SiC产业深度报告:价格迎来甜蜜点,SiC应用驶入快车道

技术进步,产品迭代结构持续优化。自 Wolfpseed 在 2011 年推出业内首款 SiC MOSFET 以来,过去十年受限于 SiC 电力电子器件价格、晶圆质量、工艺技术等限制,始终没有被下游大规模广泛使用。当前在技术层面,SiC 衬底位错密度下降,SiC 功率晶体设计不断迭代,产品性能,可靠性持续提升;主流晶圆尺寸由 4 英寸向 6 英寸过渡,领先厂商已经在大力扩产 8 英寸,主流产品从 SiC 二极管转变为 SiC MOSFET。

技术进步,产品迭代结构持续优化。自 Wolfpseed 在 2011 年推出业内首款 SiC MOSFET 以来,过去十年受限于 SiC 电力电子器件价格、晶圆质量、工艺技术等限制,始终没有被下游大规模广泛使用。当前在技术层面,SiC 衬底位错密度下降,SiC 功率晶体设计不断迭代,产品性能,可靠性持续提升;主流晶圆尺寸由 4 英寸向 6 英寸过渡,领先厂商已经在大力扩产 8 英寸,主流产品从 SiC 二极管转变为 SiC MOSFET。

SiC 成本下降迎来价格甜蜜点,下游应用市场快速打开。成本层面,SiC 电力电子器件价格进一步下降,根据 CASA,Mouser,从公开报价来看,1200V SiC SBD 与同类Si 器件的差距约 4.5 倍。根据 CASA 调研,1200V SiC SBD 实际成交价与 Si 器件价差已缩小至 2-2.5 倍之间,已经达到了甜蜜点。若考虑系统成本(周边的散热、基板等)和能耗等因素,SiC 产品已经具备一定竞争力,随着产业链技术更加成熟和产能不断扩充,未来在下游新能源汽车、光伏逆变、消费类电子等市场应用有望加速渗透。

汽车电子驱动 SiC 需求,我们测算 2025 年汽车逆变器需求弹性中枢可带来 59~65亿美元市场!新能源汽车高速发展,成为 SiC 电力电子器件需求快速增长的重要驱动力。SiC 功率器件已经历从 PFC 电源到光伏的应用发展,未来十年新能源汽车、充电设施、、轨道交通等将是主要推动力。根据 Yole,到 2025 年新能源汽车用 SiC 功率器件市场规模将达到 15.5 亿美元,2019-2025 年 CAGR 38%,充电桩增速更是高达 90%。特斯拉 Model 3 和国内比亚迪汉率先在电机控制器中应用 SiC 模块。我们对新能源车用 SiC 需求规模弹性进行测算,预计 2025 年仅逆变器对 SiC 需求就有望打造 59~65 亿美元市场,车用 SiC 即将开启黄金十年!

全球龙头 Wolfspeed 战略转型聚焦第三代化合物半导体。CREE 近两年先后剥离照明及 LED 产品业务,2021 年 10 月,公司更是正式更名 Wolfspeed,彰显未来发展第三代半导体信心。公司具备 SiC 垂直产业链能力,营收连续五个季度环比提升,近期与通用汽车签订战略供应商协议,未来公司碳化硅器件将赋能通用汽车电动汽车动力系统。Wolfspeed 未来五年 10 亿美元扩产 SiC 等三代半核心业务,2022H1有望全球率先实现 8 英寸 SiC 晶圆投产。公司 1)专利优势;2)规模优势;3)技术优势;4)车规级产品认证壁垒,并且科锐全产业链模式有利于加快研发及产业化,加速扩产、把握品控、提升交货力,巩固市场地位。

三安集成化合物板块全面开花。2014 年三安光电成立三安集成,布局化合物半导体;2017 年投资南安项目;2020 年长沙投资 SiC 项目。长沙 SiC 项目涵盖长晶—衬底制作—外延生长—芯片制备—封装产业链,投资总额 160 亿元。三安集成目前已形成SiC 垂直产业链布局。2020 年 12 月,公司成为国内首家完成 SiC MOSFET 器件量产平台打造的厂商。2021H1 三安集成实现营收 10.2 亿元(不含泉州三安滤波器实现营收 1242.6 万元),同比大幅增长 170.6%,Q2 营收 6.1 亿元,环比增长 48.4%,Q3 收入 6.5 亿元,同比翻倍以上增长。

国内 SiC 产业链加速布局。国内 SiC 产业链布局如火如荼,凤凰光学近期公告拟通过定增收购国盛电子和普兴电子 100%股权。国盛电子及普兴电子是国内领先的硅外延材料供应商,碳化硅外延材料也已具备量产能力。目前 SiC 产业链中重要的衬底环节,除了三安光电深度布局,天科合达和山东天岳已在全球范围内占据一定份额,未来随着产业链上厂商持续进行产品研发及产能扩张,国内厂商在 SiC 时代将加速追赶外资厂商,拉近距离。

高度重视国内半导体产业格局将迎来空前重构、变化,以及消费电子细分赛道龙头:1)碳化硅产业链:衬底、外延、器件、模组;2)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 等产业机会;3)半导体代工、封测及配套服务产业链;4)VR、Miniled、面板、光学、电池等细分赛道;5)苹果产业链核心龙头公司。

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