浙商證券:新能源車+光伏需求即將興起 碳化硅襯底本土化率有望提升
(原標(biāo)題:浙商證券:新能源車+光伏需求即將興起 碳化硅襯底本土化率有望提升)
SiC碳化硅:產(chǎn)業(yè)化黃金時代已來;襯底為產(chǎn)業(yè)化突破的核心
1)高壓、高功率應(yīng)用場景下性能優(yōu)越,適用于600V以上高壓場景。相同規(guī)格的碳化硅基MOSFET與硅基MOSFET相比,尺寸減小至原來1/10,導(dǎo)通電阻降低至原來1/100,總能損耗降低70%,能源轉(zhuǎn)換效率提高。下游應(yīng)用新能源車、充電樁、光伏、風(fēng)電、軌道交通等領(lǐng)域。
2)受益新能源車爆發(fā),SiC產(chǎn)業(yè)化黃金時代將來臨。Yole預(yù)計2026年SiC功率器件市場規(guī)模將達(dá)45億美元,2020-2026年CAGR=36%。新能源汽車是碳化硅功率器件市場的主要增長驅(qū)動,應(yīng)用端:解決續(xù)航痛點(diǎn)。成本端:單車可節(jié)省400-800美元的電池成本??蛻舳耍禾厮估溶嚻笙嗬^布局。目前特斯拉僅使用在主逆變器上、未來有進(jìn)一步應(yīng)用提升空間。
3)性價比是決定SiC器件大批量使用的關(guān)鍵,襯底制備為碳化硅性價比提升的核心。在碳化硅器件的成本占比當(dāng)中:襯底、外延、器件分別占比46%、23%、20%。襯底為碳化硅降本的核心、也是技術(shù)壁壘最高環(huán)節(jié),是未來SiC降本、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的核心關(guān)鍵。
SiC襯底:新能源車+光伏需求潛力巨大;國內(nèi)外差距逐步縮小
1)市場空間:預(yù)計2025年新能源車+光伏逆變器市場需求達(dá)261億元,2021-2025年CAGR=79%。新能源車:目前單特斯拉Model3/Y一年需求量就能消耗全球SiC晶圓絕大產(chǎn)能。該機(jī)構(gòu)分析師測算如2025年SiC在新能源車滲透率達(dá)60%,預(yù)計6英寸SiC襯底需求達(dá)587萬片/年,市場空間達(dá)231億元。光伏逆變器:“大組件、大逆變器、大組串”時代,光伏電站電壓等級從1000V提升至1500V以上,碳化硅功率器件有望成為標(biāo)配。該機(jī)構(gòu)分析師假設(shè)2025年碳化硅滲透率提升至50%,對應(yīng)SiC襯底市場達(dá)30億元。行業(yè)核心瓶頸在于供給端不足。
2)競爭格局:國內(nèi)外差距在逐步縮小,本土化率有望提升。目前海外龍頭(Wolfspeed、II-VI占據(jù)60%以上市場份額)已實現(xiàn)6英寸規(guī)?;?yīng)、向8英寸進(jìn)軍。國產(chǎn)廠家(天岳先進(jìn)、天科合達(dá)、晶盛機(jī)電、露笑科技等)以小尺寸為主、向6英寸進(jìn)軍。但可觀測到,國內(nèi)外差距正在縮小、且整體差距小于傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體。國內(nèi)外差距已從過去的10-15年(4英寸)、縮小至5-10年以內(nèi)(6英寸)。預(yù)計未來向8英寸進(jìn)軍過程中,差距有望進(jìn)一步縮小。
3)生產(chǎn)工藝:較硅基半導(dǎo)體難度大幅增加;長晶環(huán)節(jié)是關(guān)鍵。碳化硅襯底屬于技術(shù)密集型行業(yè)。核心難點(diǎn)在于:長晶工藝復(fù)雜(只有4H型等少數(shù)幾種是所需的晶型),生長速度慢(每小時僅能生長0.2-0.3mm,較傳統(tǒng)晶硅慢近百倍以上),產(chǎn)出良率低(硬度與金剛石接近,切磨拋難度大)?!爱a(chǎn)學(xué)研用”為國內(nèi)碳化硅襯底發(fā)展的重要推進(jìn)動力。國內(nèi)高校和科研單位主要包括中科院物理所、山東大學(xué)、上海硅酸鹽所等。
4)行業(yè)趨勢:降本是產(chǎn)業(yè)化核心,向大尺寸延伸。目前6英寸SiC襯底價格在1000美金/片,數(shù)倍于傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體。未來降本方式包括:提升材料使用率(大尺寸化,由4英寸向6英寸、8英寸延伸)、降低制造成本(提升良率)、提升生產(chǎn)效率(更成熟長晶工藝)。
SiC襯底設(shè)備:與傳統(tǒng)晶硅差異較小,工藝調(diào)教為核心壁壘
主要包括:長晶爐、切片機(jī)、研磨機(jī)、拋光機(jī)、清洗設(shè)備等。與傳統(tǒng)傳統(tǒng)晶硅設(shè)備具一定相通性、但工藝難度更高。碳化硅襯底第三方設(shè)備廠商較少,企業(yè)更多為設(shè)備+制造一體化布局為主,便于將核心工藝機(jī)密掌握自己手里。設(shè)備+工藝聯(lián)合研發(fā)、形成互哺是關(guān)鍵。
重點(diǎn)推薦:晶盛機(jī)電。重點(diǎn)關(guān)注上市公司:天岳先進(jìn)、露笑科技、三安光電、東尼電子、天通股份、鳳凰光學(xué)、華潤微、天富能源等。關(guān)注非上市公司:天科合達(dá)、河北同光、山東爍科、瀚天天成、天域半導(dǎo)體、中科節(jié)能、泰科天潤等。