其他专用机械行业：光伏、新能车普及，吹响SiC材料、设备大发展号角-20201221-安信证券-23页_1mb

SiC材料与设备发展分析总结

核心内容概览

SiC（碳化硅）材料和相关设备正在新能源汽车和光伏行业的推动下迎来快速发展。SiC基功率器件因具备低能量损耗、耐高压、耐高温等优势，有望逐步取代传统Si基器件。随着成本持续下降和产能扩张，SiC市场预计将在2022~2023年达到性价比拐点。国内SiC产业链已基本完善，设备和材料厂商具备先发优势，市场空间广阔。

主要观点

1. SiC市场前景广阔

• 全球功率半导体市场预计在2024年突破500亿美元，其中SiC功率半导体市场将从2019年的5.4亿美元增长至2025年的25.6亿美元，年均复合增长率达30%。
• 新能源汽车及光伏行业是SiC市场增长的主要驱动力，尤其在新能源汽车中，SiC MOSFET和SBD的渗透率将显著提升。

2. SiC器件性能优势显著

• 低能量损耗：SiC器件在关断损耗（Eoff）和导通损耗（Eon）方面比Si基器件分别降低88%和34%。
• 耐高压、耐高温：SiC的击穿电场强度是Si的10余倍，热导率是Si的2.67倍，极限工作温度可达到175°C。
• 小型化与轻量化：SiC器件体积约为Si基器件的1/10，电阻约为Si基器件的1/200。

3. 成本瓶颈逐步缓解

• 当前SiC器件价格为Si基的2.4~8倍，但近年来价格年降幅达36%~46%，逐步接近商业化应用。
• 随着产能扩张、良率提升以及6寸线的普及，SiC器件成本有望在2022~2023年实现显著下降。

4. 新能源汽车与光伏加速渗透

• 新能源汽车每辆平均使用功率半导体价值约700美元，其中SiC器件的渗透率将从2019年的27%提升至2025年的更高比例。
• 光伏领域SiC器件渗透率不足10%，未来提升空间巨大。预计2025年光伏逆变器中SiC器件价值占比将达50%。

5. 国内产业链逐步成熟

• 国内已实现SiC衬底、外延、器件设计、制造、封测及设备的全产业链覆盖。
• 国内SiC衬底厂商如天科合达、山东天岳等已实现4~6寸晶片的量产，6寸线良率逐步提升。

6. 设备国产化趋势明显

• 长晶炉与外延炉等高价值设备国产化率提升，国内厂商如晶盛机电、华峰测控、天通股份等具备竞争优势。
• 未来2年国内SiC厂商规划扩产产能达98万片，预计带动设备市场空间达50~80亿元。

关键信息

1. 市场规模预测

• 全球功率半导体市场：2020年约431亿美元，预计2024年突破500亿美元。
• SiC功率半导体市场：2019年5.4亿美元，预计2025年达25.6亿美元，年均复合增长率30%。
• SiC在新能源汽车中的应用：预计2024年将占SiC市场50%，市场规模约10亿美元。

2. SiC成本与技术趋势

• 价格下降趋势：SiC器件价格年降幅达36%~46%，2022~2023年有望实现性价比拐点。
• 产能扩张：Cree预计2024年产能扩大至2017年Q1的30倍，国内厂商未来2年产能将达98万片。

3. SiC器件应用场景

• 新能源汽车：用于OBC、DC/DC、逆变器、充电桩等。
• 光伏逆变器：SiC MOSFET或SBD的应用将提升转换效率至99%以上，降低能量损耗50%以上。
• 其他领域：轨道交通、智能电网、家电变频等。

4. 国内SiC产业链进展

• 衬底：国内4~6寸SiC晶片已实现量产，6寸线良率逐步提升，8寸线研发推进中。
• 外延：瀚天天成、东莞天域等采用国外设备，晶盛机电等国内厂商正在推进6寸外延炉研发。
• 器件制造：SiC SBD已实现产业化，SiC MOSFET处于初步研发阶段。
• 封测：国内厂商正在布局SiC封测设备，如华峰测控。

投资建议

• 重点推荐：晶盛机电（SiC长晶炉/外延炉制造商）
• 建议关注：华峰测控（SiC检测设备制造商）、天通股份（SiC材料制造商）

风险提示

• 国内研发进度不及预期
• 市场需求不及预期
• 新能源汽车需求不及预期

图表与数据支持

• 全球功率半导体市场规模预计在2024年突破500亿美元。
• SiC在新能源汽车中的应用预计在2022~2023年实现大规模量产。
• 光伏装机量预计在2025年达到287GW，推动SiC器件需求增长。
• 国内SiC厂商未来2年扩产产能达98万片，带动设备市场空间达50~80亿元。

行业趋势与展望

• 全球SiC扩产潮：海外厂商如Cree、Rohm、英飞凌等加速SiC产能扩张，国内厂商紧随其后。
• 国产设备替代：随着国内SiC设备厂商的技术进步和产能提升，有望逐步替代进口设备。
• 产业链成熟：国内SiC产业链逐步完善，设备、材料、制造、封测等环节均在加速发展。

总结

SiC材料和相关设备正因新能源汽车和光伏行业的快速发展而迎来重大机遇。随着成本的持续下降和性能的显著提升，SiC有望成为下一代功率器件的主流。国内厂商在产业链覆盖、技术研发和产能扩张方面表现积极，具备良好的发展前景，值得重点关注。