碳化硅行業(yè)專題報告：關注國產襯底廠商擴產、器件廠商上車進展

碳化硅行業(yè)專題報告：關注國產襯底廠商擴產、器件廠商上車進展1.解決里程焦慮，碳化硅是新能源汽車800V高壓快充標配SiC屬于第三代半導體，性能參數(shù)優(yōu)異。以碳化硅為代表的第三代半導體材料具有禁帶寬度大、飽和電子漂移速率高、熱導率高、擊穿電場強度高等優(yōu)勢：1）更大的禁帶寬度可以保證材料在高溫下，電子不易發(fā)生躍遷，本征激發(fā)弱，從而耐受更高的工作溫度。碳化硅的禁帶寬度約為硅的3倍，理論工作溫度可達400℃以上。2）飽和電子漂移速率指電子在半導體材料中的最大定向移動速度，決定器件的開關頻率。碳化硅的飽和電子漂移速率是硅的兩倍，有助于提高工作頻率，將器件小型化。3）高溫是影響器件壽命的主要原因之一，熱導率代表了材料的導熱能力，碳化硅的高熱導率可以有效傳導熱量，降低器件溫度，維持正常工作。4）臨界擊穿場強指材料發(fā)生電擊穿的電場強度，一旦超過該數(shù)值，材料將失去絕緣性能，進而決定了材料的耐壓性能。碳化硅的臨界擊穿場強約為硅的10倍，能夠耐受更高的電壓，更適用于高電壓器件。碳化硅器件旨在為應用系統(tǒng)“增效+降本”，新能源汽車貢獻主要市場。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2022年碳化硅功率器件市場規(guī)模為18億美元，2028年有望達到89億美元，22-28年CAGR高達31%。碳化硅功率器件可應用于汽車、能源、交通、工業(yè)等多個領域，其中汽車占據(jù)主導地位，市場規(guī)模占比超過七成，2022年市場規(guī)模為13億美元，2028年有望達到66億美元，22-28年CAGR高達32%。1.1.新能源汽車：特斯拉引領主驅搭載碳化硅，其他主流廠商上車潮漸進SiC方案可實現(xiàn)新能源汽車三電系統(tǒng)降本、增效。碳化硅憑借高效率、高功率密度等優(yōu)異特性，為應用系統(tǒng)“降本+增效”。以新能源汽車主驅為例，根據(jù)ST測算，碳化硅逆變器效率比IGBT逆變器高3.4%，可以有效提升續(xù)航、節(jié)省電池成本。此外，由于碳化硅逆變器體積較小，還可搭載成本更低的冷卻系統(tǒng)，從而降低整車成本。因此新能源汽車主驅逆變器、車載OBC、DC/DC轉換器已率先開啟SiCSBD、SiCMOS的滲透。SiC在汽車主驅、OBC、DC/DC系統(tǒng)中均已開啟滲透。1）主驅：SiC在純電動車、混動車主驅上都有應用。2018年，特斯拉率先將SiC應用于Model3，開啟主驅逆變SiC器件的大規(guī)模商業(yè)化應用，Model3全車搭載24個SiC模塊，拆開封裝每顆有2個SiC裸晶（Die），共計搭載48顆SiCMOSFET。后續(xù)有比亞迪、蔚小理、吉利等車企跟進。2）OBC、DC/DC：相比SiC主驅逆變器，OBC、DC/DC所使用的SiCMOS允許更高的導通電阻，技術成熟度更高，比亞迪于18年就開始在OBC中應用碳化硅器件。主流車企加速推出搭載碳化硅的車型。據(jù)統(tǒng)計，全球大部分主流車企均已有碳化硅車型上市，暫未上市的廠商也有概念車或合作消息公布，如標致的InceptionEV概念車、寶馬與安森美簽訂供貨協(xié)議等，說明碳化硅的應用方案已經得到終端車企的廣泛認可。23年已有多款20-25萬元價格段的標配碳化硅車型上市，助力碳化硅加速滲透。根據(jù)汽車之家數(shù)據(jù)，23年有小鵬G6、極氪X、智己LS6等多款20-25萬元價格段的標配碳化硅車型上市，可見新勢力車企的高性能策略已強勢拉動碳化硅滲透，未來仍將有同價格段車型如極氪007等上市。特斯拉引領、其他車企跟進搭載碳化硅，23年1-8月其他車企已貢獻25%碳化硅車型銷量。特斯拉作為行業(yè)中首個大規(guī)模應用碳化硅的車企，旗下Model3、ModelY車型銷量火爆，近年來在國內外造車新勢力的共同努力下，市場結構逐漸走向多元化。根據(jù)我們的測算，其他車企在碳化硅車型中的銷量占比2023年1-8月已達到25%，其他車企碳化硅滲透率已達8%，未來滲透率有望逐年提升，與特斯拉共同拉動碳化硅滲透?；谝韵潞诵募僭O：1）電動車滲透率逐年提升；2）純電動車的SiC器件主要應用于主驅、OBC、DC/DC；3）伴隨碳化硅國產襯底產能釋放、國產器件實現(xiàn)技術追趕，器件平均價格有望每年降低15%，從而拉動碳化硅在純電車中滲透。我們預測25年全球新能源汽車SiC器件市場規(guī)模有望達到194億元，23-25年CAGR達50%。1.2.充電樁：800V車型滲透，樁端升壓、提效需求拉動碳化硅應用SiC器件的耐高壓、高頻特性適配直流快充樁需求。要滿足新能源汽車快充需求，直流快充樁電壓需要提升到800-1000V，所用功率器件耐壓必須提高到1200V以上，適合應用碳化硅。同時，使用碳化硅器件還可降低拓撲復雜度，減少驅動配套電路數(shù)量與功率器件用量，從而降低充電樁體積及系統(tǒng)成本。此外，對于運營商而言，應用SiC器件還可以減少開關損耗，提升轉換效率，提高營業(yè)利潤。充電模塊功率提升，國內外樁端廠商積極布局搭載碳化硅的產品。南方電網、巨灣技研、FreeWire、Rhombus等國內外多廠商均已發(fā)布碳化硅技術為核心的充電樁項目，據(jù)中關村天河寬禁帶半導體技術創(chuàng)新聯(lián)盟介紹，采用碳化硅充電模塊的功率可以達到60kW以上，而采用IGBT單管的設計僅達到15-30kW水平。未來伴隨直流充電樁功率提高，碳化硅滲透率有望快速提升?；谝韵潞诵募僭O：1）汽車留存率隨時間推移而下降；2）國內公用車樁比逐年下降，直流樁占比逐年提升；3）海外公用車樁比逐年下降，直流樁占比與中國保持一致；4）由于SiC二極管應用方案較為成熟，而SiC模塊需要等待800V車型滲透率進一步提高才能大規(guī)模應用，因此假設SiC二極管滲透率勻速提升，SiC模塊滲透率加速提升；5）SiC二極管價格保持穩(wěn)定，SiC模塊由于替代元件存在先后順序，每千瓦價值量將逐年提升，直至全面替代。我們預測2025年全球充電樁SiC器件市場規(guī)模有望達到74億元，22-25年CAGR高達330%，高增速主要來自SiC模塊的加速滲透。1.3.光伏：應用碳化硅可提升光伏逆變器轉換效率，二極管率先開啟滲透SiC器件物理特性優(yōu)良，顯著提升光伏逆變器轉換效率。根據(jù)SimonWall等人在《High-efficiencyPVinverterwithSiC》的研究中，在50KW的組串式逆變器中，Si二極管被SiC二極管替代后有望實現(xiàn)0.3%的系統(tǒng)效率提升。根據(jù)天科合達招股說明書，使用全SiCMOSFET或SiCMOSFET與SiCSBD結合的功率模塊的光伏逆變器，轉換效率可從96%提升至99%以上，能量損耗降低50%以上，設備循環(huán)壽命提升50倍。根據(jù)英飛凌，目前在光伏逆變器的DC/DC升壓電路、DC/AC逆變電路中均有碳化硅器件的替代方案，考慮經濟因素，主要有IGBT+SiCSBD和SiCMOSFET兩類方案，應用端、功率器件及光伏逆變器廠商都積極推出相關產品。基于以下核心假設：1）分布式光伏占比逐年提高；2）SiC器件只應用于分布式光伏，不應用于集中式光伏；3）由于光伏產品成熟度高，對全新方案的接受度較低，因此假設SiC二極管滲透率快速增長，SiC模塊的滲透率緩慢提升。我們預測2025年全球光伏SiC器件市場規(guī)模有望達到5億元，22-25年CAGR達54%。2.產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)邁向國產化，技術、產能、客戶三要素制勝技術（降本能力）、產能（有效產能）、客戶關系為決定競爭格局的關鍵要素。碳化硅產業(yè)鏈自上而下包括襯底、外延、器件設計、晶圓制造、模塊封裝等環(huán)節(jié)，其中，襯底端為當前的有效產能瓶頸、降本瓶頸環(huán)節(jié)，器件端國產化、IDM是大趨勢，技術、產能、客戶關系為決定各環(huán)節(jié)競爭格局的關鍵要素，建議關注國產襯底廠商擴產、國產器件廠商量產節(jié)奏。2.1.襯底：國產襯底產能釋放拉動降本，重視各廠商產能實際交付能力SiC襯底位于產業(yè)鏈上游，根據(jù)電學性能不同可分為半絕緣型、導電型襯底。為滿足下游應用市場對于不同功能芯片的需求，需要制備不同電學性能的碳化硅襯底。根據(jù)工信部文件，一類是具有高電阻率（電阻率≥105Ω·cm）的半絕緣型碳化硅襯底，該類襯底采用氮化鎵外延，制成射頻器件，應用于信息通訊、無線電探測等領域；另一類是低電阻率（電阻率區(qū)間為15~30mΩ·cm）的導電型碳化硅襯底，該類襯底采用碳化硅外延，制成功率器件，應用于新能源汽車、光伏&儲能逆變器、新能源汽車充電樁等領域。SiC價格較高限制應用放量，襯底是產業(yè)鏈的核心降本環(huán)節(jié)。碳化硅材料具有高熔點、高硬度屬性，制造所需的工藝難度遠高于硅基材料，且由于碳化硅晶體生長速率慢、產品良率低，碳化硅襯底的生產周期遠大于傳統(tǒng)硅基。根據(jù)芯八哥數(shù)據(jù)，2021年碳化硅器件制造成本結構中，襯底成本占比約46%，未來，襯底逐步降本有望打開碳化硅市場天花板。供給端，海外廠商在SiC襯底賽道具備先發(fā)優(yōu)勢，國產廠商加速釋放產能。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2022年全球碳化硅襯底市場中，美國Wolfspeed、美國Ⅱ-Ⅵ和日本Rohm（收購德國SICrystal）三家企業(yè)合計占據(jù)全球約72%的市場份額。中國公司天科合達、天岳先進努力追趕，22年導電型襯底合計實現(xiàn)營收1.04億美元，合計占比15%，同比+5pct。技術端，SiC襯底環(huán)節(jié)尚存多條技術升級、迭代路徑，國產廠商加碼研發(fā)。目前全球各大廠商量產的SiC襯底均以PVT法制造的6英寸產品為主，海外龍頭研發(fā)歷史久遠、技術積累豐富，在長晶速度、缺陷密度等方面領先，國產廠商正在加速追趕，公司已進入全球第一梯隊。①性能參數(shù)優(yōu)化方面，降低位錯缺陷、微管缺陷為關鍵技術方向碳化硅器件制造在襯底外延生長的外延層上實現(xiàn)，碳化硅晶體關鍵技術指標包括位錯缺陷（TD）、微管缺陷（MP），會延伸至外延層、從而影響器件品質。降低襯底缺陷是襯底廠商積累know-how的關鍵技術方向，一方面，SiCMOS對晶體材料的品質要求高于SiCSBD，對晶體缺陷指標要求更高；另一方面，降低襯底晶體缺陷指標能夠提升器件制造良率、品質，從而降低器件制造成本。②襯底尺寸方面，8英寸襯底有待規(guī)模化量產Wolfspeed是全球首家推出8英寸SiC襯底的廠商，目前已實現(xiàn)量產，根據(jù)Wolfspeed數(shù)據(jù)，對于32平方毫米的芯片（Die），一張8英寸晶圓可提高約90%的芯片產出，將單位綜合成本降低50%，因此8英寸乃至更高英寸是未來關鍵技術方向。根據(jù)行家說三代半數(shù)據(jù)，除Wolfspeed外，其他國際SiC大廠預計將于2-3年內量產8英寸SiC襯底，同時22年以來，以天岳先進為代表的國產襯底廠商均已成功研發(fā)8英寸SiC襯底樣片，且天岳先進已于23H1實現(xiàn)小批量銷售。③長晶方式方面，液相法（LPE）技術有待進一步突破物理氣相傳輸法（PVT）為國際主流大規(guī)模應用的生產方法。目前碳化硅單晶的制備方法主要有：物理氣相傳輸法（PVT）、頂部籽晶溶液生長法（TSSG）、高溫化學氣相沉積法（HT-CVD）。其中，PVT法具有設備簡單，操作容易控制，設備價格以及運行成本低等優(yōu)點，成為工業(yè)生產所采用的主要方法。液相法（LPE）在長晶成本、品質方面具備優(yōu)勢，技術有待進一步突破。液相法（LPE）可解決PVT法缺陷密度高、擴徑困難、晶體生長過程不可監(jiān)測等制約碳化硅發(fā)展的關鍵問題，同時具備以下多方面優(yōu)勢，1）生長成本低：相較于PVT法長晶，LPE法省去了制備高純碳化硅晶體粉末的需要，從原料上可節(jié)省部分成本，同時LPE法溫度更低，整個過程相對比較穩(wěn)定，重復性和可靠性相對較好，良率有望得到提升，進而降低成本；2）缺陷密度低：受益于液體環(huán)境的生長過程，螺位錯、刃位錯可以轉移，可通過橫向傳導排出位錯；3）適合P型晶體生長：受益于液相法溫度較低，可以直接在溶液里做元素摻雜，較易實現(xiàn)P型晶體的制備，P型碳化硅襯底更加適配軌道交通、特高壓輸電等高壓場景。產能端，國產SiC襯底廠商產能快速擴張。根據(jù)各公司公告，國產碳化硅襯底廠商2022年產能約為61萬片/年，預計至2026年總產能有望達到600萬片/年-650萬片/年，22-26年產能CAGR超70%，國產SiC襯底廠商積極擴產、把握碳化硅市場窗口期。劣等產能將被市場出清，重視國產廠商產能實際交付能力。盡管各國產廠商規(guī)劃產能增速極高，但由于碳化硅襯底存在降低缺陷密度等技術門檻，因此并非所有規(guī)劃產能均能如期實際交付，以公司D、公司L為例，其23年營收增幅有限、盈利能力承壓，因此部分廠商未來可能出現(xiàn)技術落后將導致盈利能力不佳，從而放緩擴產節(jié)奏，最終尾部廠商將主動或被動完成產能出清。客戶端，以天岳為代表的頭部國產襯底廠商已成功出海至英飛凌、博世等國際大廠。21年及之前，天岳先進主要向以客戶A、客戶B為主的無線電探測、信息通信行業(yè)廠商供應半絕緣型SiC襯底，22年公司實現(xiàn)將部分產能轉移至導電型襯底后，陸續(xù)與國家電網、客戶A、客戶B、客戶E、客戶F等建立合作關系，并與英飛凌、博世集團等海外大廠簽訂長期合作協(xié)議，至23H1，公司前五大客戶營收占比已下降至52%。2.2.長晶爐：受益于國內襯底廠商擴產潮，碳化硅長晶爐需求高增長結合碳化硅單晶爐年產量、價格等數(shù)據(jù)進行測算，23-26年國內碳化硅單晶爐市場總空間約88億元，設備需求預計將于未來四年內陸續(xù)釋放。本土設備廠商快速成長，已占據(jù)國內碳化硅單晶爐主要市場份額。國內碳化硅晶體生長設備主流廠商包括北方華創(chuàng)、晶升裝備等，北方華創(chuàng)主要供應天岳先進等多家碳化硅襯底廠商，占國內碳化硅廠商采購份額的比重約50%以上；公司主要面向三安光電、東尼電子、浙江晶越等多家客戶，市占率約27.47%-29.01%。寧波恒普、沈陽中科漢達、科友半導體、山東力冠微等其他國內公司尚處于小批量供應或樣機開發(fā)及驗證階段。我們判斷，碳化硅長晶設備開發(fā)壁壘介于藍寶石、半導體級硅基材料之間，且短期內由于襯底廠商利用外購設備、加速搶占市場入口，長期來看，碳化硅長晶爐標準未定，襯底廠商應維持一定比例長晶爐外購，以保障技術迭代的靈活性，因此碳化硅襯底廠商自研/外購設備將長期共存。未來，碳化硅單晶爐供應商的分化將伴隨技術能力分化而出現(xiàn)，材料廠商、設備廠商均需持續(xù)推進新技術研發(fā)、共逐技術護城河。1）短期：設備研發(fā)存在較長周期，襯底廠商利用外購設備、加速搶占市場入口下游襯底環(huán)節(jié)行業(yè)格局未定，襯底廠商處于搶占襯底市場入口階段。由于進入碳化硅襯底市場需要長期的技術積累，目前碳化硅襯底市場主要由美歐日廠商主導，2021年Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ、SiCrystal、SKSiltron合計占據(jù)全球超90%市場份額，國內第一梯隊廠商包括天岳先進、天科合達等，其余中小襯底廠商數(shù)量已超30余家，大量廠商處于搶占襯底市場入口階段，短期內盈利波動使得國內中小襯底廠商難以兼顧設備研發(fā)及生產，因此通過外購設備、快速搶占市場入口。碳化硅單晶爐開發(fā)周期較長，設備廠商基于技術同源性、快速響應客戶需求。碳化硅單晶爐開發(fā)周期分為設計環(huán)節(jié)和生產環(huán)節(jié)，設計環(huán)節(jié)需根據(jù)客戶需求確定相應的設計方案，生產環(huán)節(jié)中需根據(jù)設計方案生產系統(tǒng)部裝、整機調試等，根據(jù)環(huán)球晶圓，碳化硅長晶爐開發(fā)周期長達2年。設備廠商基于技術同源性、可快速響應客戶需求，以晶升裝備為例，藍寶石、半導體級、碳化硅三類設備均運用設備設計、數(shù)值建模及仿真、熱場設計與模擬、晶體生長控制、工藝開發(fā)等核心技術，具有一定的共通價值及關聯(lián)性。2）長期：碳化硅單晶爐標準未定，襯底廠商自研、外購設備將長期共存碳化硅單晶爐目前標準未定，仍存在性能參數(shù)優(yōu)化、襯底尺寸擴大等技術升級迭代空間，因此襯底廠商應維持一定比例長晶爐外購，以保障技術迭代的靈活性。2.3.外延：外延爐逐步國產化，上游襯底、下游代工廠商均向外延環(huán)節(jié)延伸外延工藝必不可少。與傳統(tǒng)硅器件不同，碳化硅器件不能直接制作在襯底上，需要在襯底上生長一層晶相同、質量更高的單晶薄膜(外延層)，再制作器件。外延可分為①同質外延：在導電型SiC襯底生長SiC，常用于低功率器件/射頻器件/光電器件；②異質外延：在半絕緣Sic襯底生長GaN，常用于高功率器件。外延晶體更優(yōu)質可控，層厚越大，耐壓越高。碳化硅晶體生長的過程中會不可避免地產生缺陷、引入雜質，導致質量和性能不足，而外延層的生長可以消除襯底中的某些缺陷，使晶格排列整齊。外延厚度越大（難度越大），能承受的電壓越高，一般100V電壓需要1μm厚度外延，600V需要6μm，1200-1700V需要10-15μm，15000V則需要上百微米（約150μm）。SiC外延需嚴格控制缺陷，工藝難度大。SiC外延會復制襯底的晶體結構，因此外延層缺陷包括來自襯底的缺陷（如微管、貫穿螺型位錯TSD、貫穿刃型位錯TED、基平面位錯BPD），以及生長過程的位錯以及宏觀缺陷（如掉落物、三角形缺陷、胡蘿卜缺陷/彗星型缺陷、淺坑、生長的堆垛層錯）。掉落物、三角形缺陷等屬于致命性缺陷。襯底缺陷的TSD和TED基本不影響碳化硅器件性能，只有BPD會引發(fā)器件性能的退化。而生長過程的掉落物、三角形缺陷等是致命性缺陷，一旦出現(xiàn)，會導致器件測試失敗（擊穿電壓VB降低20%~90%），良率大幅降低。低缺陷&厚外延是主要趨勢：隨著器件耐壓等級的提高，外延厚度從過去幾微米發(fā)展到幾十甚至上百微米。Wolfspeed（Cree）的N/P型碳化硅外延厚度均可達到200μm，國內存在一定差距，瀚天天成N型碳化硅外延厚度達40μm，東莞天域N型碳化硅外延厚度做到30μm。受限進口外延爐供貨短缺，碳化硅外延產能短期具有壟斷性。2020年Wolfspeed與昭和電工分別占據(jù)全球碳化硅導電型外延片市場52%和43%的市場份額，合計高達95%，形成雙寡頭壟斷，2022年國產廠商產能中瀚天天成、東莞天域CR2超80%。上游襯底、下游代工廠商均向外延環(huán)節(jié)延伸，純外延廠商盈利空間受限。相較純外延廠商，碳化硅襯底廠商向下游延伸具有更強的客戶優(yōu)勢，即可為客戶直接供貨外延產品，碳化硅代工廠商向上游延伸具有更強的驗證優(yōu)勢，即外延產品直接在自有晶圓制造產線驗證可縮短驗證周期，未來純碳化硅襯底廠商盈利空間可能受到擠壓。2.4.器件：國產廠商技術研發(fā)、產能擴建并舉，24年有望成為國產化元年供給端，歐美日廠商引領全球碳化硅市場。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2021年SiC市場份額前五廠家均為歐美日企業(yè)，合計占據(jù)93%的市場份額，其中意法半導體依靠與特斯拉的合作占據(jù)全球40%的市場份額。海外廠商起步較早，在全產業(yè)鏈進行布局，尤其在碳化硅襯底、器件環(huán)節(jié)具有豐富量產經驗和深厚技術積累，形成先發(fā)優(yōu)勢。國產廠商器件設計工藝、代工產能擴建并舉。以斯達半導為代表的設計廠商持續(xù)推出導通電阻更低、性能更優(yōu)的碳化硅芯片產品，同時傳統(tǒng)設計公司已開始涉足碳化硅晶圓制造產線建設，擬完成碳化硅IDM能力構建。以中芯集成為代表的代工廠商持續(xù)提升工藝平臺能力、擴建產能。可比國產IGBT上車歷史，24年有望成為碳化硅器件國產化元年。根據(jù)NE時代數(shù)據(jù)，中國新能源乘用車功率模塊裝機量中，23H1前五大國產廠商份額已提升至54%，可比國產IGBT上車歷史，憑借供應本土化優(yōu)勢，國產碳化硅模塊廠商也有望加速上車，24年有望成為碳化硅器件國產化元年。3.海外大廠風向標3.1.擴產：海外大廠積極擴建碳化硅產能，產業(yè)鏈上下游合作、收購頻發(fā)疫情結束加速全球SiC擴產進程。自2018年特斯拉Model3發(fā)布以來，SiC企業(yè)普遍認為市場需求即將爆發(fā)，將擴產安排提上日程，然而新冠疫情的肆虐使得擴產進程不及預期。以SiC頭部企業(yè)羅姆為例，羅姆于2018年6月宣布將在日本筑后市新建一座工廠以擴大SiC產能，從2019年2月開始施工，預期于2020年底竣工，但由于新冠疫情因素，該工廠直至2022年6月才正式投產。如今疫情已是過去時，無論是因疫情停滯的老項目，還是等待時機的新項目，都紛紛啟動建設進程。根據(jù)《2022碳化硅（SiC）產業(yè)調研白皮書》，2022年國外有30個碳化硅相關項目擴產或投產，總投資金額超過800億人民幣，新增襯底產能超過250萬片。海外大廠積極推動上下游合作。根據(jù)我們的統(tǒng)計，23年以來海外大廠已宣布20余項合作。海外大廠對上下游合作青睞有加，主要有以下原因：1）大廠存在技術先進、供應鏈穩(wěn)定、規(guī)模效應等多種競爭優(yōu)勢，更容易在同行中脫穎而出；2）大廠規(guī)模較大，近年又普遍開展擴產計劃，對未來業(yè)務的穩(wěn)定性有更高要求；3）通過上下游的強強聯(lián)合，有利于雙方保持競爭優(yōu)勢，在未來極端情況下可能出現(xiàn)的供給側出清中搶占先機。海外大廠加速并購，以實現(xiàn)產業(yè)鏈垂直整合。如果說企業(yè)合作是一種間接的產業(yè)鏈整合，那么并購就是直接的產業(yè)鏈整合，二者互為補充、互相促進。根據(jù)Evertiq的數(shù)據(jù)，近年來SiC行業(yè)內并購數(shù)量明顯增加，以美國為例，2006-2022年間共發(fā)生9起SiC企業(yè)并購案件，其中7起發(fā)生于2018年及以后。根據(jù)我們的統(tǒng)計，2019年至今全球共發(fā)生16起SiC企業(yè)并購案件，SiC產業(yè)鏈正在海外大廠的推動下快速整合。3.2.技術：8英寸普及尚需時日，平面與溝槽器件結構共存8英寸SiC晶圓量產已經成為現(xiàn)實。2022年4月，Wolfspeed位于紐約的莫霍克谷SiC制造工廠正式開業(yè)，成為全行業(yè)首個實現(xiàn)8英寸SiC晶圓量產的企業(yè)。目前全球企業(yè)都積極布局8英寸SiC晶圓產線，根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，國內外已有十余家企業(yè)將8英寸SiC晶圓量產提上日程，但大部分還處于樣品或小規(guī)模量產的階段。8英寸并非降低成本的唯一途徑。盡管提升晶圓尺寸可以降低SiC晶圓的單價，但SiC晶圓價格高企的主要原因并不在于尺寸，而在于良率低、長晶速度慢等問題。以國產SiC襯底龍頭天岳先進為例，盡管持續(xù)提升工藝水平，但直至2021年6月晶棒良率也僅有50%，襯底良率為75%，而傳統(tǒng)硅器件整體良率可高達99%。此外，SiC晶圓生長約需要10天，而硅棒拉晶只需要2天半。為此，業(yè)內公司極為重視技術創(chuàng)新，從多角度出發(fā)共同尋找降低成本的途徑。SiCMOSFET可分為平面結構與溝槽結構，兩種工藝各有優(yōu)劣。平面結構的優(yōu)點在于工藝簡單，單元一致性較好，雪崩能量較高；缺點在于存在JFET效應，從而增加通態(tài)電阻，寄生電容也較大。溝槽結構的優(yōu)點在于沒有JFET效應，寄生電容小，開關速度快，開關損耗低；缺點在于工藝復雜，單元一致性較差。海外大廠技術路線差異大，兩種結構共存。意法半導體與Wolfspeed的產品目前為平面結構，同時也在研究溝槽結構方案；英飛凌的產品專注于溝槽結構，采用的半包溝槽結構性能較好；羅姆的產品自2015年從平面結構轉型為溝槽結構，此后一直沿用；安森美的產品雖然是平面結構，但在溝槽結構已積累20份有關專利。3.3.襯底龍頭Wolfspeed穩(wěn)中向好，海外大廠均積極看待行業(yè)前景襯底龍頭企業(yè)Wolfspeed發(fā)展穩(wěn)中向好。過去SiC產能不足主要受制于襯底，行業(yè)擴產也主要圍繞襯底展開，我們考察了襯底龍頭企業(yè)Wolfspeed的經營情況，公司近三年的發(fā)展可總結為以下兩階段：1）FY21Q2-FY23Q1：受益于電動車快速放量、疫情趨緩等多重因素，公司營收持續(xù)增長，毛利也始終維持在30%-35%的區(qū)間內。2）FY23Q2-FY24Q1：盡管下游需求保持旺盛，但受限于設備備件短缺和新廠建設延遲，公司產能不及預期，營收總體穩(wěn)定，毛利率有所下降。莫霍克谷工廠未充分利用的成本使FY24Q1毛利率下降了17.4%，如果不考慮該因素，公司FY24Q1毛利率相較FY23Q4上升了3pct。未來伴隨擴產進度加快，營收、毛利率均有望迎來修復式增長。龍頭企業(yè)積極看待行業(yè)前景。近年來行業(yè)加速擴產，市場上普遍存在疑慮：碳化硅行業(yè)是否會出現(xiàn)產能過剩，甚至全行業(yè)虧損的最壞情況，我們認為海外龍頭的經營策略最具指導意義。為此，我們對龍頭企業(yè)從產線、資本支出、產能規(guī)劃、營收規(guī)劃等多方面進行綜合考察，結果顯示，前五大廠商均對行業(yè)前景抱有較積極態(tài)度。4.投資分析4.1.天岳先進：國產碳化硅襯底龍頭擴產、拓客并舉，業(yè)績拐點將至22年業(yè)績受產能調整影響出現(xiàn)下滑，23年已見邊際改善拐點。18-21年，通信基站、無線電探測等市場拉動公司半絕緣型襯底營收快速增長，盡管19、20年因實施股權激勵確認高額股份支付費用，導致管理費用大幅增加，扣除非經常性損益后，公司19-21年均已實現(xiàn)盈利。22年，一方面，疫情封控對公司上下游供應鏈產生較大影響；另一方面，因疫情導致臨港新工廠產能建設滯后，公司戰(zhàn)略性的將濟南工廠部分產能轉向導電型襯底，因此產生的臨時性產能下滑影響公司22年業(yè)績。截至23年中報，濟南工廠已轉型為導電型產品為主，產品結構調整影響單位成本的不利因素逐步消除，臨港新工廠完成第一階段的機電安裝，23H1公司營收恢復高增長、毛利率及凈利率回升，伴隨臨港新工廠產能逐步爬坡，公司業(yè)績拐點將至。分業(yè)務看，22年碳化硅襯底產能調整已完成，營收、盈利能力雙拐點將至。1）碳化硅襯底：包括導電型襯底、半絕緣型襯底兩類產品，2020年及之前，公司業(yè)務核心聚焦半絕緣型碳化硅襯底，營收受通信基站、無線電探測等市場拉動，毛利率伴隨良率提升而提升。22年濟南工廠產能調整導致營收、毛利率均受到一定負面影響，預計伴隨臨港新工廠產能逐步爬坡，公司碳化硅襯底業(yè)務將有望迎來營收、盈利能力雙拐點。2）其他業(yè)務：其他業(yè)務主要為生產過程中無法達到半導體級要求的晶棒、不合格襯底等產品的銷售，其他業(yè)務營收占比已由2018年的38%降低至23H1年的15%，說明公司擴大碳化硅襯底產量的同時，產品不合格率逐漸下降。4.2.晶升股份：國產碳化硅長晶爐龍頭，受益三安、F等大客戶擴