2023年襯底材料行業(yè)競爭格局及重點(diǎn)企業(yè)分析

2023年襯底材料行業(yè)競爭格局及重點(diǎn)企業(yè)分析

內(nèi)容概要：近年來，國家和政府加大對襯底材料的研發(fā)扶持力度，行業(yè)發(fā)展提速顯著。山西爍科作為首家宣布可制備8英寸碳化硅襯底的企業(yè)，在2021年8月，成功研制出8英寸碳化硅晶體，到2022年1月，山西爍科實現(xiàn)8英寸N型碳化硅拋光片小批量生產(chǎn)。截止2022年11月，晶盛機(jī)電、天岳先進(jìn)、天科合達(dá)分別宣布掌握了8英寸碳化硅襯底制備技術(shù)。隨著我國襯底材料行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)的不斷優(yōu)化，8英寸等大直徑襯底材料的逐步量產(chǎn)，我國襯底廠商有望打破大尺寸襯底壟斷格局，實現(xiàn)與海外廠商的同步發(fā)展，加快襯底材料的國產(chǎn)化進(jìn)程。關(guān)鍵詞：襯底材料競爭格局、天岳先進(jìn)、天科合達(dá)一、國內(nèi)襯底材料市場競爭格局：市場高度集中，國內(nèi)廠商有望實現(xiàn)國產(chǎn)替代襯底材料是具有特定晶面和適當(dāng)電學(xué)、光學(xué)和機(jī)械特性的用于生長外延層的潔凈單晶薄片。碳化硅襯底是第三代寬禁帶半導(dǎo)體的核心材料，以其制作的器件具有耐高溫、耐高壓、高頻、大功率、抗輻射等特點(diǎn)，具有開關(guān)速度快、效率高的優(yōu)勢，可大幅降低產(chǎn)品功耗、提高能量轉(zhuǎn)換效率并減小產(chǎn)品體積。碳化硅襯底主要有半絕緣型和導(dǎo)電型兩大類，在半絕緣型碳化硅市場，目前主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為4英寸；在導(dǎo)電型碳化硅市場，目前主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為6英寸。在碳化硅襯底市場中，行業(yè)高度集中，市場競爭較為激烈，海外龍頭企業(yè)寡頭壟斷，國內(nèi)企業(yè)加快研發(fā)進(jìn)程，積極推進(jìn)國產(chǎn)替代。美國wolfspeeed公司占據(jù)全球60%以上的市場份額，基本控制了國際碳化硅單晶的市場價格和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，wolfspeeed在1991年打造第一片碳化硅襯底，1993年實現(xiàn)30mm襯底商用化，2015年推出8英寸碳化硅襯底，以行業(yè)領(lǐng)先的研發(fā)技術(shù)，位列市場第一梯隊，占據(jù)絕大部分市場份額。其他海外領(lǐng)軍廠商如羅姆、II-VI、意法半導(dǎo)體等也相繼開展襯底材料業(yè)務(wù)，到2021年已具備8英寸襯底的生產(chǎn)能力；國內(nèi)企業(yè)起步較晚，研發(fā)進(jìn)度相比國外企業(yè)較慢，天科合達(dá)和天岳先進(jìn)作為我國襯底材料行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)，分別在2006年和2012年具備2英寸襯底的生產(chǎn)能力，到2021年，國內(nèi)以逐步實現(xiàn)了6英寸碳化硅襯底產(chǎn)品的生產(chǎn)，主流廠商陸續(xù)著手研發(fā)8英寸的襯底樣品。海外領(lǐng)軍廠商和我國襯底行業(yè)龍頭企業(yè)加快產(chǎn)品研發(fā)，產(chǎn)品在國際上的市占率也在持續(xù)提升。第三梯隊是國內(nèi)中小型襯底材料生產(chǎn)商，起步較晚，技術(shù)處于借鑒和完善階段。目前，國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)中襯底仍以4-6英寸為主。若將尺寸由6英寸提高到8英寸，碳化硅的單片面積將增大77.8%，可利用面積大大提高，大直徑的襯底可以有效降低器件的制備成本，例如使用直徑6英寸襯底相對直徑4英寸的襯底，能夠節(jié)省大約30%的器件制備成本。近年來，國家和政府加大對襯底材料的研發(fā)扶持力度，行業(yè)發(fā)展提速顯著。山西爍科作為首家宣布可制備8英寸碳化硅襯底的企業(yè)，在2021年8月，成功研制出8英寸碳化硅晶體，到2022年1月，山西爍科實現(xiàn)8英寸N型碳化硅拋光片小批量生產(chǎn)。截止2022年11月，晶盛機(jī)電、天岳先進(jìn)、天科合達(dá)分別宣布掌握了8英寸碳化硅襯底制備技術(shù)。隨著我國襯底材料行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)的不斷優(yōu)化，8英寸等大直徑襯底材料的逐步量產(chǎn)，我國襯底廠商有望打破大尺寸襯底壟斷格局，實現(xiàn)與海外廠商的同步發(fā)展，加快襯底材料的國產(chǎn)化進(jìn)程。二、重點(diǎn)企業(yè)分析：持續(xù)推進(jìn)8英寸產(chǎn)品研發(fā)，穩(wěn)步提升產(chǎn)品市場占比1、天岳先進(jìn)：深耕碳化硅襯底研發(fā)，加大研發(fā)投入推動技術(shù)創(chuàng)新天岳先進(jìn)成立于2010年，2020年11月天岳有限整體變更為股份有限公司，并于2021年12月在科創(chuàng)板成功掛牌上市。天岳先進(jìn)自成立以來專注于第三代半導(dǎo)體碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)，主營業(yè)務(wù)是寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅襯底的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，主要產(chǎn)品包括碳化硅半絕緣型和導(dǎo)電型襯底，產(chǎn)品可應(yīng)用于微波電子、電力電子等領(lǐng)域。目前，公司半絕緣型產(chǎn)品已批量供應(yīng)至圈內(nèi)碳化硅半導(dǎo)體行業(yè)的下游核心客戶，同時已被國外知名的半導(dǎo)體公司使用，在導(dǎo)電型碳化硅襯底領(lǐng)域，公司6英寸產(chǎn)品已送樣至多家國內(nèi)外知名客戶，并于2019年中標(biāo)國家電網(wǎng)的采購計劃。天岳先進(jìn)所生產(chǎn)的半絕緣型碳化硅襯底，通過在產(chǎn)品上生成氮化鎵外延層，制得碳化硅基氮化鎵外延片，可以進(jìn)一步制成HEMT等微波射頻器件，應(yīng)用于信息通訊、無線電探測等領(lǐng)域。通過在產(chǎn)品導(dǎo)電型碳化硅襯底上生長碳化硅外延層，制得碳化硅同質(zhì)外延片，可以進(jìn)一步制成肖特基二極管、MOSFET、IGBT等功率期間，應(yīng)用在新能源汽車、軌道交通，以及大功率輸電變電等領(lǐng)域。此外，公司還銷售生產(chǎn)過程中無法達(dá)到半導(dǎo)體級要求的晶棒、不合格襯底等其他業(yè)務(wù)產(chǎn)品。非半導(dǎo)體級的半絕緣型碳化硅晶棒可作為寶石晶棒用于加工制成莫桑鉆等珠寶首飾進(jìn)入消費(fèi)品市場，或用于設(shè)備研發(fā)與測試等領(lǐng)域。天岳先進(jìn)專注于碳化硅襯底材料的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，主要是通過向碳化硅半導(dǎo)體行業(yè)的下游企業(yè)、科研院所等客戶銷售碳化硅襯底產(chǎn)品實現(xiàn)收入和利潤，加之部分不合格的晶棒和襯底等其他業(yè)務(wù)產(chǎn)品。在原材料采購方面，公司采購以“安全、品質(zhì)”為導(dǎo)向建立了采購相關(guān)制度、管理流程和業(yè)務(wù)規(guī)范，總體上，天岳先進(jìn)采取“以產(chǎn)定購、戰(zhàn)略備貨”相結(jié)合的采購模式，采購的種類包括長晶所需物料、加工所需耗材、生產(chǎn)及檢測設(shè)備、備品備件等。在生產(chǎn)模式上，公司實行以訂單生產(chǎn)為主的生產(chǎn)模式；在銷售模式中，采取直銷的銷售方式，推動各類營銷工作順利開展。天岳先進(jìn)結(jié)合行業(yè)的未來發(fā)展趨勢，開展國內(nèi)領(lǐng)先水平的項目研發(fā)，研發(fā)的方向主要為大尺寸襯底的技術(shù)研發(fā)、襯底生長及缺陷控制。在大尺寸襯底研發(fā)方面，有8英寸寬禁帶碳化硅半導(dǎo)體單晶生長及襯底加工關(guān)鍵技術(shù)項目等，公司抓住市場發(fā)展機(jī)遇，持續(xù)提高對大尺寸襯底的研發(fā)。在襯底生長及缺陷控制方面，持續(xù)提高襯底的良品率，提升公司產(chǎn)品質(zhì)量，同時公司還開展碳化硅生長過程中微管、位錯、雜質(zhì)等缺陷控制技術(shù)的研究。2018年以來，天岳先進(jìn)持續(xù)加大研發(fā)投入力度，研發(fā)費(fèi)用保持高增速的發(fā)展態(tài)勢，2022年前三季度天岳先進(jìn)的研發(fā)費(fèi)用共計0.87億元，較2021年同期增長了22.84%。2、天科合達(dá)：加快推進(jìn)IPO進(jìn)程，穩(wěn)步投入8英寸產(chǎn)品研發(fā)北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司成立于2006年9月，由新疆天富集團(tuán)、中科院物理研究所共同設(shè)立，2021年11月，北京證監(jiān)局正式受理了天科合達(dá)的IPO輔導(dǎo)備案申請。天科合達(dá)是從事碳化硅晶片及相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的企業(yè)，自成立以來專注于碳化硅晶體生長和晶片加工的技術(shù)研發(fā)，掌握了覆蓋碳化硅晶片生產(chǎn)的“設(shè)備研制、原料合成、晶體生長、晶片加工、清洗檢測”全流程關(guān)鍵技術(shù)和工藝，具備規(guī)?；?yīng)大尺寸、高品質(zhì)碳化硅晶片的生產(chǎn)能力，形成了以碳化硅晶片為核心、覆蓋其他碳化硅產(chǎn)品和碳化硅單晶生長爐的業(yè)務(wù)主線。天科合達(dá)是國內(nèi)最早實現(xiàn)碳化硅晶片產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，先后研制出2英寸、3英寸、4英寸碳化硅襯底，在2014年國內(nèi)首次研制出6英寸碳化硅晶片，并形成規(guī)?；a(chǎn)能力，工藝技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地區(qū)。目前天科合達(dá)已具備成熟的6英寸晶片制備技術(shù)，8英寸產(chǎn)品也處在研發(fā)階段。在產(chǎn)品方面，天科合達(dá)主要產(chǎn)品包括碳化硅晶片、碳化硅晶體、莫桑鉆、碳化硅單晶生長爐等，還開展切磨拋代加工、清洗、返拋等服務(wù)。公司擁有兩處完整的集晶體生長、晶體加工、清洗檢測的全套碳化硅晶片生產(chǎn)基地，三家全資子公司分別衛(wèi)浴沈陽市、石河子市、徐州市。目前天科合達(dá)在北京、徐州、新疆等地相繼建成了完備的碳化硅襯底生產(chǎn)線，并接連擴(kuò)產(chǎn)，碳化硅襯底產(chǎn)能規(guī)模已超過50萬片，投資額超60億元。其中深圳市重投天科半導(dǎo)體項目，是有重投集團(tuán)聯(lián)合天科合達(dá)、寧德時代等各方設(shè)立的、著力建設(shè)國內(nèi)領(lǐng)先的6英寸碳化硅單晶和外延生產(chǎn)線，項目一期投資32.7億元，達(dá)產(chǎn)后將實現(xiàn)年產(chǎn)10萬片碳化硅襯底和25萬片外延片。該項目重點(diǎn)布局6英寸碳化硅單晶襯底及碳化硅外延片材料，解決下游客戶在軌道交通、新能源汽車、分布式新能源、智能電網(wǎng)、高端電源、5G通訊、人工智能等重點(diǎn)領(lǐng)域在碳化硅器件產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的原材料基礎(chǔ)保障和供2023年2月，天科合達(dá)完成Pre-IPO輪融資，投資方包括京銘資本體系京銘鴻瑞產(chǎn)業(yè)基金、歷金銘科產(chǎn)業(yè)基金以及青島匯鑄英才產(chǎn)業(yè)基金等。隨著企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，天科合達(dá)目前已向國內(nèi)80多家單位批量供應(yīng)碳化硅晶片，大量出口中國臺灣、歐美、日本等20多個地區(qū)和國家，國內(nèi)主要客戶有華為、中電科集團(tuán)、中芯國際、國家電網(wǎng)、中國中車、比亞迪、小米汽車等，國際客戶有英飛凌、Onsemi、博