Wolfspeed分析報(bào)告：全球碳化硅襯底龍頭新能源車驅(qū)動(dòng)中期成長(zhǎng)

Wolfspeed分析報(bào)告：全球碳化硅襯底龍頭，新能源車驅(qū)動(dòng)中期成長(zhǎng)公司概況：全球碳化硅襯底龍頭供應(yīng)商公司概述：積累多年的碳化硅襯底龍頭供應(yīng)商Wolfspeed是目前全球最大的SiC襯底制造商，前身為科瑞Cree旗下的Wolfspeed部門。公司成立于1987年，具有30余年的碳化硅生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，于1991年推出全球首款商用SiC晶圓，2002年推出首款600V商用SiCJBS肖特基二極管，以及在2011年推出全球首款SiCMOSFET。近年來(lái)，公司發(fā)展戰(zhàn)略不斷發(fā)生變化，將碳化硅業(yè)務(wù)作為公司未來(lái)的主營(yíng)業(yè)務(wù)，在2019年與2021年分別出售照明業(yè)務(wù)與LED業(yè)務(wù)，并于2021年10月將公司名稱由Cree更改為Wolfspeed，從此專注于第三代化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域的布局。業(yè)務(wù)構(gòu)成：碳化硅材料+功率器件+射頻器件公司產(chǎn)品主要圍繞碳化硅布局，主要包括材料、功率器件和射頻器件。1）半導(dǎo)體材料：生產(chǎn)器件的必需品，主要包括碳化硅材料（包括碳化硅襯底、碳化硅外延片）、氮化鎵材料（基于碳化硅襯底長(zhǎng)出的氮化鎵外延片），其中核心產(chǎn)品為碳化硅襯底。2）碳化硅功率器件：基于碳化硅材料生產(chǎn)的功率器件，主要包括碳化硅肖特二極管、MOSFET、功率模塊、柵極驅(qū)動(dòng)器坂。3）碳化硅射頻產(chǎn)品：基于氮化鎵材料生產(chǎn)的射頻器件，主要包括基于氮化鎵的芯片、高電子遷移率晶體管HEMT、單片微波集成電路MMIC、橫向擴(kuò)散MOSFETLDMOS功率晶體管等。財(cái)務(wù)分析：公司營(yíng)業(yè)收入穩(wěn)健增長(zhǎng)，凈虧損持續(xù)收窄財(cái)務(wù)狀況：2022財(cái)年?duì)I收實(shí)現(xiàn)高增長(zhǎng)，毛利率持續(xù)恢復(fù)。FY2022公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收7.46億美元，同比增長(zhǎng)42.0%，剝離傳統(tǒng)業(yè)務(wù)對(duì)營(yíng)收的影響正逐步消除。從毛利率角度，F(xiàn)Y2017-2019Wolfspeed部門毛利率保持在45%-50%水平，F(xiàn)Y2020-2021由于疫情影響與產(chǎn)能調(diào)整，公司設(shè)施利用率下降，毛利率持續(xù)下滑，F(xiàn)Y2021公司毛利率為31%。FY2022年疫情影響有所減弱，疊加產(chǎn)能效率優(yōu)化以及新工廠開業(yè)等一系列調(diào)整，公司FY2022毛利率為33.4%，其中各季度毛利率持續(xù)改善，分別為31.5%/32.9%/34.0%/34.5%。業(yè)務(wù)調(diào)整影響凈利潤(rùn)水平，F(xiàn)Y2022虧損明顯收窄?；仡櫣镜膬衾麧?rùn)變化，公司對(duì)原有業(yè)務(wù)的剝離以及轉(zhuǎn)型期間對(duì)研發(fā)與設(shè)備的持續(xù)投入均對(duì)凈利潤(rùn)產(chǎn)生了顯著影響。FY2022公司轉(zhuǎn)型陣痛得到有效緩解，Non-GAAP凈虧損率從-20%縮減至-8%，主要受益于產(chǎn)能的優(yōu)化提高。隨著公司新工廠投產(chǎn)并進(jìn)入正常運(yùn)營(yíng)周期，盈利能力料將持續(xù)提升。財(cái)務(wù)比較：營(yíng)收有待提升，但FY2022以來(lái)增速遠(yuǎn)超競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。美國(guó)Ⅱ-Ⅵ公司在碳化硅領(lǐng)域的布局與Wolfspeed相似，過(guò)去三年，Ⅱ-Ⅵ的營(yíng)收與增速皆高于公司，但從FY2022開始，受益于與下游器件廠商的緊密合作以及自身生產(chǎn)工藝與產(chǎn)能的領(lǐng)先，公司前三季度營(yíng)收增速皆保持在35%以上，成為新能源汽車碳化硅應(yīng)用的主要受益者之一，靜待其營(yíng)收隨碳化硅滲透率提升而持續(xù)提高。行業(yè)分析：新能源車性能要求提高，SiC價(jià)值凸顯行業(yè)背景：碳化硅是繼硅和砷化鎵之后的第三代半導(dǎo)體材料，由于其高擊穿電場(chǎng)、高熱導(dǎo)率、高遷移率等材料特性，由其制成的半導(dǎo)體器件在高溫、高壓、高頻大功率的環(huán)境下具備良好的性能表現(xiàn)。因此，碳化硅器件在新能源汽車、5G基站、光伏、軌交等領(lǐng)域中應(yīng)用前景廣闊，尤其在新能源車領(lǐng)域，碳化硅器件的滲透率已開始逐漸攀升，目前已經(jīng)應(yīng)用于特斯拉、比亞迪、蔚來(lái)、小鵬等品牌的中高端車型。行業(yè)規(guī)模&增長(zhǎng)潛力：碳化硅市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)提高，新能源車為主要驅(qū)動(dòng)力行業(yè)規(guī)模：預(yù)計(jì)未來(lái)四年將迎來(lái)高速增長(zhǎng)，2026年有望達(dá)89億美元。碳化硅器件市場(chǎng)包括功率器件與射頻器件，前者主要用于汽車、工業(yè)與能源領(lǐng)域，后者主要用于5G建設(shè)。Wolfspeed預(yù)測(cè)，2022年全球SiC器件市場(chǎng)規(guī)模為43億美元，而隨著碳化硅器件在電力、射頻等領(lǐng)域的滲透率持續(xù)提升，預(yù)計(jì)到2026年市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至89億美元，對(duì)應(yīng)CAGR為19.9%。重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景：提高新能源車動(dòng)力性能，減少汽車充電時(shí)間。碳化硅在新能源車中的主要應(yīng)用場(chǎng)景為主逆變器、車載充電器與DC/DC變換器，其中約80%的市場(chǎng)規(guī)模來(lái)自于汽車主逆變器，17%來(lái)自于車載充電器OBC。由于碳化硅材料具有高擊穿電壓、高熔點(diǎn)、寬禁帶等物理特點(diǎn)，碳化硅器件能夠在高溫、高壓、高頻的環(huán)境中提供更好的性能表現(xiàn)，并能實(shí)現(xiàn)更小的損耗，因此在新能源汽車中使用碳化硅器件能夠延長(zhǎng)5%-10%續(xù)航里程，實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化，以及實(shí)現(xiàn)高壓快充與提高動(dòng)力性能。此外，隨著生產(chǎn)成本降低，預(yù)計(jì)未來(lái)碳化硅滲透率將持續(xù)爬升。Wolfspeed預(yù)計(jì)未來(lái)4年汽車功率器件市場(chǎng)規(guī)模CAGR將達(dá)30%。根據(jù)Wolfspeed預(yù)測(cè)，2022年汽車碳化硅功率器件市場(chǎng)達(dá)16億美元，并在接下來(lái)四年中保持30%的年均增長(zhǎng)。2018年起，特斯拉

Model3開始采用SiC，向市場(chǎng)證實(shí)了SiC的性能優(yōu)勢(shì)。在特斯拉宣布使用碳化硅后，其他電動(dòng)車品牌也紛紛入局，如比亞迪純電動(dòng)車車型“漢”，Lucid推出的LucidAir皆采用SiC提高汽車性能，同時(shí)現(xiàn)代、奧迪、大眾、奔馳、通用汽車等傳統(tǒng)車企也開始研發(fā)SiC解決方案。產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)：材料環(huán)節(jié)占最大價(jià)值量，襯底產(chǎn)能為行業(yè)瓶頸碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈：與硅基類似，但材料環(huán)節(jié)為核心難點(diǎn)。碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈共分為“襯底、外延、器件及下游應(yīng)用”四大部分，根據(jù)使用場(chǎng)景的不同，襯底分為導(dǎo)電型襯底與半絕緣型襯底，在其表面分別生長(zhǎng)出SiC外延與GaN外延，并分別進(jìn)一步加工為功率器件用于新能源汽車等功率領(lǐng)域，以及5G通訊等射頻領(lǐng)域。價(jià)值量拆分：CASA測(cè)算材料環(huán)節(jié)占據(jù)器件75%價(jià)值量，亦是產(chǎn)業(yè)鏈的核心難點(diǎn)。根據(jù)CASA對(duì)碳化硅器件價(jià)值量拆分測(cè)算，材料環(huán)節(jié)是當(dāng)前難度最大、最為核心的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其中襯底生產(chǎn)與外延生產(chǎn)分別占器件總價(jià)值量的50%與25%，其余工序中前道晶圓處理占20%，封裝測(cè)試占5%。材料環(huán)節(jié)因其高價(jià)值量占比，成為碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈中各大廠商的主要爭(zhēng)奪項(xiàng)。碳化硅材料環(huán)節(jié)：產(chǎn)業(yè)鏈核心難點(diǎn)，中短期內(nèi)保持供不應(yīng)求產(chǎn)品構(gòu)成：主要包括功率材料與射頻材料，用于下游器件生產(chǎn)。碳化硅材料主要分為功率材料與射頻材料，分別用于功率器件與射頻器件的生產(chǎn)，對(duì)應(yīng)生產(chǎn)不同種類的襯底與外延片。材料市場(chǎng)規(guī)模：Wolfspeed預(yù)計(jì)2026年將達(dá)17億美元，大部分來(lái)源于功率需求。材料市場(chǎng)主要包括襯底與外延兩部分，其中襯底需求為核心需求。根據(jù)Wolfspeed預(yù)測(cè)，2024年與2026年材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到12億與17億美元，主要增量由功率領(lǐng)域（主要是新能源車）提供。而根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020年襯底市場(chǎng)規(guī)模中，大約60%來(lái)自于功率領(lǐng)域，這一占比將在未來(lái)數(shù)年持續(xù)提高。新能源車的材料需求：預(yù)計(jì)2025年襯底需求達(dá)263萬(wàn)片。隨著全球乘用車銷量與新能源車滲透率提升，新能源車領(lǐng)域需求持續(xù)提升。碳化硅滲透率方面，假設(shè)2025年碳化硅滲透率達(dá)30%，預(yù)計(jì)全球新能源車銷量為2194萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)使用碳化硅車型的銷量為658.8萬(wàn)臺(tái)。2021年一臺(tái)電動(dòng)車約消耗0.2片6英寸晶圓，之后逐漸增長(zhǎng)至單車0.4片，對(duì)應(yīng)全球新能源車的等效6英寸晶圓需求為263.5萬(wàn)片。若疊加工控、軌交、光伏等市場(chǎng)需求，則功率器件對(duì)應(yīng)的需求將顯著超過(guò)300萬(wàn)片（等效6英寸）。假設(shè)每臺(tái)車對(duì)應(yīng)碳化硅價(jià)值量為300~600美元，則2025年對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間66~132億美元。5G基站的材料需求：預(yù)計(jì)2022E-2025E年中國(guó)年均需求9.7萬(wàn)片。4G通信向5G通信的轉(zhuǎn)變帶來(lái)5G基站的建設(shè)需求，其中功率放大器（PA）用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射通道的射頻信號(hào)放大，獲得足夠大的射頻輸出功率后才可用于天線傳輸，由此驅(qū)動(dòng)了氮化鎵射頻器件對(duì)襯底的需求。2022與2023年為5G基站建設(shè)高峰期，假設(shè)每個(gè)宏基站與小基站中分別包含192與2個(gè)功率放大器，而2025年宏基站GaN占比將由66%提升至85%，則對(duì)應(yīng)中國(guó)宏基站2022E-2025E年襯底需求為13/10/8/7萬(wàn)片，小基站2022E-2025E年襯底需求為400/700/800/1000片，合計(jì)2022E-2025E年中國(guó)對(duì)襯底的年均需求為9.7萬(wàn)片。供需格局：中短期供給依舊緊張，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能落地仍需觀察。綜合上述材料環(huán)節(jié)的需求量預(yù)測(cè)，以及未來(lái)國(guó)內(nèi)外當(dāng)前產(chǎn)能及規(guī)劃，我們對(duì)材料環(huán)節(jié)的供需格局作出以下判斷：需求端：預(yù)計(jì)1-2年內(nèi)，國(guó)內(nèi)新能源汽車SiC器件應(yīng)用需求將全面爆發(fā)，比亞迪、上汽、北汽等各大車企新能源車均研發(fā)試制碳化硅器件，但國(guó)內(nèi)產(chǎn)能的釋放需要到2-3年后，需求缺口持續(xù)放大。根據(jù)上述預(yù)測(cè)結(jié)果，2025年新能源車與5G基站兩大主要應(yīng)用場(chǎng)景的襯底需求量合計(jì)約280萬(wàn)片，樂觀假設(shè)屆時(shí)良率為80%（2021年國(guó)際廠商良率約為60%，Wolfspeed新工廠我們預(yù)計(jì)2024年能到80%），則預(yù)計(jì)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)產(chǎn)能應(yīng)為350萬(wàn)片/年。供給端：目前全球?qū)嶋H產(chǎn)能50-60萬(wàn)片/年，國(guó)內(nèi)碳化硅襯底產(chǎn)量?jī)H為20-30萬(wàn)片，可實(shí)現(xiàn)批量供應(yīng)的有天科合達(dá)、山東天岳等，而國(guó)外產(chǎn)能主要集中在Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ與羅姆三大巨頭手中。產(chǎn)能規(guī)劃方面，國(guó)外設(shè)計(jì)產(chǎn)能普遍將于2024年開始釋放，我們預(yù)計(jì)將達(dá)200萬(wàn)片/年。通過(guò)整理各公司公告、投資者互動(dòng)平臺(tái)問(wèn)答以及第三代半導(dǎo)體風(fēng)向等的國(guó)內(nèi)碳化硅襯底公司擴(kuò)產(chǎn)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)產(chǎn)能達(dá)350萬(wàn)片/年，初步釋放時(shí)間為2023-2024年。雖設(shè)計(jì)產(chǎn)能上看已能滿足預(yù)計(jì)需求，但考慮到國(guó)內(nèi)在該賽道的資金投入呈現(xiàn)小而散的局面，僅少數(shù)廠商具備量產(chǎn)能力，且襯底生產(chǎn)對(duì)工藝要求極高、國(guó)內(nèi)外工藝差距約為7年，我們認(rèn)為最終能夠落地量產(chǎn)的企業(yè)將較少，預(yù)計(jì)實(shí)際產(chǎn)能較規(guī)劃將打折扣，實(shí)際產(chǎn)能與設(shè)計(jì)產(chǎn)能仍將存在較大缺口。碳化硅器件環(huán)節(jié)：市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)健增長(zhǎng)，主要受新能源車所驅(qū)動(dòng)功率器件市場(chǎng)規(guī)模：Yole預(yù)計(jì)2027年達(dá)63億美元，對(duì)應(yīng)六年CAGR為34%。Yole發(fā)布的PowerSiC2022報(bào)告指出，2021年碳化硅功率器件市場(chǎng)為10.9億美元，預(yù)計(jì)2027年SiC功率器件市場(chǎng)將超過(guò)60億美元，空間增長(zhǎng)近5倍，對(duì)應(yīng)六年GAGR為34%。功率器件驅(qū)動(dòng)力：主要為新能源汽車，其次是能源與工業(yè)。根據(jù)Yole測(cè)算，2021年，汽車領(lǐng)域?qū)β势骷男枨笳急葹?3%，未來(lái)數(shù)年需求將繼續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到79%。究其需求來(lái)源，主要來(lái)自于汽車組件對(duì)能耗、性能要求的提高。電動(dòng)汽車系統(tǒng)涉及功率半導(dǎo)體應(yīng)用的組件主要包括主逆變器、車載充電系統(tǒng)OBC、車載DC/DC，碳化硅模塊的使用使得整車的能耗更低、尺寸更小、行駛里程更長(zhǎng)。此外，能源需求占比從14%降至7%，工業(yè)需求從11%降至9%，僅次于汽車需求。光伏逆變器龍頭企業(yè)已采用碳化硅MOSFET功率器件替代硅器件，可進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率、明顯降低能量損耗、大幅提升設(shè)備循環(huán)壽命，具備成本低、高效能的優(yōu)勢(shì)。功率器件需求測(cè)算：主要來(lái)自新能源車，預(yù)計(jì)2025年需求達(dá)2.4億個(gè)。功率器件的需求主要來(lái)自于新能源車碳化硅器件的替代，沿用先前對(duì)采用SiC新能源車的假設(shè)，并假設(shè)雙電機(jī)車型的占比由2021年的25%增長(zhǎng)至2025年的54%，其余為單電機(jī)車型。Model3四驅(qū)版本為雙電機(jī)車型，采用了48顆意法半導(dǎo)體的SiCMOSFET器件，由此預(yù)計(jì)2025年新能源汽車SiCMOSFET合計(jì)總需求為2.4億顆。射頻器件市場(chǎng)規(guī)模：預(yù)計(jì)2026年達(dá)29億美元，主要受5G基站所驅(qū)動(dòng)。數(shù)據(jù)速率和帶寬需求的不斷增長(zhǎng)持續(xù)推動(dòng)5G發(fā)展，而射頻器件是無(wú)線連接的核心。第三代半導(dǎo)體射頻器件主要應(yīng)用在5G基站的功率放大器（PA）中，用于將調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的小功率的射頻信號(hào)放大，使其射頻輸出功率達(dá)標(biāo)后饋送至天線進(jìn)行輻射。與傳統(tǒng)材料相比，碳化硅基氮化鎵在低功耗、高功率密度和長(zhǎng)壽命等方面具備明顯優(yōu)勢(shì)。Wolfspeed預(yù)計(jì)碳化硅基氮化鎵將在5年內(nèi)占據(jù)大部分射頻器件市場(chǎng)，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將由2022年的21億美元增長(zhǎng)至2026年的29億美元，對(duì)應(yīng)CAGR為8.4%。競(jìng)爭(zhēng)格局：各環(huán)節(jié)市場(chǎng)份額相對(duì)集中，龍頭公司優(yōu)勢(shì)明顯碳化硅材料：襯底市場(chǎng)一家獨(dú)大，外延市場(chǎng)呈現(xiàn)雙寡頭格局。1）襯底生產(chǎn)：襯底分為導(dǎo)電型與半絕緣型，分別用于功率與射頻領(lǐng)域，但都呈現(xiàn)出寡頭壟斷的競(jìng)爭(zhēng)格局。導(dǎo)電型襯底主要由Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ與Rohm壟斷（CR3接近90%），其中Wolfspeed占據(jù)約60%市場(chǎng)。半絕緣型襯底主要由Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ與山東天岳壟斷，CR3市場(chǎng)份額持續(xù)上升。2）外延生產(chǎn)：呈現(xiàn)雙寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局，2020年Wolfspeed與ShowaDenko在導(dǎo)電型外延市場(chǎng)中的市占率分別為52%與43%，市場(chǎng)份額向頭部集中。碳化硅功率器件：市場(chǎng)份額集中，前三廠商市占率超75%。根據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，2021年碳化硅功率器件市場(chǎng)份額CR5>90%，其中意法半導(dǎo)體、英飛凌、Wolfspeed、羅姆和安森美市占率分別為40%、22%、14%、10%與7%，其中意法半導(dǎo)體與特斯拉存在合作關(guān)系，向后者提供SiCMOSFET模塊，在碳化硅功率器件市場(chǎng)中占據(jù)最大的市場(chǎng)份額。GaN射頻器件：日本住友、Wolfspeed、Qorvo為主要玩家。射頻器件領(lǐng)域呈現(xiàn)三足鼎立的競(jìng)爭(zhēng)格局，市場(chǎng)CR3>80%，日本住友、Wolfspeed與Qorvo分別占據(jù)40%、24%與20%的市場(chǎng)份額。其中，Wolfspeed前身Cree于2018年收購(gòu)了英飛凌的RF部門，成為了全球GaN射頻器件的主要提供商之一。公司分析：持續(xù)提高供給能力，未來(lái)成長(zhǎng)性明確公司背景：公司之所以能占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈最大價(jià)值量環(huán)節(jié)的最大市場(chǎng)份額，其主要原因是公司在生產(chǎn)工藝的know-how積累、8英寸晶圓量產(chǎn)的技術(shù)研發(fā)與在手產(chǎn)能具備較大優(yōu)勢(shì)，高產(chǎn)能與高良率使得公司能夠在供不應(yīng)求的市場(chǎng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)大量且穩(wěn)定的襯底供應(yīng)。公司作為全球SiC生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)最為豐富的IDM廠商，在手資源與未來(lái)規(guī)劃上皆具備明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。公司從1989開始生產(chǎn)SiC產(chǎn)品，1991年就推出全球首款商用SiC晶圓，至今已超過(guò)30年，在專利積累、工藝演進(jìn)和在手產(chǎn)能上領(lǐng)先同類型廠家，擁有全球第一個(gè)8英寸碳化硅晶圓廠，引領(lǐng)全行業(yè)向大尺寸晶圓邁進(jìn)。展望未來(lái)：公司擴(kuò)產(chǎn)速度與進(jìn)度皆屬全行業(yè)領(lǐng)先，考慮到與下游大型器件廠商的產(chǎn)能綁定關(guān)系，未來(lái)數(shù)年生產(chǎn)成本與效率亦有望保持行業(yè)前列。雖然長(zhǎng)期角度看襯底供應(yīng)將趨于充足，但在此之前公司將通過(guò)提高襯底自用率，提高器件業(yè)務(wù)收入比例，從而避免對(duì)襯底生產(chǎn)的依賴。我們認(rèn)為，中短期看，公司襯底龍頭地位穩(wěn)固且具備較大盈利提升空間；

長(zhǎng)期看，公司對(duì)下游器件、模塊的整合能力將成為業(yè)績(jī)支柱。競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：成熟生產(chǎn)工藝+大尺寸量產(chǎn)能力+領(lǐng)先行業(yè)的在手產(chǎn)能成熟生產(chǎn)工藝：碳化硅生產(chǎn)難度高，公司多年工藝積累成技術(shù)壁壘碳化硅襯底生產(chǎn)環(huán)境嚴(yán)苛，高效、穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝具有高技術(shù)壁壘。由于當(dāng)前大多數(shù)廠商碳化硅生產(chǎn)工藝不成熟、材料加工難度高、晶錠生長(zhǎng)緩慢等客觀因素，全球供應(yīng)與需求之間產(chǎn)生巨大缺口，而Wolfspeed基于30余年的碳化硅生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)（此前用于LED照明領(lǐng)域），具備高良率量產(chǎn)能力，亦是公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力。按生產(chǎn)工藝對(duì)其進(jìn)行拆解，可將碳化硅生產(chǎn)分為襯底生產(chǎn)、外延片生產(chǎn)、器件生產(chǎn)三大階段。而襯底的生產(chǎn)步驟包括粉末

（碳化硅原料）合成、晶體生長(zhǎng)、切割、研磨、拋光，其中晶體生長(zhǎng)是核心難點(diǎn)，其質(zhì)量取決于碳化硅粉末的純度、生產(chǎn)人員的工藝積累、設(shè)備穩(wěn)定性等。SiC襯底生產(chǎn)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面。1）生長(zhǎng)速度慢：為了保證晶體質(zhì)量，碳化硅長(zhǎng)晶主要采用物理氣相傳輸法（PVT），生長(zhǎng)速度只有0.3-0.5mm/h，耗時(shí)是硅的100-200倍，從單晶生長(zhǎng)到形成襯底需耗時(shí)1個(gè)月。2）生長(zhǎng)環(huán)境要求高：碳化硅氣相生長(zhǎng)的溫度在2000℃以上且保持穩(wěn)定，壓力350MPa，容易混入雜質(zhì)，且直徑越大，良率越低。3）晶型多：碳化硅存在200多種同質(zhì)異構(gòu)體，但只有4H-SiC等少數(shù)晶型適用于新型電力電子功率器件（擁有高電子遷移率、高熱導(dǎo)率），且生產(chǎn)環(huán)境的不穩(wěn)定很容易導(dǎo)致獲得晶型與目標(biāo)晶型不符。4）過(guò)程不可監(jiān)測(cè)：晶體生長(zhǎng)通常在密閉的高溫石墨坩堝中進(jìn)行，無(wú)法即時(shí)檢測(cè)晶體的生長(zhǎng)狀況，因此難以控制硅碳比、溫度梯度、晶體生長(zhǎng)速率以及氣流氣壓等參數(shù)，容易產(chǎn)生異質(zhì)晶型，影響良率。綜合來(lái)看，晶體生長(zhǎng)需要在苛刻環(huán)境下，通過(guò)精準(zhǔn)控制環(huán)境參數(shù)，在多種晶型中選擇并長(zhǎng)出目標(biāo)晶型，而且過(guò)程緩慢且不可監(jiān)測(cè)，這對(duì)工藝和設(shè)備穩(wěn)定性都提出了很高要求，經(jīng)驗(yàn)累積時(shí)間長(zhǎng)，因此是襯底生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)。Wolfspeed綜合良率在60%左右，較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手40%的良率有明顯優(yōu)勢(shì)。SiC襯底生產(chǎn)設(shè)備并不難提供，核心門檻在于生產(chǎn)工藝的摸索，其結(jié)果往往體現(xiàn)在生產(chǎn)良率中。Wolfspeed當(dāng)前綜合良率在60%左右，且由于新工廠高度自動(dòng)化，在新工廠達(dá)產(chǎn)后預(yù)期良率將達(dá)到80%以上。而國(guó)內(nèi)襯底廠商的生產(chǎn)良率大多維持在40%以下，公司生產(chǎn)效率上存在較大差距。8英寸產(chǎn)線：持續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)入大尺寸時(shí)代單晶圓生產(chǎn)效率提升明顯，領(lǐng)先行業(yè)

1-2年。①大尺寸效果：莫霍克谷8寸線工廠開工投產(chǎn)后，相較于原來(lái)的6寸線工廠，生產(chǎn)成本下降50%、生產(chǎn)速度提升50%、良率提升20%~30%，這將使得公司在中期獲得領(lǐng)先行業(yè)的成本端優(yōu)勢(shì)。一個(gè)工廠的完整周期（從立項(xiàng)到全面達(dá)產(chǎn)）需要約5年時(shí)間，短期內(nèi)難以追平優(yōu)勢(shì)。8英寸襯底雖然生產(chǎn)成本比6英寸高，但獲得的優(yōu)良裸晶數(shù)量更多，從而降低了單裸晶成本。以32平方毫米的裸晶為例，每片八英寸晶圓上的裸晶數(shù)量增加近90%，且邊緣裸片的數(shù)量占比從14%減少至7%，綜合良率可達(dá)80%以上。②競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手進(jìn)展：公司新建8英寸碳化硅工廠已落地，目前處于產(chǎn)能爬坡階段，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手8英寸量產(chǎn)時(shí)間普遍為2023-2024年，落后于Wolfspeed約1-2年時(shí)間。在手產(chǎn)能：提高襯底供應(yīng)能力，夯實(shí)公司市場(chǎng)占有率在手襯底產(chǎn)能85萬(wàn)片/年，成全球襯底主要提供者。根據(jù)CASA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并等效換算為6英寸，2020年我國(guó)導(dǎo)電型碳化硅襯底產(chǎn)能為17.8萬(wàn)片/年，半絕緣型襯底產(chǎn)能為8萬(wàn)片/年。Wolfspeed在2021年投資者日公布，預(yù)計(jì)2022財(cái)年公司產(chǎn)能將達(dá)到16.7萬(wàn)平方英尺（按面積等效6英寸為85萬(wàn)片/年），成為全球襯底產(chǎn)能的主要提供者。未來(lái)展望：擴(kuò)展進(jìn)度領(lǐng)先+長(zhǎng)期訂單充足+加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)整合能力Wolfspeed主要通過(guò)三點(diǎn)維護(hù)市占率：新工廠投產(chǎn)&舊產(chǎn)能改造以提高產(chǎn)能與良率、綁定主要客戶以及持續(xù)“材料+器件”全產(chǎn)業(yè)鏈布局。此外，隨著全球碳化硅襯底擴(kuò)產(chǎn)潮的掀起，長(zhǎng)期來(lái)看供應(yīng)終將充足，因此公司亦通過(guò)襯底產(chǎn)能自給，向IDM廠商轉(zhuǎn)型，提高功率與射頻器件業(yè)務(wù)的收入占比。擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃：擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能與速度領(lǐng)先同行，仍將保持龍頭地位預(yù)計(jì)2024年年產(chǎn)123萬(wàn)片，規(guī)劃產(chǎn)能與落地時(shí)間皆領(lǐng)先同行。Wolfspeed預(yù)計(jì)2022年產(chǎn)能為167k平方英尺，2024年為242k平方英尺，折合6英寸晶圓182.41平方厘米面積，對(duì)應(yīng)6英寸產(chǎn)能將在2022年達(dá)到85.1萬(wàn)片/年，在2024年增加至123.2萬(wàn)片/年。1）國(guó)際產(chǎn)能方面，與其他國(guó)際廠商相比，公司擴(kuò)產(chǎn)速度明顯高于同行業(yè)水平，在2025年其他廠商產(chǎn)能落地前將保持領(lǐng)導(dǎo)地位。目前公司除了達(dá)勒姆工廠擴(kuò)產(chǎn)&優(yōu)化產(chǎn)線、莫霍克谷工廠產(chǎn)能爬坡之外，已經(jīng)開始規(guī)劃第三座更大的工廠。根據(jù)公司業(yè)績(jī)電話會(huì)信息，隨著莫霍克谷工廠產(chǎn)量逐步提高，預(yù)計(jì)2024年將超過(guò)總產(chǎn)量的50%，即達(dá)到61.6萬(wàn)片/年（等效6英寸）。2）國(guó)內(nèi)襯底產(chǎn)能方面