新能源车对碳化硅产业发展需求分析( 41 页)

    2023-11-23

新能源车对碳化硅产业发展需求分析( 41 页)


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


[报告关键词]:   碳化硅  
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