浙商證券-碳化硅行業深度報告:碳化硅襯底,新能源車+光伏需求即將興起,國產替代有望突破-220302

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                            日期:2022-03-02 13:04:29 研報出處:浙商證券
                            行業名稱:機械行業
                            研報欄目:行業分析 王華君,邱世梁,李思揚  (PDF) 32 頁 2,472 KB 分享者:soe****rd 推薦評級:看好
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                            研究報告內容
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                              投資要點

                              SiC碳化硅:產業化黃金時代已來;襯底為產業化突破的核心

                              1)高壓、高功率應用場景下性能優越,適用于600V以上高壓場景。http://www.51kso.com【慧博投研資訊】相同規格的碳化硅基MOSFET與硅基MOSFET相比,尺寸減小至原來1/10,導通電阻降低至原來1/100,總能損耗降低70%,能源轉換效率提高。http://www.51kso.com(慧博投研資訊)下游應用新能源車、充電樁、光伏、風電、軌道交通等領域。

                              2)受益新能源車爆發,SiC產業化黃金時代將來臨。Yole預計2026年SiC功率器件市場規模將達45億美元,2020-2026年CAGR=36%。新能源汽車是碳化硅功率器件市場的主要增長驅動,應用端:解決續航痛點。成本端:單車可節省400-800美元的電池成本??蛻舳耍禾厮估溶嚻笙嗬^布局。目前特斯拉僅使用在主逆變器上、未來有進一步應用提升空間。

                              3)性價比是決定SiC器件大批量使用的關鍵,襯底制備為碳化硅性價比提升的核心。在碳化硅器件的成本占比當中:襯底、外延、器件分別占比46%、23%、20%。襯底為碳化硅降本的核心、也是技術壁壘最高環節,是未來SiC降本、大規模產業化推進的核心關鍵。

                              SiC襯底:新能源車+光伏需求潛力巨大;國內外差距逐步縮小、國產替代可期

                              1)市場空間:預計2025年新能源車+光伏逆變器市場需求達261億元,2021-2025年CAGR=79%。新能源車:目前單特斯拉Model 3/Y一年需求量就能消耗全球SiC晶圓絕大產能。我們測算如2025年SiC在新能源車滲透率達60%,預計6英寸SiC襯底需求達587萬片/年,市場空間達231億元。光伏逆變器:“大組件、大逆變器、大組串”時代,光伏電站電壓等級從1000V提升至1500V以上,碳化硅功率器件有望成為標配。我們假設2025年碳化硅滲透率提升至50%,對應SiC襯底市場達30億元。行業核心瓶頸在于供給端不足。

                              2)競爭格局:國內外差距在逐步縮小,國產替代可期。目前海外龍頭(Wolfspeed、II-VI占據60%以上市場份額)已實現6英寸規?;?、向8英寸進軍。國產廠家(天岳先進、天科合達、晶盛機電、露笑科技等)以小尺寸為主、向6英寸進軍。但可觀測到,國內外差距正在縮小、且整體差距小于傳統硅基半導體。國內外差距已從過去的10-15年(4英寸)、縮小至5-10年以內(6英寸)。預計未來向8英寸進軍過程中,差距有望進一步縮小。

                              3)生產工藝:較硅基半導體難度大幅增加;長晶環節是關鍵。碳化硅襯底屬于技術密集型行業。核心難點在于:長晶工藝復雜(只有4H型等少數幾種是所需的晶型),生長速度慢(每小時僅能生長0.2-0.3mm,較傳統晶硅慢近百倍以上),產出良率低(硬度與金剛石接近,切磨拋難度大)?!爱a學研用”為國內碳化硅襯底發展的重要推進動力。國內高校和科研單位主要包括中科院物理所、山東大學、上海硅酸鹽所等。

                              4)行業趨勢:降本是產業化核心,向大尺寸延伸。目前6英寸SiC襯底價格在1000美金/片,數倍于傳統硅基半導體。未來降本方式包括:提升材料使用率(大尺寸化,由4英寸向6英寸、8英寸延伸)、降低制造成本(提升良率)、提升生產效率(更成熟長晶工藝)。

                              SiC襯底設備:與傳統晶硅差異較小,工藝調教為核心壁壘

                              主要包括:長晶爐、切片機、研磨機、拋光機、清洗設備等。與傳統傳統晶硅設備具一定相通性、但工藝難度更高。碳化硅襯底第三方設備廠商較少,企業更多為設備+制造一體化布局為主,便于將核心工藝機密掌握自己手里。設備+工藝聯合研發、形成互哺是關鍵。

                              投資建議

                              重點推薦:晶盛機電。重點關注上市公司:天岳先進、露笑科技、三安光電、東尼電子、天通股份、鳳凰光學、華潤微、天富能源等。關注非上市公司:天科合達、河北同光、山東爍科、瀚天天成、天域半導體、中科節能、泰科天潤等。

                              風險提示:研發進度不及預期風險;國際貿易爭端加劇風險。

                              

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