碳化硅行業(yè)分析報(bào)告

碳化硅行業(yè)分析報(bào)告1、碳化硅性能優(yōu)勢(shì)突出主流半導(dǎo)體采用硅材料，射頻、功率、光通信等特殊應(yīng)用對(duì)半導(dǎo)體材料提出特殊需求。SiC是制作高溫高頻、大功率高壓器件的理想材料之一，是由硅元素和碳元素組合而成的一種化合物半導(dǎo)體材料。1.1、SiC性能優(yōu)勢(shì)顯著同半導(dǎo)體材料硅（Si）相比，其禁帶寬度是硅（Si）的3倍，擊穿電壓是其8-10倍，導(dǎo)熱率是其3-5倍，電子飽和漂移速率是其2-3倍。SiC在耐高壓、耐高頻、耐高溫方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。耐高壓方面，SiC阻抗更低，禁帶寬度更寬，能承受更大的電流和電壓，帶來(lái)更小尺寸的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和更好效率；耐高頻方面，SiC不存在電流拖尾現(xiàn)象，能夠提高元件的開(kāi)關(guān)速度，是硅（Si）開(kāi)關(guān)速度的3-10倍，從而適用于更高頻率和更快的開(kāi)關(guān)速度；耐高溫方面，SiC擁有非常高的導(dǎo)熱率，相較硅（Si）來(lái)講，能在更高的溫度下工作。因此，SiC能夠有效滿(mǎn)足電力電子系統(tǒng)的高效率、小型化和輕量化要求，有望成為未來(lái)最被廣泛使用的半導(dǎo)體芯片基礎(chǔ)材料。SiC主要用于功率或射頻器件，適用于600V以上的高壓場(chǎng)景，包括光伏、新能源汽車(chē)、充電樁、風(fēng)電、軌道交通等等電力電子領(lǐng)域。其中，新能源汽車(chē)領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體主要應(yīng)用于電機(jī)控制器、DC/DC變換器、車(chē)載充電機(jī)、壓縮機(jī)、水泵、油泵，同時(shí)還應(yīng)用于配套充電樁。1.2、SiC襯底價(jià)值量最大，6英寸晶片成為主流SiC產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游襯底、中游外延、下游器件制造和模塊封裝，產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值量倒掛，其中襯底制造技術(shù)壁壘最高、價(jià)值量最大，是未來(lái)SiC大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的核心。襯底：最為核心的環(huán)節(jié)，價(jià)值量最高，約為46%。根據(jù)電阻率的不同，可分為導(dǎo)電型和半絕緣型襯底，分別用于功率和射頻器件領(lǐng)域。高純硅粉和高純碳粉采用物理氣相傳輸法（PVT）生長(zhǎng)SiC晶錠，之后經(jīng)過(guò)滾磨、切割、研磨、拋光、清洗等環(huán)節(jié)最終形成襯底，其中晶體的生長(zhǎng)為核心工藝，核心難點(diǎn)在于提升良品率。晶片尺寸越大，對(duì)應(yīng)晶體的生長(zhǎng)與加工技術(shù)難度越大，長(zhǎng)晶技術(shù)壁壘高，毛利率可達(dá)50%左右。外延：價(jià)值量占比約23%，是指在襯底上面再覆蓋一層薄膜以滿(mǎn)足器件生產(chǎn)條件。其中導(dǎo)電型SiC襯底用于SiC外延，生產(chǎn)功率器件，應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)和新能源領(lǐng)域；半絕緣型SiC襯底用于氮化鎵外延，生產(chǎn)射頻器件，應(yīng)用于5G通信等領(lǐng)域。器件制造及模塊封裝：價(jià)值量占比約20%，產(chǎn)品包括SiC二極管、SiCMOSFET、全SiC模塊、SiC混合模塊。應(yīng)用：依據(jù)電阻率區(qū)分，導(dǎo)電型SiC器件主要用于電動(dòng)汽車(chē)、光伏、軌道交通、充電樁等領(lǐng)域；半絕緣SiC器件主要用于5G通信、數(shù)據(jù)傳輸、航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域。半絕緣型SiC襯底市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，6英寸晶片成為發(fā)展趨勢(shì)。受益于5G基建加快布局和全球地緣政治動(dòng)蕩，半絕緣型SiC襯底市場(chǎng)增長(zhǎng)空間巨大。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020年全球半絕緣型SiC襯底市場(chǎng)規(guī)模為1.8億美元，較2019年同比增長(zhǎng)18%。此外，根據(jù)中國(guó)寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2020年全球4英寸半絕緣型SiC晶片的市場(chǎng)需求約4萬(wàn)片，6英寸約5萬(wàn)片，兩者需求占比不相上下；預(yù)計(jì)到2025年，4英寸市場(chǎng)需求將減少至2萬(wàn)片，6英寸成為發(fā)展趨勢(shì)。導(dǎo)電型SiC襯底市場(chǎng)發(fā)展前景良好，6英寸襯底占據(jù)絕大部分市場(chǎng)份額。受下游民用領(lǐng)域的持續(xù)景氣，如新能源汽車(chē)與光伏，導(dǎo)電型SiC襯底市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)容。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2018年，全球?qū)щ娦蚐iC襯底市場(chǎng)規(guī)模為1.7億美元，2020年增長(zhǎng)至2.8億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率為26%。根據(jù)中國(guó)寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，全球6英寸導(dǎo)電型襯底需求從2020年的超8萬(wàn)片增長(zhǎng)至2025年的20萬(wàn)片，而4英寸產(chǎn)品將逐步退出市場(chǎng)。SiC主流大廠正陸續(xù)推出8英寸晶圓片。當(dāng)前，全球市場(chǎng)上6英寸SiC襯底已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，主流大廠也陸續(xù)開(kāi)始推出8英寸樣品。SiC晶圓尺寸的擴(kuò)大不僅可以降低生產(chǎn)成本，而且有利于保持晶圓幾何形狀，減少邊緣翹曲，提升晶圓生產(chǎn)的良率。2019年Cree完成了首批8英寸SiC晶圓樣品的制樣，意法半導(dǎo)體在2021年7月宣布了制造出首批8英寸SiC晶圓片。預(yù)計(jì)2023年開(kāi)始，各大廠商將逐漸量產(chǎn)8英寸襯底，并繼續(xù)提高外延和器件方面產(chǎn)能及良品率。隨著6英寸襯底、外延晶片質(zhì)量提高，8英寸產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，SiC器件和模塊逐漸普及為電動(dòng)汽車(chē)主流配置，規(guī)模效應(yīng)增大，成本可得到有效降低。1.3、SiC價(jià)格呈下降趨勢(shì)，滲透率有望隨之提升目前，SiC襯底成本高/制作難、長(zhǎng)晶速度慢、損失率高導(dǎo)致了器件的高成本，影響了SiC器件的滲透率。根據(jù)中國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）數(shù)據(jù)顯示，SiC功率器件最主要的原材料成本——SiC襯底、外延片的價(jià)格近年來(lái)持續(xù)下降，原因有：第一，伴隨大直徑襯底占比不斷提高，襯底單位面積生長(zhǎng)成本下降；第二，單晶的平均可用厚度仍會(huì)持續(xù)增加，這將不斷降低單位面積襯底成本；第三，襯底質(zhì)量和晶片供貨量的提高，以及外延晶片成品率的提高，推動(dòng)SiC器件成本逐步降低。未來(lái)SiC各環(huán)節(jié)成本有望持續(xù)下降，并迎來(lái)對(duì)于下游產(chǎn)業(yè)的加速滲透。2、歐美廠商高度壟斷，國(guó)內(nèi)廠商潛力巨大Wolfspeed壟斷SiC器件與外延片市場(chǎng)，歐美企業(yè)主導(dǎo)SiC器件市場(chǎng)。從襯底到器件環(huán)節(jié)，目前以Wolfspeed、ST及羅姆等海外頭部企業(yè)占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈主要份額。其中，因布局較早，良率與產(chǎn)能規(guī)模全球領(lǐng)先，在SiC襯底及外延片市場(chǎng)Wolfspeed一家獨(dú)大。下游器件領(lǐng)域，歐美日企業(yè)領(lǐng)先，整體市占率達(dá)到95%，意法半導(dǎo)體作為特斯拉

SiC功率器件的第一梯隊(duì)供應(yīng)商，市場(chǎng)占有率排名第一，達(dá)到41%。國(guó)際主流廠商大幅擴(kuò)產(chǎn)，釋放搶占SiC市場(chǎng)信號(hào)。國(guó)際企業(yè)大力完善第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局，計(jì)劃大幅擴(kuò)產(chǎn)來(lái)強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，以搶奪日漸增長(zhǎng)的市場(chǎng)份額。安森美表示22年要將SiC產(chǎn)能擴(kuò)充4倍；意法半導(dǎo)體計(jì)劃到2024年將SiC晶圓產(chǎn)能提高到2017年的10倍，SiC營(yíng)收將達(dá)到10億美元。在國(guó)際大廠加速擴(kuò)產(chǎn)的背景下，SiC產(chǎn)業(yè)格局逐漸迎來(lái)空前重構(gòu)和變化。國(guó)內(nèi)廠商加速布局，發(fā)展空間巨大。國(guó)內(nèi)企業(yè)也在積極研發(fā)和探索SiC器件的產(chǎn)業(yè)化，已經(jīng)形成相對(duì)完整的SiC產(chǎn)業(yè)鏈體系，部分產(chǎn)業(yè)節(jié)點(diǎn)已有所突破。SiC襯底方面，天岳先進(jìn)在半絕緣SiC襯底的市場(chǎng)占有率連續(xù)三年保持全球前三；天科合達(dá)在國(guó)內(nèi)率先成功研制6英寸SiC襯底，并已實(shí)現(xiàn)2-6英寸SiC晶片的規(guī)模化生產(chǎn)和器件銷(xiāo)售。SiC外延片方面，廈門(mén)瀚天天成與東莞天域可生產(chǎn)2-6英寸SiC外延片。SiC器件方面，國(guó)內(nèi)廠商主要有泰科天潤(rùn)、瀚薪、揚(yáng)杰科技、中電55所、中電13所、科能芯、中車(chē)時(shí)代電氣等。模組領(lǐng)域，目前SiC市場(chǎng)斯達(dá)半導(dǎo)、河南森源、常州武進(jìn)科華、中車(chē)時(shí)代電氣處于起步階段。中國(guó)廠商在圍繞SiC襯底生產(chǎn)上正在縮短與國(guó)外差距，未來(lái)若能在6英寸和8英寸的SiC晶圓良率和成本上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)突破是競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。3、新能源革命來(lái)臨，SiC器件迎風(fēng)而起全球SiC器件市場(chǎng)發(fā)展迅猛，2025年有望增長(zhǎng)至26億美元。受益于5G通信、國(guó)防軍工、新能源汽車(chē)和新能源光伏等領(lǐng)域的發(fā)展，SiC器件市場(chǎng)規(guī)模增速可觀。Yole數(shù)據(jù)顯示，2019年全球SiC功率器件市場(chǎng)規(guī)模為5.4億美元，預(yù)計(jì)2025年將增長(zhǎng)至25.6億美元，CAGR約30%。整體電動(dòng)車(chē)相關(guān)領(lǐng)域（主逆變器+OBC+DC/DC轉(zhuǎn)換器）SiC市場(chǎng)規(guī)模有望在25年達(dá)到15.5億美元，19-25年CAGR為38%；而電動(dòng)車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域SiC增長(zhǎng)最快，19-25年CAGR為90%。3.1、新能源車(chē)是SiC器件的核心驅(qū)動(dòng)力全球新能源汽車(chē)終端需求火熱，車(chē)用SiC晶圓需求攀升。根據(jù)EVTank數(shù)據(jù)顯示，全球新能源汽車(chē)2025年銷(xiāo)量將達(dá)到1800萬(wàn)輛，19-25年CAGR為42%。隨著新能源車(chē)滲透率不斷升高，以及整車(chē)架構(gòu)朝800V高壓方向邁進(jìn)，SiC器件在車(chē)載逆變器等領(lǐng)域有望迎來(lái)規(guī)?；l(fā)展。據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)顯示，預(yù)估2025年全球電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)對(duì)6英寸SiC晶圓需求可達(dá)169萬(wàn)片，21-25年CAGR為94%。國(guó)內(nèi)新能源車(chē)市場(chǎng)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，SiC功率器件有望進(jìn)一步突破。IDC預(yù)計(jì),2022年中國(guó)新能源車(chē)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到523萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)47.2%。2025年新能源車(chē)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到約1,299萬(wàn)輛，2021-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率約為38%。根據(jù)DIGITIMESResearch預(yù)測(cè)，2025年電動(dòng)汽車(chē)用SiC功率半導(dǎo)體將占整車(chē)用功率半導(dǎo)體的37%以上，高于2021年的25%。國(guó)內(nèi)新能源車(chē)市場(chǎng)具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，隨著滲透率的進(jìn)一步提升以及汽車(chē)電子化程度的持續(xù)推進(jìn)，國(guó)內(nèi)車(chē)用SiC器件規(guī)模有望快速突破。多維度優(yōu)勢(shì)賦能車(chē)用SiC器件。SiC功率器件在新能源汽車(chē)中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用場(chǎng)景包括：

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逆變器、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（車(chē)載DC／DC）、車(chē)載充電系統(tǒng)（OBC）及非車(chē)載充電樁等。從材料來(lái)看，SiC相對(duì)于硅材料擁有更高的擊穿場(chǎng)強(qiáng)、更高的熱導(dǎo)率以及更高的電子飽和漂移速度；從電路損耗來(lái)看，在同等條件下，SiC功率器件能大幅減小電路開(kāi)關(guān)的能量損耗（下降85%）；從設(shè)備空間來(lái)看，采用SiC功率器件的DC/DC轉(zhuǎn)換器、車(chē)載充電機(jī)以及電機(jī)控制器分別能加減小設(shè)備20%、40%、64%的系統(tǒng)空間；從電池轉(zhuǎn)化效率來(lái)看，集成了SiC器件的模塊能幫助系統(tǒng)提升6%的電力轉(zhuǎn)換效率。眾多新能源汽車(chē)廠商競(jìng)相布局SiC器件。2018年，特斯拉的Model3首次采用意法半導(dǎo)體和英飛凌的SiC逆變器取代了Si-IGBT，逆變器效率提升了5-8%。2020年，比亞迪將自主研發(fā)制造的SiCMOSFET功率器件搭載在漢EV四驅(qū)高性能版上，實(shí)現(xiàn)了200KW的輸出功率，功率密度提升一倍。預(yù)計(jì)到2023年，比亞迪將實(shí)現(xiàn)SiC基車(chē)用功率半導(dǎo)體對(duì)硅基IGBT的全面替代，將整車(chē)性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再提升10%。目前，已有多家廠商推出了面向HEV/EV等電動(dòng)汽車(chē)充電器的SiC功率器件。未來(lái)隨著SiC器件在車(chē)載充電器、DC/DC轉(zhuǎn)換以及充電樁中滲透率提升，市場(chǎng)空間有望快速擴(kuò)大。新能源車(chē)高電壓平臺(tái)大勢(shì)所趨，SiC器件彰顯優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)各車(chē)企紛紛通過(guò)提升功率來(lái)緩解新能源汽車(chē)的續(xù)駛焦慮和充電焦慮，而功率的增加一般有兩種路徑，即提高電流或電壓。然而，大電流可能會(huì)導(dǎo)致較大的核心部件熱損耗，因此高電壓電氣平臺(tái)成為了首選。高電壓平臺(tái)要求電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的耐壓性也要隨之提升，而硅基器件無(wú)法承載電壓的大幅升高，故SiC應(yīng)用將逐步替代硅基IGBT成為關(guān)鍵。相比之IGBT，SiC體積小、功率密度高、耐高壓和高溫能力強(qiáng)，可助力新能源

車(chē)實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的續(xù)航里程、更短的充電時(shí)間和更強(qiáng)的動(dòng)力性能。國(guó)內(nèi)外車(chē)企紛紛布局800V高壓平臺(tái)，SiC大規(guī)模車(chē)載應(yīng)用可期。在相同功率下，800V電壓平臺(tái)較400V電壓的電流減半，電池充電熱量降低，且低成本、輕量化、EMC干擾的降低，以及效率和續(xù)航的提升，讓充電補(bǔ)能體驗(yàn)大幅增強(qiáng)。2019年保時(shí)捷Taycan推出全球首款800V高電壓電氣架構(gòu)，支持350kw大功率快充，15分鐘內(nèi)電量可充到80％。近年來(lái)比亞迪、奧迪、吉利、小鵬等一眾車(chē)企也紛紛開(kāi)始布局800V高電壓平臺(tái)，預(yù)計(jì)各大車(chē)企基于800V高壓平臺(tái)方案將在2022年之后陸續(xù)上市，SiC作為800V平臺(tái)架構(gòu)的最佳拍檔有望大放異彩。800V高壓平臺(tái)需要電源產(chǎn)品配套升級(jí)，充電樁等迎來(lái)發(fā)展良機(jī)。當(dāng)動(dòng)力電池電壓平臺(tái)升級(jí)到800V，當(dāng)前的OBC、DC/DC及充電樁等電源產(chǎn)品都需要從400V等級(jí)提升至符合800V電壓平臺(tái)的應(yīng)用，SiC器件由于其優(yōu)異的特性也將開(kāi)始大規(guī)模的應(yīng)用。以充電樁為例，800V高壓充電樁在設(shè)計(jì)架構(gòu)上區(qū)別于400V的重要特點(diǎn)是需要配置SiCMOSFET，以達(dá)到更快的充電速度和更好的器件耐壓性。22年Wolfspeed宣布參與搭載SiC技術(shù)的直流快速充電樁項(xiàng)目，總功率可達(dá)350kW，成本可降低20-30%。國(guó)內(nèi)車(chē)企也開(kāi)始發(fā)力，廣汽埃安于2021年8月發(fā)布480kW超級(jí)充電樁，小鵬也宣布22Q4起部署480kW高壓超充樁，實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航200公里。3.2、光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，SiC應(yīng)用未來(lái)可期全球和國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī)量快速增長(zhǎng)，成長(zhǎng)天花板被打開(kāi)。根據(jù)CPIA預(yù)測(cè)，樂(lè)觀情況下，全球光伏年新增裝機(jī)在2022年將首次突破200GW，達(dá)到225GW的水平，到25年全球年新增裝機(jī)將達(dá)到330GW，20-25年光伏新增裝機(jī)的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)20%；2025年中國(guó)新增裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到110GW，相當(dāng)于2020年底的3.7倍。光伏逆變器出貨量高速增長(zhǎng)，IGBT作為逆變器“心臟”作用凸顯。光伏逆變器是光伏系統(tǒng)的核心部件，可以將太陽(yáng)能板產(chǎn)生的可變直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并反饋回輸電系統(tǒng)或供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。根據(jù)IHSMarkit，近年來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)光伏逆變器市場(chǎng)規(guī)模快速提升，2020年全球光伏逆變器的市場(chǎng)規(guī)模為136GW，2025年將有望達(dá)到401GW，20-25年CAGR為24%。光伏逆變器成本結(jié)構(gòu)方面，半導(dǎo)體器件和集成電路材料主要為IGBT元器件和IC半導(dǎo)體，其中以IGBT為主的半導(dǎo)體器件在驅(qū)動(dòng)保護(hù)、過(guò)電流／短路保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、機(jī)械故障保護(hù)等方面發(fā)揮巨大作用，是逆變器的“心臟”，約占逆變器成本的12％左右。SiC器件可有效提高光伏逆變器性能，有望逐步替代硅基IGBT成為逆變器核心。相比于硅基IGBT，SiCMOS具有更低的導(dǎo)通損耗、更低的開(kāi)關(guān)損耗、無(wú)電流拖尾現(xiàn)象、高開(kāi)關(guān)速度等優(yōu)點(diǎn)，并且可以在高溫等惡劣的環(huán)境中工作，有利于提高光伏逆變器使用壽命。根據(jù)SiC芯觀察數(shù)據(jù)，采用SiC器件可有效提高光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，光伏逆變器的轉(zhuǎn)換效率可從硅基的96%提升至SiCMOSFET的99%以上，能量損耗降低50%以上，設(shè)備循環(huán)壽命提升50倍。未來(lái)應(yīng)用于光伏領(lǐng)域的SiC逐漸成熟，伴隨滲透率的進(jìn)一步提升，其有望逐漸替代硅基IGBT在光伏逆變器上的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)光伏逆變器廠商加快布局，為SiC國(guó)產(chǎn)化提供歷史性機(jī)遇。隨著中國(guó)光伏裝機(jī)量的增長(zhǎng)，中國(guó)本土廠商加快技術(shù)與產(chǎn)品升級(jí)，在全球已占據(jù)重要位置。在出貨量排名前十的供應(yīng)商中有六家是中國(guó)供應(yīng)商，其中華為以23%的市占率位居榜首，國(guó)內(nèi)逆變器廠商在全球逆變器市場(chǎng)中占據(jù)超六成市場(chǎng)份額。未來(lái)隨著新能源替代傳統(tǒng)燃料進(jìn)程加速，逆變器向高效率、高功率密度、高可靠性等方向發(fā)展，SiC器件有望受益于本土供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)，迎來(lái)發(fā)展良機(jī)。根據(jù)SiC芯觀察數(shù)據(jù)顯示，2020年SiC光伏逆變器占比為10%，預(yù)計(jì)2035年占比將達(dá)到75%，未來(lái)空間十分廣闊。3.3、SiC器件在軌道交通領(lǐng)域持續(xù)滲透在大容量、輕量化和節(jié)能化要求下，軌道交通領(lǐng)域采用SiC大勢(shì)所趨。隨著軌道交通硅基功率器件性能逐漸逼近理論極限，SiC功率器件成為重點(diǎn)發(fā)展方向，以滿(mǎn)足軌道交通系統(tǒng)對(duì)高功率密度、低損耗和高可靠性等要求。與傳統(tǒng)硅基IGBT牽引逆變器相比，全SiC牽引逆變器能耗能夠降低10%以上。2014年日本小田急電鐵新型通勤車(chē)輛配備了三菱電機(jī)

3300V/1500A全SiC功率模塊逆變器，開(kāi)關(guān)損耗降低55%，體積和重量減少65%，電能損耗降低20%～36%。根據(jù)CASA預(yù)測(cè)，未來(lái)30年內(nèi)，軌道交通應(yīng)用中90%的硅IGBT將被SiC器件或混合器件替代。Yole數(shù)據(jù)顯示，鐵路SiC市場(chǎng)將從2019年的900萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2025年的1.18億美元，CAGR達(dá)到55%。國(guó)內(nèi)外廠商紛紛布局軌交系統(tǒng)SiC器件。2015年，日本三菱公司推出了高性能平面柵3.3kVSiCMOSFET器件及全SiC模塊產(chǎn)品，并在全世界首次將全SiC模塊應(yīng)用到軌道交通牽引變流系統(tǒng)中。近年來(lái)隨著新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，SiC加快滲透進(jìn)入軌交領(lǐng)域。日本N700S新干線、西門(mén)子Velaro列車(chē)等也大面積采用了SiC牽引系統(tǒng)，截至2021年6月，國(guó)內(nèi)也已經(jīng)有蘇州三號(hào)線、深圳地鐵1號(hào)線等6條地鐵線路采用了SiC技術(shù)。目前中國(guó)的時(shí)代電氣、天岳先進(jìn)，日本的東芝、三菱、日立，以及歐美的Wolfspeed、英飛凌，都已在發(fā)力軌道交通SiC產(chǎn)業(yè)鏈。中國(guó)高鐵建設(shè)目前已擁有世界領(lǐng)先水平，中國(guó)巨大的應(yīng)用需求是國(guó)產(chǎn)SiC的“沃土”，國(guó)內(nèi)廠商有望借助龐大市場(chǎng)確立先發(fā)優(yōu)勢(shì)。4、重點(diǎn)企業(yè)分析4.1、三安光電：LED龍頭，大力發(fā)展化合物半導(dǎo)體業(yè)務(wù)三安光電主要從事化合物半導(dǎo)體材料與器件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷(xiāo)售，以氮化鎵、砷化鎵、SiC、磷化銦、氮化鋁、藍(lán)寶石等化合物半導(dǎo)體新材料所涉及的外延片、芯片為核心主業(yè)。公司產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，包括照明、顯示、背光、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、微波射頻、激光通訊、功率器件、光通訊、感應(yīng)傳感等領(lǐng)域。2018年公司斥資333億元建設(shè)福建泉州南安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，投資III-V族化合物半導(dǎo)體材料、LED外延、芯片、微波集成電路、光通訊、射頻濾波器、電力電子、SiC材料及器件、特種封裝等產(chǎn)業(yè)。三安光電已實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體化合物高端領(lǐng)域的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。三安光電在SiC下游市場(chǎng)已取得多點(diǎn)突破，并已實(shí)現(xiàn)對(duì)各細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)標(biāo)桿客戶(hù)的穩(wěn)定供貨。1）SiC二極管：在2021年新開(kāi)拓送樣客戶(hù)超過(guò)500家，出貨客戶(hù)超過(guò)200家，超過(guò)60種產(chǎn)品已進(jìn)入量產(chǎn)階段。并借助在歐美日韓等國(guó)家和地區(qū)的技術(shù)和銷(xiāo)售布局，與國(guó)際標(biāo)桿客戶(hù)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略合作。a）已進(jìn)入國(guó)內(nèi)前20大客戶(hù)：已進(jìn)入PFC電源領(lǐng)域（維諦、比特、長(zhǎng)城等）和光伏逆變器領(lǐng)域

（陽(yáng)光電源、古瑞瓦特、固德威、科士達(dá)等）等客戶(hù)的供應(yīng)鏈。b）已實(shí)穩(wěn)定供貨：已對(duì)車(chē)載充電機(jī)領(lǐng)域（威邁斯、比亞迪弗迪動(dòng)力等）、家電領(lǐng)域（格力、長(zhǎng)虹等）、充電樁及UPS領(lǐng)域（英飛源、科華、英威騰、嘉盛等）各細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)標(biāo)桿客戶(hù)穩(wěn)定供貨。2)SiCMOSFET工業(yè)級(jí)產(chǎn)品：

已送樣客戶(hù)驗(yàn)證。3)SiCMOSFET車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品：正配合多家車(chē)企做流片設(shè)計(jì)及測(cè)試，與新能源汽車(chē)重點(diǎn)客戶(hù)的合作已經(jīng)取得重大突破。車(chē)和家（理想關(guān)聯(lián)公司）與三安成立合資公司，車(chē)和家持有合資公司70%股權(quán)，三安持有30%股權(quán)。三安光電正致力于打造SiCIDM一體化平臺(tái)，湖南項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)后將持續(xù)帶動(dòng)營(yíng)收高增長(zhǎng)。三安光電2021年報(bào)披露，集成電路新建項(xiàng)目規(guī)劃產(chǎn)能主要在三安集成、泉州三安、湖南三安，電力電子SiC配套產(chǎn)能擴(kuò)充到3萬(wàn)片/月。其中，湖南三安項(xiàng)目包括長(zhǎng)晶—襯底制作—外延生長(zhǎng)—芯片制備—封裝產(chǎn)業(yè)鏈，總占地面積約1,000畝，總建筑面積超50萬(wàn)平米，項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，配套產(chǎn)能約36萬(wàn)片/年。4.2、中微公司：正開(kāi)發(fā)SiC專(zhuān)用MOCVD設(shè)備中微公司主要從事高端半導(dǎo)體設(shè)備及泛半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。公司基于在半導(dǎo)體設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)多年積累的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，涉足半導(dǎo)體集成電路制造、先進(jìn)封裝、LED外延片生產(chǎn)、功率器件、MEMS制造以及其他微觀工藝的高端設(shè)備領(lǐng)域。1）等離子體刻蝕設(shè)備：已應(yīng)用于國(guó)際一線客戶(hù)從65納米到14納米、7納米和5納米及更先進(jìn)的集成電路加工制造生產(chǎn)線及先進(jìn)封裝生產(chǎn)線。2）MOCVD設(shè)備：在行業(yè)領(lǐng)先客戶(hù)的生產(chǎn)線上大規(guī)模投入量產(chǎn)，公司已成為世界排名前列的氮化鎵基LED設(shè)備制造商。截至2022年6月底，公司設(shè)備累計(jì)付運(yùn)臺(tái)數(shù)達(dá)2654個(gè)反應(yīng)臺(tái)，在客戶(hù)73條生產(chǎn)線全面量產(chǎn)。中微公司積極布局SiC材料功率器件外延生長(zhǎng)設(shè)備和技術(shù)研發(fā)，牽頭人具有25年以上相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)公司公告，公司將總投資37.56億元用于中微臨港總部和研發(fā)中心項(xiàng)目，其中部分資金用于公司7類(lèi)新產(chǎn)品的研發(fā)項(xiàng)，其中一種就是寬禁帶功率器件外延生長(zhǎng)設(shè)備，主要包括SiC材料功率器件的外延生長(zhǎng)設(shè)備和技術(shù)的研發(fā)。該項(xiàng)目牽頭人具有25年以上化合物半導(dǎo)體材料外延工藝開(kāi)發(fā)、設(shè)備研發(fā)及營(yíng)運(yùn)的經(jīng)驗(yàn)。目前項(xiàng)目處于研究階段，已擁有10余項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)儲(chǔ)備，預(yù)計(jì)將持續(xù)至2025年底。4.3、天岳先進(jìn)：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的SiC襯底企業(yè)天岳先進(jìn)主要從事SiC襯底的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于微波電子、電力電子等領(lǐng)域。憑借卓越的研發(fā)及創(chuàng)新能力，天岳先進(jìn)已成為全球?yàn)閿?shù)不多的掌握半絕緣型和導(dǎo)電型SiC襯底、產(chǎn)品尺寸較全的SiC襯底生產(chǎn)商。1）半絕緣型：在發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)中國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn)的背景下，公司自主研發(fā)出半絕緣型SiC襯底產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)核心戰(zhàn)略材料的自主可控。2）導(dǎo)電型：公司已成功掌握導(dǎo)電型SiC襯底材料制備的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化能力。在優(yōu)先保障半絕緣型SiC襯底材料戰(zhàn)略供應(yīng)之余，進(jìn)行導(dǎo)電型SiC襯底材料的研發(fā)和小批量銷(xiāo)售，目前正在電力電子領(lǐng)域客戶(hù)中進(jìn)行驗(yàn)證。天岳先進(jìn)半絕緣型產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)內(nèi)下游核心客戶(hù)的批量供貨，并獲得國(guó)外知名半導(dǎo)體公司認(rèn)可。公司通過(guò)持續(xù)的技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，于2015年實(shí)現(xiàn)了4英寸半絕緣型SiC襯底的量產(chǎn)