碳化硅：功率皇冠上的明珠，行業(yè)進入黃金期

智通財經(jīng)APP獲悉，東方財富發(fā)布研究報告程，Si由于儲量豐富、技術成熟、成本低等特性，是引用最為廣泛的半導體材料，與Si相較，SiC禁帶寬度更大，熱導率、擊穿電場強度更高，在高頻、高溫、高壓等應用場景具有優(yōu)勢，其中新能源汽車是SiC市場規(guī)模增長的主要推動力，光伏儲能也為重要應用領域之一。供給方面目前面臨產(chǎn)能不足的問題，需要產(chǎn)能擴張及襯底尺寸擴大滿足供需缺口，市場目前處于成長期，且仍舊由美日歐企業(yè)主導，各家巨頭通過長協(xié)訂單等方式鎖定產(chǎn)能，多維度搶占SiC市場。SiC作為功率器件行業(yè)皇冠上的明珠，發(fā)展正當時，建議關注全產(chǎn)業(yè)布局公司三安光電(600703.SH)，襯底制造公司天岳先進、晶盛機電(300316.SZ)、露笑科技(002617.SZ)、東尼電子(603595.SH)，外延公司鳳凰光學(600071.SH)、瀚天天成、東莞天域，器件制造公司時代電氣(688187.SH)、斯達半導(603290.SH)、士蘭微(600460.SH)、華潤微(688396.SH)等。

東方財富證券主要觀點如下：

SiC高性能材料，適用于高壓、高頻場景。

與Si相交，SiC禁帶寬度更大，熱導率、擊穿電廠強度更高，在高壓高頻等應用場景具有優(yōu)勢。與SI器件相較，SiC器件的特性有1)耐高溫，SiC器件的極限工作溫度為600℃以上，Si器件不能超過300℃。2)易散熱，SiC材料的熱導率是Si的2-3倍，因此SiC器件對散熱設計的要求更低。3)低損耗，相同規(guī)格下，SiCMOS的總能量損耗較SiIGBT降低70%。4)可實現(xiàn)更高的工作頻率。因此SiC器件適用于高頻率開關、650V-3.3kV高壓場景，目前制約SiC大規(guī)模應用的因素是價格，該行預計隨著上游襯底產(chǎn)能逐步釋放，良率提高，價格或將逐步降低。

SiC市場進入風口期。

根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，全球SiC功率器件市場規(guī)模將從2019年的5.4億美元增加至2025年的25.6億美元，CAGR為30%，根據(jù)CASAResearch數(shù)據(jù)，2020-2025年中國SiC、GaN電力電子器件市場規(guī)模CAGR為45%，新能源汽車和光伏儲能是SiC功率器件增長的主要推動力。補能焦慮是新能源汽車阿喀琉斯之踵，汽車800V高壓平臺技術逐漸冒尖，使用SiC的新能源汽車系統(tǒng)成本或與使用Si器件成本相差不大，因此該行認為汽車高壓平臺涌現(xiàn)促進SiC器件滲透率提升。此外SiC器件能夠促進能源高效轉換，在光伏儲能領域也起著至關重要作用，CASA預計至2025年光伏逆變器中SiC器件占比將提升至50%。

產(chǎn)能擴張+襯底尺寸擴大是未來的趨勢。

SiC晶圓制造難度較大，全球SiC晶圓供給緊張，美國在SiC晶圓市占率較高，該行認為主因發(fā)達國家較早布局SiC晶圓片。各國紛紛布局SiC產(chǎn)業(yè)，通過產(chǎn)能擴張和擴大襯底尺寸緩解產(chǎn)能緊平衡的狀態(tài)，中國也在加大投資力度縮小與國外差距。中國與全球在SiC產(chǎn)業(yè)的差距表現(xiàn)有：1)襯底：目前全球SiC襯底從6吋向8吋逐漸演變，中國SiC商業(yè)化襯底以4吋為主，正在逐步向6吋過渡。2)外延：全球6吋SiC外延已商業(yè)化，且研制出8吋產(chǎn)品，而國內(nèi)基本實現(xiàn)4-6吋外延供給。3)器件：全球SiC器件電流和電壓設計大于中國，全球量產(chǎn)SiC二極管電壓分布在600V-3300V，電流覆蓋2A-100A，SiC晶體管量產(chǎn)產(chǎn)品擊穿電壓主要分布在650V-1700V，導通電流超過100A，推出的SiCMOS最高導通電流和擊穿電壓分別為140A和6500V,而中國二極管覆蓋電壓為650V-1700V，電流達到50A，SiCMOS電壓覆蓋650V、1200V和1700V。

SiC行業(yè)技術壁壘較高。

SiC襯底成本在SiC器件制造成本中占比較高，目前PVT為主流晶體生長法，工藝難點包括1)生長環(huán)境苛刻，黑匣子操作難以控制;2)生長速度慢，晶體尺寸擴大難;3)SiC存在加工困難、制造效率低、制造成本高等問題。在器件制造過程中，主要挑戰(zhàn)在于設備和工藝以及材料的選擇和供應。

風險提示：SiC工藝難度大，研發(fā)不及預期;襯底成本降低不及預期，或影響SiC滲透率;產(chǎn)能擴張不及預期。

本文編選自東方財富研究報告，分析師：劉溢，智通財經(jīng)編輯：丁婷。