碳化硅设备行业深度报告：SiC东风已来，关注衬底与外延环节的材料+设备国产化机遇【勘误版】-东吴证券-2023.9.14-76页_2mb

碳化硅设备行业深度报告总结

核心内容概览

碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料，具备更高的热导率、击穿场强和电子迁移率等优势，适用于高温、高频、高功率器件。随着新能源汽车和光伏发电等行业的快速发展，SiC器件需求快速增长，成为推动碳化硅产业发展的主要动力。SiC产业链中，70%的价值集中在衬底和外延环节，其中衬底成本占整个器件的47%，外延成本占23%。因此，衬底和外延环节的国产化是行业发展的关键。

主要观点

• 新能源汽车带动SiC需求增长：SiC在新能源汽车中的应用主要包括PCU和OBC，能够降低系统损耗、提高效率和功率密度。预计到2027年，全球导电型SiC功率器件市场规模将达到63亿美元，其中新能源汽车占比高达79%。
• 衬底与外延环节国产化机遇显著：目前，国内SiC衬底良率较低，约为50%，而海外龙头如Wolfspeed良率已达85%。国内企业在6寸衬底量产方面已取得进展，正积极布局8寸衬底技术，但良率和成本仍有提升空间。
• 外延设备依赖进口，国产替代加速：目前外延设备由意大利LPE、德国爱思强、日本Nuflare等海外企业主导，占据80%以上的市场份额。随着国内厂商如晶盛机电、北方华创等加快技术突破，未来2-3年有望实现国产替代。
• SiC设备国产化率提升：国内企业在SiC单晶炉、切片机、研磨抛光设备等环节已实现较高国产化率，部分设备性能甚至优于国外产品，未来有望进一步扩大市场份额。

关键信息

1. 衬底环节

• 市场空间：预计到2025年，全球6寸SiC衬底新增市场空间约380亿元，国内约156亿元。
• 良率与成本：国内SiC衬底良率较低，约为50%，而海外龙头良率可达85%。随着良率提升，衬底成本有望逐步下降。
• 技术参数：国内SiC衬底在直径、微管密度、表面粗糙度等方面与海外龙头相比已无明显差距。
• 国内厂商：天岳先进、天科合达、晶盛机电等已实现6寸衬底量产，并在8寸衬底研发上取得进展。

2. 外延环节

• 市场空间：预计到2025年，全球6寸SiC外延炉新增市场空间约130亿元，国内约53亿元。
• 设备依赖进口：目前外延设备由LPE、爱思强、Nuflare等海外企业主导，国内厂商正在推进国产替代。
• 核心壁垒：外延设备的核心壁垒在于气体流量控制，国内企业如晶盛机电、北方华创、芯三代等正在积极布局。

3. 切片与研磨抛光设备

• 切片技术：目前主流为砂浆切割，但金刚线切割和激光切割技术正逐步兴起，未来有望替代砂浆切割成为主流。
• 研磨抛光设备：国内迈为股份对标DISCO，推动设备国产化，预计2025年全球6寸SiC磨抛设备市场空间约56亿元，国内约23亿元。

4. 国内重点企业

• 晶盛机电：掌握6寸及8寸SiC单晶炉技术，已实现设备国产化，市占率超50%。
• 北方华创：在SiC单晶炉市场占有率约50%，在控温精度、极限真空等方面优于国外厂商。
• 天岳先进：在6寸导电型衬底和8寸衬底方面均取得突破，市占率约30%。
• 天科合达：实现6寸导电型衬底量产，2023年计划实现8寸导电型衬底小规模量产。
• 高测股份：推出兼容4-8英寸的SiC金刚线切片机，推进国产替代。
• 德龙激光、大族激光：在SiC激光切片与划片设备市场占据50%份额。

5. 投资建议

• 重点推荐：晶盛机电（SiC衬底片&外延炉）、迈为股份（SiC研磨机）、高测股份（SiC金刚线切片机）、德龙激光（SiC激光切片&划片机）、北方华创（SiC长晶炉&外延炉）。
• 建议关注：晶升股份（SiC长晶炉）、大族激光（SiC激光切片&划片机）、纳设智能（未上市，SiC外延炉）等。

风险提示

• 新能源汽车销量不及预期；
• 碳化硅渗透率提升不及预期；
• SiC设备国产化率提升不及预期；
• 各家厂商技术研发不及预期。

市场预测

行业趋势

• SiC上车趋势明确：特斯拉、比亚迪、蔚来、理想、小鹏等车企均采用SiC器件，推动其在新能源汽车领域的应用。
• 8英寸衬底成为趋势：国内外龙头均在研发8英寸衬底，以降低单位芯片成本，提高市场竞争力。
• 设备国产化率提升：随着国内企业技术突破，SiC设备国产化率将逐步提高，对产业链上下游带来发展机遇。

总结

SiC作为第三代半导体材料，具有显著的性能优势，其在新能源汽车和光伏等领域的应用不断拓展。随着衬底和外延环节的国产化率提升，SiC设备行业迎来发展机遇。国内企业如晶盛机电、北方华创、天岳先进等在技术、产能、市场占有率等方面表现突出，有望在未来的SiC产业链中占据重要地位。