新能源车对碳化硅产业发展需求分析( 41 页)

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目录

1. 解决里程焦虑，碳化硅是新能源汽车800V 高压快充标配 ....... 5

1.1. 新能源汽车：特斯拉引领主驱搭载碳化硅，其他主流厂商上车潮渐进..... 6

1.2. 充电桩：800V 车型渗透，桩端升压、提效需求拉动碳化硅应用 ..... 10

1.3. 光伏：应用碳化硅可提升光伏逆变器转换效率，二极管率先开启渗透....... 12

2. 产业链各环节迈向国产化，技术、产能、客户三要素制胜 .... 14

2.1. 衬底：国产衬底产能释放拉动降本，重视各厂商产能实际交付能力....... 15

2.2. 长晶炉：受益于国内衬底厂商扩产潮，碳化硅长晶炉需求高增长....... 20

2.3. 外延：外延炉逐步国产化，上游衬底、下游代工厂商均向外延环节延伸....... 23

2.4. 器件：国产厂商技术研发、产能扩建并举，24 年有望成为国产化元年...... 25

3. 海外大厂风向标 .... 28

3.1. 扩产：海外大厂积极扩建碳化硅产能，产业链上下游合作、收购频发....... 28

3.2. 技术：8 英寸普及尚需时日，平面与沟槽器件结构共存.... 31

3.3. 衬底龙头Wolfspeed 稳中向好，海外大厂均积极看待行业前景.... 33

4. 投资建议：关注具备技术、客户先发优势的国产厂商 .... 35

4.1. 天岳先进：国产碳化硅衬底龙头扩产、拓客并举，业绩拐点将至....... 35

4.2. 晶升股份：国产碳化硅长晶炉龙头，受益三安、F 等大客户扩产 ....... 37

4.3. 中芯集成：国产车规级代工龙头，扩产碳化硅、功率IC 打开长期空间..... 38

4.4. 斯达半导：国产IGBT 模块龙头，自主芯片的碳化硅主驱模块小批量 ....... 39

5. 风险提示 .... 41

图表目录

图1： 碳化硅器件分应用领域市场规模预测（单位：亿美元）....... 6

图2： SiC 器件和Si 器件能量损耗对比 ...... 6

图3： SiC 器件的应用可减小主驱系统体积.... 6

图4： 碳化硅渗透率预测....... 9

图5： 碳化硅车型销量预测（单位：万辆）....... 9

图6： SiC 器件适配高功率充电模块需求...... 10

图7： 采用Vienna PFC 转换器拓扑的纯电动车三级充电桩 ....... 11

图8： 采用SiC 二极管替代Si 二极管有望使效率提升0.3% ...... 13

图9： SiC MOSFET 可以改善光伏逆变器性能 ..... 13

图10： SiC 的主要替代方案.... 13

图11： 碳化硅产业链各环节现状 ....... 15

图12： 碳化硅产业链....... 15

图13： 碳化硅衬底制造的主要难点....... 16

图14： 2021 年碳化硅功率器件成本结构...... 16

图15： 21-22 年全球SiC 衬底市场格局 .... 16

图16： 衬底晶体缺陷图示....... 17

图17： 衬底晶体缺陷会延伸至外延层....... 17

图18： 8 英寸SiC 衬底提高芯片产出.... 17

图19： 公司D 碳化硅业务营收及净利率 ...... 20

图20： 公司L 碳化硅业务营收及净利率 ...... 20

图21： 天岳先进前五大客户营收占比....... 20

图22： 天岳先进客户资源优质....... 20

图23： 国内衬底厂商梯队图....... 22

图24： 国内主流衬底厂商净利润情况（单位：百万元）....... 22

图25： 2020 年SiC 外延片竞争格局...... 24

图26： 重投天科年产10 万片碳化硅外延项目公示..... 25

图27： 2021 年全球SiC 功率器件竞争格局...... 25

图28： 海外大厂2022 年扩产投资额（单位：亿元）..... 28

图29： 全球企业8 英寸SiC 晶圆进展....... 32

图30： 降低晶圆成本的多种途径....... 32

图31： 平面型与沟槽型SiC MOSFET 结构示意图 ...... 33

图32： 两种结构的SiC MOSFET 性能目前没有显著差异 ...... 33

图33： Wolfspeed 营收及毛利率情况..... 34

图34： 天岳先进营收情况....... 36

图35： 天岳先进扣非后归母净利润情况....... 36

图36： 天岳先进期间费用率情况....... 36

图37： 天岳先进毛利率、净利率情况....... 36

图38： 天岳先进分业务营收情况（单位：亿元）....... 37

图39： 天岳先进分业务毛利率情况....... 37

图40： 晶升股份营收情况....... 37

图41： 晶升股份归母净利润情况....... 37

图42： 晶升股份分产品营业收入（单位：亿元）....... 38

图43： 晶升股份分产品毛利率....... 38

图44： 中芯集成营收情况....... 38

图45： 中芯集成归母净利润情况....... 38

图46： 中芯集成期间费用率情况....... 39

图47： 中芯集成毛利率、归母净利率情况....... 39

图48： 中芯集成产能及产能利用率情况....... 39

图49： 中芯集成分产品产能情况（截至23 年中报）..... 39

图50： 斯达半导营收情况....... 40

图51： 斯达半导分应用领域营收占比....... 40

图52： 斯达半导主营业务分产品营收占比....... 40

图53： 斯达半导主营业务分地区营收占比....... 40

表1： 三代半导体性能指标对比....... 5

表2： 碳化硅在汽车主驱、OBC、DC/DC 的应用情况 ..... 7

表3： 主流车企已上市及待上市碳化硅车型一览....... 7

表4： 主流碳化硅车型一览（红底为23H2/24 年上市车型）....... 8

表5： 全球新能源汽车SiC 器件市场规模预测..... 10

表6： 充电桩SiC 器件应用进展..... 11

表7： 全球充电桩SiC 器件市场规模预测..... 12

表8： 光伏逆变器SiC 器件应用进展..... 14

表9： 全球光伏SiC 器件市场规模预测..... 14

表10： 不同碳化硅器件对衬底的品质要求....... 17

表11： 各厂商8 英寸SiC 衬底研发成功及量产时间 ....... 17

表12： 碳化硅长晶方式对比....... 18

表13： 发展液相法的碳化硅衬底厂商情况....... 19

表14： 国内主要碳化硅材料厂商扩产规划（万片/年） ..... 19

表15： 23-26 年碳化硅单晶炉市场总空间测算 .... 20

表16： 国内外碳化硅单晶炉厂商竞争格局....... 21

表17： 国内主要半导体硅片厂商计划自产或在研晶体生长设备情况....... 21

表18： 各类晶体生长设备的共性基础技术....... 22

表19： SiC 外延分为异质/同质两种类型 ...... 23

表20： SiC 外延常见的缺陷类型.... 23

表21： 国内外碳化硅外延厂商产品/产能布局 ..... 24

表22： 国产厂商碳化硅器件设计&研发进展 ....... 26

表23： 国产厂商碳化硅产线建设进展....... 26

表24： 中国新能源乘用车功率模块装机量（单位：万套）....... 27

表25： 2022 年国外SiC 项目进展概况...... 28

表26： 今年以来海外大厂合作事件....... 29

表27： 2019 年至今全球SiC 企业并购案件...... 31

表28： SiC 龙头企业产线情况及产能规划.... 34

表29： SiC 龙头企业业绩预期及重大合作/订单 ...... 35

表30： 斯达半导SiC 相关产能规划....... 41