶、衬底制作、外延生长、芯片制备、封装等环节。
• 2021H1营收10.2亿元，同比增长170.6%。

技术指标进展

国外SiC衬底技术

• 6英寸衬底实现商用，8英寸样品已推出。
• 微管密度降至0.6 cm⁻²，可用面积达95%。

国内SiC衬底技术

• 6英寸衬底已实现商用，微管密度小于1 cm⁻²，可用面积达95%。
• 2020年研发出高质量6英寸衬底材料，微管密度为0.5 cm⁻²，螺位错密度为1200 cm⁻²。

产品对比

SiC与Si器件对比

• 650V SiC SBD：均价0.7元/A，与Si器件价差缩小至2-2.5倍。
• 1200V SiC SBD：均价1.2元/A，与Si器件价差缩小至2-2.5倍。
• SiC MOSFET：相比Si IGBT，具有更高的功率密度和更低的开关损耗。

应用领域

• 新能源汽车：SiC器件在逆变器、OBC、DC/DC等系统中广泛应用，提升效率、降低体积和成本。
• 光伏逆变器：SiC器件显著提升转换效率，减少散热需求。
• 充电桩：SiC器件在非车载充电系统中应用，提升功率密度和充电速度。

结论

SiC技术正逐步成熟，成本下降和性能提升使其在新能源汽车等高功率应用领域具有显著优势。随着全球新能源汽车渗透率的提升，SiC市场将快速增长，国内企业也在加速布局，有望在未来五年内缩小与国际厂商的差距，实现技术与市场的双重突破。