证券研究报告| 行业周报
2021年11月01日电子
价格迎来甜蜜点，SiC应用驶入快车道
技术进步，产品迭代结构持续优化。自Wolfpseed在2011年推出业内首款SiC MOSFET以来，过去十年受限于SiC电力电子器件价格、晶圆质量、工艺技术等限制，始终没有被下游大规模广泛使用。当前在技术层面，SiC衬底位错密度下降，SiC功率晶体设计不断迭代，产品性能，可靠性持续提升；主流晶圆尺寸由4英寸向6英寸过渡，领先厂商已经在大力扩产8英寸，主流产品从SiC二极管转变为SiC MOSFET。
SiC成本下降迎来价格甜蜜点，下游应用市场快速打开。成本层面，SiC电力电子器件价格进一步下降，根据CASA，Mouser，从公开报价来看，1200V SiC SBD与同类Si器件的差距约4.5倍。根据CASA调研，1200V SiC SBD实际成交价与Si器件价差已缩小至2-2.5倍之间，已经达到了甜蜜点。若考虑系统成本（周边的散热、基板等）和能耗等因素，SiC产品已经具备一定竞争力，随着产业链技术更加成熟和产能不断扩充，未来在下游新能源汽车、光伏逆变、消费类电子等市场应用有望加速渗透。
汽车电子驱动SiC需求，我们测算2025年汽车逆变器需求弹性中枢可带来59~65亿美元市场！新能源汽车高速发展，成为SiC电力电子器件需求快速增长的重要驱动力。SiC功率器件已经历从PFC电源到光伏
的应用发展，未来十年新能源汽车、充电设施、、轨道交通等将是主要推动力。根据Yole，到2025年新能源汽车用SiC功率器件市场规模将达到15.5亿美元，2019-2025年CAGR 38%，充电桩增速更是高达90%。特斯拉Model 3和国内比亚迪汉率先在电机控制器中应用SiC模块。我们对新能源车用SiC需求规模弹性进行测算，预计2025年仅逆变器对SiC需求就有望打造59~65亿美元市场，车用SiC即将开启黄金十年！
全球龙头Wolfspeed战略转型聚焦第三代化合物半导体。CREE近两年先后剥离照明及LED产品业务，2021年10月，公司更是正式更名Wolfspeed，彰显未来发展第三代半导体信心。公司具备SiC 垂直产业链能力，营收连续五个季度环比提升，近期与通用汽车签订战略供应商协议，未来公司碳化硅器件将赋能通用汽车电动汽车动力系统。Wolfspeed未来五年10亿美元扩产SiC等三代半核心业务，2022H1有望全球率先实现8英寸SiC晶圆投产。公司1）专利优势；2）规模优势；3）技术优势；4）车规级产品认证壁垒，并且科锐全产业链模式有利于加快研发及产业化，加速扩产、把握品控、提升交货力，巩固市场地位。
三安集成化合物板块全面开花。2014年三安光电成立三安集成，布局化合物半导体；2017年投资南安项目；2020年长沙投资SiC项目。长沙SiC项目涵盖长晶—衬底制作—外延生长—芯片制备—封装产业链，投资总额160亿元。三安集成目前已形成SiC垂直产业链布局。2020年12月，公司成为国内首家完成SiC MOSFET器件量产平台打造的厂商。2021H1三安集成实现营收10.2亿元（不含泉州三安滤波
器实现营收1242.6万元），同比大幅增长170.6%，Q2营收6.1亿元，环比增长48.4%，Q3收入6.5亿元，同比翻倍以上增长。
国内SiC产业链加速布局。国内SiC产业链布局如火如荼，凤凰光学近期公告拟通过定增收购国盛电子和普兴电子100%股权。国盛电子及普兴电子是国内领先的硅外延材料供应商，碳化硅外延材料也已具备量产能力。目前SiC产业链中重要的衬底环节，除了三安光电深度布局，天科合达和山东天岳已在全球范围内占据一定份额，未来随着产业链上厂商持续进行产品研发及产能扩张，国内厂商在SiC时代将加速追赶外资厂商，拉近距离
高度重视国内半导体产业格局将迎来空前重构、变化，以及消费电子细分赛道龙头：1）碳化硅产业链：衬底、外延、器件、模组；2）半导体核心设计：光学芯片、存储、模拟、射频、功率、FPGA、处理器及IP等产业机会；3）半导体代工、封测及配套服务产业链；4）VR、Miniled、面板、光学、电池等细分赛道；5）苹果产业链核心龙头公司。
风险提示：化合物半导体进展不及预期，下游需求不达预期，行业竞争加剧风险。
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行业走势
作者
18座客车分析师郑震湘
执业证书编号：S0680518120002
邮箱：***********************
分析师佘凌星
执业证书编号：S0680520010001
邮箱：********************
研究助理刘嘉元
邮箱：***********************
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3、《电子：中报总结：Q2核心龙头业绩耀眼，行业基本面向上延续》2021-09-06
阿斯顿马丁lagonda内容目录
一、汽车电子驱动SiC功率市场黄金十年 (5)
1.1 功率器件下游应用分布广泛，需求景气度抬升 (5)
1.2 碳化硅：高压、大功率器件核心材料 (8)
1.3 多因素推动，SiC大规模运用甜蜜点到来 (12)
1.3.1 产品升级迭代，性能及稳定性提升打开更大应用市场空间 (12)
1.3.2 SiC成本下降迎来价格甜蜜点 (15)
1.4 新能源汽车是SiC器件最重要驱动力 (18)
二、产业链大力扩产应对需求爆发，国内企业有望同步成长 (25)
2.1 外资厂商主导SiC市场，大力扩产迎接需求 (26)
2.2 国内SiC产业链较完整，加速向国际水平看齐 (35)
三、投资建议 (41)
四、风险提示 (42)
图表目录
图表1：不同化合物半导体应用领域 (5)
图表2：化合物半导体材料性能更为优异 (5)
图表3：半导体材料演进图 (6)
图表4：不同化合物半导体的优势领域 (6)
图表5：SiC和GaN功率半导体市场规模（按应用分） (6)
图表6：SiC功率器件市场规模（百万美元） (7)
图表7：2020年我国SiC、GaN电力电子及射频产业产值（亿元） (7)
图表8：我国SiC、GaN电力电子器件应用市场规模预估（亿元） (7)
图表9：2020年我国SiC、GaN电力电子器件应用市场结构 (8)
图表10：新能源汽车领域SiC、GaN功率市场规模（亿元） (8)
图表11：半导体材料特性对比 (8)
图表12：SiC应用特性和优势 (9)
图表13：SiC产业链 (9)
图表14：SiC肖特管器件的耐压分布 (10)
图表15：Si材料与SiC材料功率器件应用对比 (10)
图表16：SiC MOSFET电流密度可达Si IGBT的两倍 (10)
图表17：SiC应用领域 (11)
图表18：SiC下游应用比例 (11)
图表19：SiC在MOSFET里占比不断提升 (11)
图表20：SiC MOSFET器件未来市场分布 (11)
图表21：车用电机控制器逆变装臵中功率模块的器件材料用量份额趋势 (12)
图表22：DC-DC 转换器中功率器件的应用趋势 (12)
图表23：碳化硅晶体管领域部分供应商产品迭代历程 (13)
图表24：国外SiC衬底技术进展 (13)
图表25：国内SiC衬底技术指标进展 (13)
图表26：两种主流设计方案对比 (14)
图表27：两种SiC MOSFET设计对应制造过程对比 (14)
图表28：Rhom第二代和第三代的SiC MOSFET器件结构 (14)
图表29：第二代和第三代产品各项特性对比 (14)
图表30：SiC MOSFET产品升级迭代进程 (15)
图表31：英飞凌第二代CoolSiC TM性能将进一步提升25-30% (15)
图表32：SiC较Si基产品能够大幅减少Die Size (15)
图表33：目前的主流SiC和Si基IGBT产品 (15)
图表34：硅基IGBT与SiC基MOSFET wafer cost对比 (15)
图表35：SiC MOSFET前道成本拆分 (16)
图表36：部分厂商SiC MOSFET各环节成本占比对比 (16)
图表37：SiC衬底尺寸发展趋势 (16)
图表38：SiC衬底价格（元/cm2） (17)
图表39：SiC外延片成本结构 (17)
图表40：SiC外延片价格（元/cm2） (17)
图表41：650V SiC SBD价格逐年降低（元/A） (18)a5报价
图表42：1200V SiC SBD价格同样逐年降低（元/A） (18)
图表43：SiC MOSFET 2020 年平均价格（元/A） (18)
图表44：650V SiC MOSFET和Si IGBT价格比较（元/A） (18)
图表45：新能源汽车渗透速度超预期 (19)
图表46：SiC功率器件应用发展路径 (19)
图表47：2019年-2025年SiC功率市场规模按应用划分 (19)
道奇挑战者
图表48：SiC器件在新能源汽车中的优势应用 (20)
图表49：丰田的SiC控制器体积缩小80% (20)
图表50：新能源车充电桩对SiC功率器件需求 (21)
图表51：电动汽车电池系统 (21)
图表52：电动汽车充电机系统层面BOM物料清单成本对比 (21)
图表53：特斯拉季度交付量（按车型，辆） (22)
图表54：特斯拉Model 3逆变器拆解 (22)
图表55：特斯拉Model 3逆变器PCB (22)
图表56：比亚迪自主研发SiC MOSFET模块 (23)
图表57：SiC模块是比亚迪电动汽车未来发展方向 (23)
图表58：汽车SiC模块供应链厂商四个维度 (23)
图表59：SiC功率器件市场规模及预测（百万美元） (24)
图表60：新能源汽车用SiC功率器件产能测算 (24)
图表61：科锐预计SiC衬底市场规模在2024年达到11亿美元 (25)
图表62：科锐预计SiC器件市场规模在2024年达到50亿美元 (25)
图表63：弹性测算：2025年纯电动新能源汽车逆变器SiC需求中枢在59-65亿美金 (25)
图表64：国内SiC晶圆产线情况 (26)
图表65：Wolfspeed发展历程 (26)
图表66：Wolfspeed股价复盘 (27)
图表67：科锐引领全球SiC晶圆发展历程 (27)
图表68：Wolfspeed材料产品组合 (28)
图表69：Wolfspeed功率产品组合 (28)
图表70：科锐生产制造及行政基地情况 (28)
图表71：科锐各业务季度营收情况（百万美元） (29)
图表72：科锐各业务季度毛利率情况 (29)
图表73：Wolfspeed季度营收（百万美元）及同比增长率 (29)
图表74：Wolfspeed季度ASP及出货量变动情况（6月为财年末） (29)
图表75：2019年SiC MOSFET专利市场格局 (30)
图表76：Wolfspeed与大客户签订长期SiC晶圆协议 (31)
图表77：II-VI公司2020财年营收划分 (31)
图表78：II-VI公司SiC晶圆发展及垂直整合历程 (32)
图表79：Ascatron业务概况 (32)
图表80：II-VI SiC衬底未来5年产能扩张计划 (33)
图表81：SiC衬底目前仍是SiC器件的成本占比最大部分 (33)
图表82：2019年及2020年上半年SiC晶圆市场份额（2018年） (34)
图表83：领先厂商SiC业务资本支出计划 (35)
图表84：海外SiC产业链 (35)
图表85：全球SiC产业链布局情况 (36)
图表86：国内外SiC产业环节情况对比 (37)
图表87：国盛电子财务情况（亿元） (38)
图表88：普兴电子财务情况（亿元） (38)
图表89：2020年我国第三代半导体企业分布地图 (39)
图表90：国内SiC产业链公司业务情况汇总 (40)
图表91：国内SiC产业链公司业务情况汇总（续上表） (41)
一、汽车电子驱动SiC功率市场黄金十年
1.1 功率器件下游应用分布广泛，需求景气度抬升
化合物半导体主要应用于（1）光电子，如LED、激光器等；（2）射频通信，如PA、LNA。开关、滤波器等；（3）电力电子，如二极管、MOSFET、IGBT等。
中东版柴油普拉多图表1：不同化合物半导体应用领域
资料来源：国盛证券研究所根据三安集成整理
GaAs、GaN受益于5G终端及，SiC受益于新能源汽车。第二代化合物GaAs相对成熟，主要用于通讯领域，全球市场容量接近百亿美元，受益于射频芯片尤其是PA升级驱动。GaN大功率、高频性能更出，主要应用于军事领域，受益于PA对高频、高压需求；SiC主要作为高功率半导体材料应用于汽车以及工业电力电子，在大功率转换应用中具有巨大的优势，有望受益于新能源汽车。