碳化硅专题报告( 32 页)

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目录

1.SiC 电气特性优越，有望成为最具前景的半导体材料之一...... 4

1.1 半导体材料分种类众多，市场规模稳健增长.... 4

1.2 SiC 电气特性优越，有望成为半导体领域最具前景的材料之一.... 7

2.碳化硅下游应用广泛，国内厂商份额较低.... 9

2.1 产业链各环节介绍...... 9

2.1.1 半绝缘型SiC 衬底在射频器件上的应用..... 11

2.1.2 导电型SiC 衬底在功率器件领域的应用..... 13

2.2 竞争格局：海外企业垄断，国内份额较低..... 15

3.下游应用：新能源汽车、光伏驱动行业成长..... 18

3.1 新能源汽车:渗透率不断提升，SiC 器件需求有望逐步放量....... 18

3.2 光伏：光伏新增装机持续增长，逆变器用SiC 市场规模巨大..... 22

3.3 轨道交通：SiC 器件特性优异，已在城轨系统中得到应用.... 24

3.4 智能电网：SiC 器件可有效降低电力损失...... 25

4.政策支持+成本下降，碳化硅国产替代有望加速...... 25

5.投资建议....... 31

6.风险提示....... 32

插图目录

图1：2014-2021 年我国半导体销售额及占全球比重情况..... 4

图2：半导体产业链情况.... 5

图3：半导体材料位于半导体产业链最上游.... 5

图4：半导体材料分类...... 6

图5：2010-2021 年全球半导体材料销售额及同比增长率..... 6

图6：全球半导体晶圆制造材料、封装材料销售额情况...... 6

图7：中国大陆半导体材料销售额及同比增长率.... 7

图8：同规格SiC 器件与硅器件对比...... 9

图9：SiC 产业链...... 10

图10：SiC 衬底与外延片示意图..... 11

图11：SiC 器件制造成本分布....... 11

图12：通信射频系统结构示意图（以智能手机为例） ...... 12

图13：不同材料微波射频器件的应用范围对比.... 12

图14：我国5G 基站建设进展....... 12

图15：不同类型射频器件市场份额预测（功率在3W 以上的射频功率器件，不含手机功率放大器）13

图16：全球SiC 基氮化镓射频器件的市场规模.... 13

图17：硅基与SiC 基MOSFET 对比（100V 电压） ....... 14

图18：硅基IGBT 与SiCMOSFET 对比（40kHz 开关频率） .... 14

图19：SiC 行业主要企业的产业链覆盖情况....... 15

图20：2020 年上半年全球SiC 衬底市场份额占比...... 16

图21：2020 年导电型SiC 衬底市场竞争格局...... 16

图22：2020 年半绝缘型SiC 衬底竞争格局.... 16

图23：SiC 功率器件的行业竞争格局（2020 年） ...... 17

图24：SiC 功率器件的下游应用领域分布情况..... 17

图25：SiC 器件下游应用领域....... 18

图26：SiC 市场规模....... 18

图27：全球新能源汽车销量及占比情况...... 19

图28：中国新能源汽车销量及占比情况...... 19

图29：SiC 器件在新能源车的应用....... 20

图30：SiC 器件成本构成图..... 22

图31：全球光伏新增装机规模...... 22

图32：中国光伏新增装机规模...... 22

图33：SiC 方案逆变器转化效率..... 23

图34：SiC 方案逆变器能力损耗..... 23

图35：光伏逆变器中采用SiC 方案的渗透率...... 23

图36：SiC 器件在轨道交通中渗透率预测..... 25

图37：Wolfspeed 公司SiC 衬底向大尺寸方向演进（2018 年） ...... 27

图38：8 吋晶圆相较6 吋可多切近90%数量芯片，边缘浪费降低7% ....... 27

图39：天岳先进2018 年-2021 年上半年衬底和晶棒良率情况.... 28

图40：SiC 成本逐渐下降（一） ..... 28

图41：SiC 成本逐渐下降（二） ..... 28

图42：2017-2020 年650V 的SiC SBD 价格持续下降（元/A） ....... 29

图43：2017-2020 年1200V 的SiC SDB 价格持续下降（元/A） ....... 29

图44：Wolfspeed 美国纽约州莫霍克谷工厂....... 30

图45：意法半导体新设SiC 工厂.... 30

表格目录

表1：硅、氮化镓、SiC 物理特性对比..... 8

表2：三代半导体代表性材料、主要特性及应用领域.... 8

表3：SiC 半绝缘型衬底与导电型衬底对比.... 10

表4：功率半导体的应用场景日益丰富....... 14

表5：全球SiC 外延设备主要厂商（2020 年） ..... 16

表6：中国主要的本土SiC 器件厂商（2020 年） ....... 17

表7：主要国家碳中和时间表....... 19

表8：新能源汽车应用SiC 器件情况..... 20

表9：SiC 衬底、SiC 器件、SiC 外延片市场规模预测....... 21

表10：光伏逆变器用SiC 市场规模预测...... 23

表11：国家支持第三代半导体产业、SiC 行业发展相关政策..... 25

表12：海外龙头企业与天岳先进的SiC 衬底量产时间对比...... 29

表13：中国SiC 行业相关产线建设情况...... 31