華安證券：碳中和催動能源轉(zhuǎn)型 第三代半導(dǎo)體“綠芯”將迎來快速發(fā)展

智通財(cái)經(jīng)APP獲悉，華安證券發(fā)布研究報(bào)告稱，基于國防軍工及新能源行業(yè)的高景氣度，考慮到碳中和催動能源轉(zhuǎn)型降低能耗，該行預(yù)計(jì)碳化硅行業(yè)將迎來快速發(fā)展期。建議關(guān)注中瓷電子(003031.SZ)、鳳凰光學(xué)(600071.SH)、亞光科技(300123.SZ)、海特高新(002023.SZ)、賽微電子(300456.SZ)、天岳先進(jìn)(688234.SH)、斯達(dá)半導(dǎo)(603290.SH)、露笑科技(002617.SZ)、揚(yáng)杰科技(300373.SZ)、三安光電(600703.SH)等。

華安證券主要觀點(diǎn)如下：

第三代半導(dǎo)體可有效降低能源損耗

第三代半導(dǎo)體主要是指氮化鎵和碳化硅、氧化鋅、氧化鋁、金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體,它們通常都具有高擊穿電場、高熱導(dǎo)率、高遷移率、高飽和電子速度、高電子密度、可承受大功率等特點(diǎn)。寬禁帶半導(dǎo)體契合了電力電子、光電子和微波射頻等領(lǐng)域的節(jié)能需求。在電力電子領(lǐng)域，碳化硅功率器件相比硅器件可降低50%以上的能源損耗，減少75%以上的設(shè)備裝置，有效提升能源轉(zhuǎn)換率。在光電子領(lǐng)域，氮化鎵具有光電轉(zhuǎn)換效率高、散熱能力好的優(yōu)勢，適合制造低能耗、大功率的照明器件。在射頻領(lǐng)域，氮化鎵射頻器件具有效率高、功率密度高、帶寬大的優(yōu)勢，帶來高效、節(jié)能、更小體積的設(shè)備。

新能源及通訊市場將為第三代半導(dǎo)體創(chuàng)造百億市場規(guī)模

和Si、GaAs等第一、二代半導(dǎo)體材料相比，碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)擁有擊穿電壓高、禁帶寬、導(dǎo)熱率高、電子飽和速率高、載流子遷移率高等優(yōu)點(diǎn)，是制作高頻、高溫、抗輻射器件的優(yōu)異材料。SBD器件領(lǐng)域，碳化硅基SBD器件相較硅基SBD器件具有耐高壓、高溫不易失控及損耗小等特點(diǎn);MOSFET器件領(lǐng)域，碳化硅基MOSFET器件相較硅基IGBT器件具有損耗小、導(dǎo)通電阻低及耐高壓等特點(diǎn)。碳化硅襯底可以制作成半絕緣型襯底及導(dǎo)電型襯底，分別外延碳化硅及氮化鎵制作成功率器件或微波射頻器件。功率電器領(lǐng)域，碳化硅器件可大幅降低能耗及可耐高壓高頻，被廣泛應(yīng)用在電動汽車/充電樁、光伏新能源、軌道交通及智能電網(wǎng)領(lǐng)域，2025年市場規(guī)模將超100億;射頻器件領(lǐng)域，碳化硅的高導(dǎo)熱性能能夠滿足5G通訊對高頻性能和高功率處理能力的要求，2025年市場規(guī)模將超100億。

成本端依然是考量第三代半導(dǎo)體大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素

受制于碳化硅長晶速度、加工難度及缺陷密度，碳化硅的成本一直居高不下成為其擴(kuò)大應(yīng)用的難題。根據(jù)CASA的調(diào)研數(shù)據(jù)，2020年SiC電力電子器件價格同比進(jìn)一步下降，但部分器件實(shí)際成交價與等同規(guī)格的Si器件價差已經(jīng)縮小至2-2.5倍之間。目前市場上降低成本的主要方式有擴(kuò)大晶圓尺寸、改進(jìn)碳化硅長晶工藝及改進(jìn)切片工藝等，未來其價差有望進(jìn)一步縮小。

襯底及外延端價值高，國內(nèi)外差距小，或可實(shí)現(xiàn)彎道超車

根據(jù)CASAResearch數(shù)據(jù)，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，襯底成本占器件總成本的47%，外延成本占器件總成本的23%，二者合計(jì)約70%，為碳化硅器件成型流程最具投資價值的環(huán)節(jié)。相較之下，12寸硅片的襯底與外延價值總計(jì)約占11%，因而碳化硅領(lǐng)域襯底及外延更具投資價值。競爭格局方面，從海內(nèi)外公司業(yè)務(wù)布局、專利布局、盈利能力、技術(shù)實(shí)力及發(fā)展環(huán)境等角度來看，國內(nèi)公司僅起步時間稍微落后，差距極小。考慮到行業(yè)整體處于產(chǎn)業(yè)化初期，受益于國內(nèi)5G通訊、新能源等新興產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的世界領(lǐng)先地位，國內(nèi)碳化硅器件巨大的應(yīng)用市場空間將持續(xù)驅(qū)動上游半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展，國內(nèi)碳化硅廠商有望成長為具有國際競爭力的企業(yè)。

風(fēng)險(xiǎn)提示：SIC成本降低不達(dá)預(yù)期;SIC器件穩(wěn)定性可靠性指標(biāo)不及預(yù)期;國內(nèi)SIC產(chǎn)業(yè)鏈跟國外差距進(jìn)一步拉大的風(fēng)險(xiǎn);宏觀經(jīng)濟(jì)導(dǎo)致行業(yè)景氣下降的風(fēng)險(xiǎn)。