800V高压平台加速落地，2022-2023年快速上量有望激活SiC一池春水。800V高压快充平台为解决里程焦虑的破局者，国内外车企从2021年起掀起一轮800V平台车型发布潮，国内造车新势力及传统汽车厂商旗下的智能电动品牌纷纷入场，以抢攻大功率快充高地。伴随高压平台逐渐落地，具有耐高压、低阻抗、无拖尾电流等优势的SiC有望成为首选。
　　原料降价叠加优异性能，SiC有望突破成本藩篱，SiCMOSFET或将于2023H2达到价格甜蜜点，带动更多车端逆变器应用。基于碳化硅电驱动系统可降低4.43%的典型城市工况行驶电耗的假设，由于Si方案提高续航需增加电池容量并在一定程度上增加电耗，因此若等效SiC方案的续航，Si方案需明显提高电池容量，从这一方面来看SiC方案可以节约电池容量扩大所带来的成本提升。若SiC晶圆价格年降10%左右，则有望在2023H2获得正的成本节约值，SiCMOSFET 6寸晶圆价格3518美元/片时整体效益达到平衡。
　　乘新能源车之风，功率碳化硅器件市场扬帆起航。在800V平台+SiC双重渗透下，我们预计国内SiC功率器件市场规模将在23/24/25/26年分别达到5.30/9.23/15.71/25.59亿美元，CAGR高达69.02%。我们以WolfSpeed FY2021给出的全球车载SiC器件市场空间计算国内占比，验证测算的准确性，22/24/26E占比分别在33.12%/49.11%/55.63%，到2026年占比与国内新能源车销量占比基本一致。
　　碳化硅衬底价值量较硅基晶圆呈现显著提升，其中MOSFET产品更重器件设计。以各环节价格为基础数据，我们发现，在硅基晶圆中，衬底及外延分别占比4.69%/5.22%，前道设计及制造占比90%。而6寸碳化硅二极管中衬底占比显著提高至40%。与器件设计制造基本一致；6寸SiCMOSFET则向器件设计端倾斜，占比提升至62.5%，我们测算的MOSFET结构情况与Yole给出的1200V产品结构基本一致。
　　SiC市场起量期间，国内厂商抓住扩产机会布局碳化硅产业链，填补市场窗口。目前，国内碳化硅供应仍处于起步期，且电控用碳化硅器件尚未实现0到1的突破，我们预计将于2024年实现上车。
　　海外扩产热情抬高碳化硅行业市场预期，短期业绩难以扰动长期信心。自2022年4月底上证指数见底反转后，虽然全球半导体行业仍然处于周期下行阶段，但天岳先进收盘价呈现明显的逆周期上行趋势。其中，WolfSpeed FY22Q4业绩超预期这一时间节点，带动了公司股价快速上升，且其他业务纯度较低或碳化硅业务仍处于规划阶段的公司也同样享受了这一利好（包括三安光电/东尼电子等）。天岳先进8月期间发布公司22半年报，营收及净利润均呈现同比大幅下滑，主要由于济南工厂部分半绝缘片产能转做导电衬底，印证了电力电子碳化硅景气高涨，因此短期的业绩不达预期并未对市场信心造成扰动。我们认为，上述股价复盘印证了电力电子碳化硅行业的较高投资热情，整体赛道特点目前为：
　　（1）Capex+Opex属性建筑双重护城河；
　　（2）与国内其他半导体厂商的国产替代主线逻辑不同，碳化硅行业强β属性主要归因于全球碳化硅技术的低渗透率叠加800V平台大规模规划下行业供需格局高度紧张；
　　（3）目前全球维度来看各大厂扩产热情高涨，2021年业绩尚处于起步阶段，海外大厂投资建设碳化硅热情抬高了市场整体预期；
　　具体到公司维度，我们测算了不同产线稼动率及良率/损耗情况下碳化硅衬底业务的毛利率情况。
　　短期关注：增加产能规模、提升机台稼动率，通过规模效应摊薄研发成本、人力成本及折旧；
　　长期核心：注重工艺维护，良率提升及切磨抛损耗的下降将显著提升单机台产出，扩大利润空间。
　　与此同时，衬底的良率提升对整体芯片良率起重要作用，而碳化硅产业链上下游高度耦合，芯片良率的提升也将带动单晶圆供车量直线上升。因此，除公司本身稼动率及工艺提升程度测算或技术路径选择外，也可密切跟踪车端应用情况（衬底厂商通常与外延厂商签约后供给器件端/器件厂商直接与终端车厂或Tier1厂商签约）以印证前述测算的准确性。
　　投资评级：看好
　　风险因素：新能源车销量不及预期；光伏装机不及预期；碳化硅渗透率不及预期；WolfSpeed产线进展不及预期。

研究报告全文：电力电子碳化硅800V平台加速落地高opex属性低渗透率驱动行业领跑TableIndustry半导体TableReportDate2022年12月29日TableTitle证券研究报告电力电子碳化硅800V平台加速落地高opex属性低渗透率驱动行业领跑TableReportDate2022年12月29日行业研究本期内容提要TableReportTypeTableSTableSummaryummary行业深度研究800V高压平台加速落地2022-2023年快速上量有望激活SiC一池春水800V高压快充平台为解决里程焦虑的破局者国内外车企从2021年TableStockAndRank半导体industryName起掀起一轮800V平台车型发布潮国内造车新势力及传统汽车厂商旗下投资评级看好的智能电动品牌纷纷入场以抢攻大功率快充高地伴随高压平台逐渐落地具有耐高压低阻抗无拖尾电流等优势的SiC有望成为首选上次评级看好原料降价叠加优异性能SiC有望突破成本藩篱SiCMOSFET或将于电子行业首席分析师TableAuthor莫文宇2023H2达到价格甜蜜点带动更多车端逆变器应用基于碳化硅电驱动执业编号S1500522090001系统可降低443的典型城市工况行驶电耗的假设由于Si方案提高续联系电话13437172818航需增加电池容量并在一定程度上增加电耗因此若等效SiC方案的续邮箱mowenyucindasccom航Si方案需明显提高电池容量从这一方面来看SiC方案可以节约电池容量扩大所带来的成本提升若SiC晶圆价格年降10左右则有望在2023H2获得正的成本节约值SiCMOSFET6寸晶圆价格3518美元片时整体效益达到平衡乘新能源车之风功率碳化硅器件市场扬帆起航在800V平台SiC双重渗透下我们预计国内SiC功率器件市场规模将在23242526年分别达到53092315712559亿美元CAGR高达6902我们以WolfSpeedFY2021给出的全球车载SiC器件市场空间计算国内占比验信达证券股份有限公司证测算的准确性222426E占比分别在331249115563到CINDASECURITIESCOLTD2026年占比与国内新能源车销量占比基本一致北京市西城区闹市口大街9号院1号楼邮编100031碳化硅衬底价值量较硅基晶圆呈现显著提升其中MOSFET产品更重器件设计以各环节价格为基础数据我们发现在硅基晶圆中衬底及外延分别占比469522前道设计及制造占比90而6寸碳化硅二极管中衬底占比显著提高至40与器件设计制造基本一致6寸SiCMOSFET则向器件设计端倾斜占比提升至625我们测算的MOSFET结构情况与Yole给出的1200V产品结构基本一致SiC市场起量期间国内厂商抓住扩产机会布局碳化硅产业链填补市场窗口目前国内碳化硅供应仍处于起步期且电控用碳化硅器件尚未实现0到1的突破我们预计将于2024年实现上车海外扩产热情抬高碳化硅行业市场预期短期业绩难以扰动长期信心自2022年4月底上证指数见底反转后虽然全球半导体行业仍然处于周期下行阶段但天岳先进收盘价呈现明显的逆周期上行趋势其中WolfSpeedFY22Q4业绩超预期这一时间节点带动了公司股价快速上升且其他业务纯度较低或碳化硅业务仍处于规划阶段的公司也同样享受了这一利好包括三安光电东尼电子等天岳先进8月期间发布公司22半年报营收及净利润均呈现同比大幅下滑主要由于济南工厂部分半绝缘片产能转做导电衬底印证了电力电子碳化硅景气高涨因此短期的业绩不达预期并未对市场信心造成扰动我们认为上述股价复盘印证了电力电子碳化硅行业的较高投资热情整体赛道特点目前为请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom21CapexOpex属性建筑双重护城河2与国内其他半导体厂商的国产替代主线逻辑不同碳化硅行业强属性主要归因于全球碳化硅技术的低渗透率叠加800V平台大规模规划下行业供需格局高度紧张3目前全球维度来看各大厂扩产热情高涨2021年业绩尚处于起步阶段海外大厂投资建设碳化硅热情抬高了市场整体预期具体到公司维度我们测算了不同产线稼动率及良率损耗情况下碳化硅衬底业务的毛利率情况短期关注增加产能规模提升机台稼动率通过规模效应摊薄研发成本人力成本及折旧长期核心注重工艺维护良率提升及切磨抛损耗的下降将显著提升单机台产出扩大利润空间与此同时衬底的良率提升对整体芯片良率起重要作用而碳化硅产业链上下游高度耦合芯片良率的提升也将带动单晶圆供车量直线上升因此除公司本身稼动率及工艺提升程度测算或技术路径选择外也可密切跟踪车端应用情况衬底厂商通常与外延厂商签约后供给器件端器件厂商直接与终端车厂或Tier1厂商签约以印证前述测算的准确性投资评级看好风险因素新能源车销量不及预期光伏装机不及预期碳化硅渗透率不及预期WolfSpeed产线进展不及预期请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom3目录行业概况碳化硅性能优势体现改善工艺控制为中期核心6电力电子碳化硅行业价值测算9需求端碳化硅价格甜蜜点将至800V平台为主要驱动因素9产业链价值量22-25E降价假设下碳化硅器件各环节价值几何15供给端海外大厂扩产热情高涨国内电控碳化硅仍为空白17投资策略如何投资碳化硅行业19投资建议23风险因素24表目录表1主要半导体材料性能参数6表2不同车用环节对应的功率器件种类10表3SiCMOSFET逆变器应用价格甜蜜点测算12表4国内车用SiC器件市场空间亿美元13表5光伏用SiC器件市场空间测算14表6其他应用SiC器件市场空间测算14表7800V渗透率弹性测算15表8SiCMOSFET及二极管各环节市场价值空间测算亿美元16表92021年全球化合物半导体厂商碳化硅扩产项目18表10全球电力电子碳化硅厂商规划目标21表11WolfSpeed碳化硅业务展望21表12电力电子碳化硅细分赛道龙头布局23表13传统硅基功率器件企业电力电子碳化硅布局23图目录图1同规格碳化硅器件与硅器件对比6图2SiCMOSFET相对硅基器件优势7图3不同器件方案开关频率下逆变器损耗情况kHzW7图4不同器件方案结温下逆变器损耗情况kHz7图5ST测算的全SiC方案优势7图6碳化硅衬底及晶圆端技术难点8图72018-2022H1SiCGaNSi晶体管价格对比情况元A8图82020年底-2022H1各电压SiCMOSFET价格元A8图92022H1主流大厂6501200VSiCMOSFET报价元A9图102022H1国际主流厂商SiCMOSFET现货率9图11车用功率器件应用范围9图12全球车厂800V平台Roadmap11图13行驶电耗降低443情况下不同电池容量及续航里程情况下碳化硅方案成本节约测算12图14NE时代800V渗透率预测13图15WolfSpeed全球车载SiC市场空间预测FY2021及我们预测的国内占比印证14图16国内各应用合计碳化硅器件市场空间亿美元15图172026E国内碳化硅器件应用结构15图18硅基晶圆碳化硅二极管及MOSFET产业链价值量分布测算16图191200VSiCMOSFET成本结构Yole预测均值202116图20SiCMOSFET各环节价值量预测16请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom4图21SiC二极管各环节价值量预测16图22国内SiC行业分环节市场空间亿美元17图23国内SiC行业分环节占比17图24全球主要厂商等效6寸N型衬底扩产规划18图25国内主要厂商供给Roadmap19图26天岳先进收盘价及全球半导体销售额同比增速元股20图27国际主要厂商电力电子SiC器件收入M20图28国际主要厂商电力电子SiC外延片收入M20图29国际主要厂商电力电子SiC衬底收入M21图306寸N型碳化硅衬底产线毛利率测算22图31不同芯片良率下单晶圆供车量测算辆23请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom5行业概况碳化硅性能优势体现改善工艺控制为中期核心作为第三代半导体材料的代表SiC具有大禁带宽度高击穿电场强度高饱和漂移速度和高热导率等优良特性SiC的禁带宽度23-33eV约是Si的3倍击穿电场强度08106-3106约是Si的10倍热导率490WmK约是Si的32倍可以满足高温高功率高压高频等多种应用场景表1主要半导体材料性能参数特性SiGaAs4H-SiC6H-SiC2H-GaN禁带宽度1121424326302339电子迁移率2140085009006001100击穿电场强度1060304222533热导率14954490490130饱和速度1051227229介电常数118128109789资料来源集成电路产业全书信达证券研发中心与硅基半导体材料相比以碳化硅为代表的第三代半导体材料具有高击穿电场高饱和电子漂移速度高热导率高抗辐射能力等特点适合于制作高温高频抗辐射及大功率器件图1同规格碳化硅器件与硅器件对比资料来源Rohm天科合达招股说明书信达证券研发中心Si材料中越是高耐压器件单位面积的导通电阻也越大以耐压值的约225次方的比例增加因此600V以上的电压中主要采用IGBTIGBT通过电导率调制向漂移层内注入作为少数载流子的空穴因此导通电阻比MOSFET还要小但是同时由于少数载流子的积聚在Turn-off时会产生尾电流从而造成极大的开关损耗SiC器件漂移层的阻抗比Si器件低不需要进行电导率调制就能够以MOSFET实现高耐压和低阻抗而且MOSFET原理上不产生尾电流所以用SiC-MOSFET替代IGBT时能够明显地减少开关损耗并且实现散热部件的小型化另外SiC-MOSFET能够在IGBT不能工作的高频条件下驱动从而也可以实现无源器件的小型化与600V900V的Si-MOSFET相比SiC-MOSFET的优势在于芯片面积小可实现小型封装而且体二极管的恢复损耗非常小主要应用于工业机器电源高效率功率调节器的逆变器或转换器中请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom6图2SiCMOSFET相对硅基器件优势资料来源ROHM宽禁带半导体技术创新联盟信达证券研发中心以80kWEV为例ST测算了SiCMOSFET与SiIGBT二极管方案下的牵引逆变器功率损耗归因于SiC更优的FOM参数性能SiCMOSFET在更高的结温情况下损耗减少更多合计导通损耗后相比硅基方案减耗40图3不同器件方案开关频率下逆变器损耗情况kHzW图4不同器件方案结温下逆变器损耗情况kHz5000400030002000100003090150600VIGBT1200VIGBT1200V碳化硅混合模块1200V全碳化硅模块资料来源Warwick芯TIP信达证券研发中心资料来源Warwick芯TIP信达证券研发中心图5ST测算的全SiC方案优势资料来源ST信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom7碳化硅衬底企业发展主要掣肘为工艺难点及价格其中工艺为核心要素工艺控制的改善也将有效改善生产成本缩小与SiIGBT之间的价差后带动产业链整体放量长晶环节是关键碳化硅需要在高温真空环境中生长对温场稳定性的要求高其生长速度相比硅材料有数量级的差异此外碳化硅存在200多种同质异构体在密闭的高温石墨坩埚中生长无法即时观察晶体的生长状况容易产生位错及异质晶型影响良率器件环节由于碳化硅材料同时存在硅与碳两种原子因此需要特殊的栅介质生长方法栅氧质量将直接影响沟道和栅极的可靠性离子注入环节也容易降低性能及功率效率图6碳化硅衬底及晶圆端技术难点资料来源集成电路材料研究旺财芯片SEMI基本半导体芯TIP信达证券研发中心价格层面22H1产品价格继续回落价差进一步缩小价格方面2022年上半年SiCGaN晶体管的均价较2021年底有所下降根据Mouser数据SiCMOSFET方面650V900V1200V1700V的产品均价分别为188元A294元A288元A578元A较2021年底分别下降了-7135649-725-533基本回到2020年底价格水平图72018-2022H1SiCGaNSi晶体管价格对比情况元A图82020年底-2022H1各电压SiCMOSFET价格元A776655443322110020182019202020212022H1650V900V1200V1700VSiCMOSFETSiIGBTGaNHEMT202020212022H1资料来源Mouser材料深一度信达证券研发中心资料来源Mouser材料深一度信达证券研发中心主流大厂SiCMOSFET1200V产品价格涨幅收窄据Mouser得捷公开报价显示650V产品价格整体增长4016其中ST价格上涨了70UnitedSiCWolfspeed分别43613514而1200V产品价格的涨幅较2021年明显收窄STROHM平均价格涨幅在5以内22H1现货率仍然较低但缺货紧张情况缓解从现货情况及交货周期来看缺货及供应链紧张情况有所缓解2021年底产品缺少现货正常库存比例小于60且交货周期均较长达到30周以上2022年上半年在售产品现货比例超过88而非现货交货周期有所缩短请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom8图92022H1主流大厂6501200VSiCMOSFET报价元A图102022H1国际主流厂商SiCMOSFET现货率100806040200资料来源Mouser材料深一度信达证券研发中心资料来源Mouser材料深一度信达证券研发中心我们认为后续实现碳化硅降价的路径主要分为四点1增加产能规模提升机台稼动率通过规模效应摊薄研发成本人力成本及折旧2引入智能制造手段通过高效的数据及流程管理增加生产效率3继续提高并优化现有PVT长晶技术改善切磨抛工艺提高碳化硅衬底综合良率4开发颠覆性创新技术如液相熔体长晶技术激光切割技术Grinding技术等突破现有传统技术的极限瓶颈实现成本的显著下降电力电子碳化硅行业价值测算需求端碳化硅价格甜蜜点将至800V平台为主要驱动因素EVHEV是未来SiC功率器件的主要驱动力其中碳化硅器件下游应用主要包含主逆变器DC-DCOBCDC-DC对于电动汽车不同应用部件对于车规级功率器件的功率等级要求不同其中主逆变器功率要求最高也是碳化硅器件可靠性要求最高的环节图11车用功率器件应用范围资料来源Yole信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom9表2不同车用环节对应的功率器件种类车型OBC主逆变器升压变换器DC-DC变换器ICE----LVMOSFETGaNHEMTMHEV--5-20kWAv15kWIGBT30-100kWHEV-IGBT模块Av50LVMOSFETGaNHEMTSiCMOSFETkW15-4kW40-120kWIGBTAv2kWAv70kW30-100kWPHEVAv50HVMOSFETGaNHEMTSiCMOSFETkW15-5kWIGBTSiCMOSFETIGBT模块Av3kWGaNHEMTSiCMOSFETBEV3372243kW60-600kWAv10kWAv70-150kWIGBT模块IGBTSiCMOSFET30-100kWFCEV40-120kWAv50Av70kWkW资料来源Yole信达证券研发中心800V高压平台加速落地2022-2023年快速上量有望激活SiC一池春水800V高压快充平台为解决里程焦虑的破局者国内外车企从2021年起掀起一轮800V平台车型发布潮国内造车新势力及传统汽车厂商旗下的智能电动品牌纷纷入场以抢攻大功率快充高地伴随高压平台逐渐落地具有耐高压低阻抗无拖尾电流等优势的SiC有望成为首选请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom10图12全球车厂800V平台Roadmap资料来源信达证券研发中心整理原料降价叠加优异性能SiC有望突破成本藩篱SiCMOSFET或将于2023H2达到价格甜蜜点带动更多车端逆变器应用基于碳化硅电驱动系统可降低443的典型城市工况行驶电耗的假设由于Si方案提高续航需增加电池容量并在一定程度上增加电耗因此若等效SiC方案的续航Si方案需明显提高电池容量从这一方面来看SiC方案可以节约电池容量扩大所带来的成本提升若SiC晶圆价格年降10左右则有望在2023H2获得正的成本节约值SiCMOSFET6寸晶圆价格3518美元片时整体效益达到平衡此外我们也进行了行驶电耗降低443情况下不同电池容量及续航里程情况下碳化硅方案成本节约测算在2022年的SiC和Si的单车成本差距水平下电池容量在70kWh以上的车型如果系统效率提升可达6以上SiC方案会更具有成本优势2023年叠加原材料价格下降的趋势系统效率提升4以上即可使得提请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom11效节约的成本覆盖SiC器件成本表3SiCMOSFET逆变器应用价格甜蜜点测算SiIGBT方案单位202020212022E2023E2024E2025ESi方案电池总成元617480561811511162465078423149385000工况续航km600061886382658167877000百公里电耗kWh100km141134128121116110电池容量kWh846830815800785770度电单价元kWh729967676274581753935000SiCMOSFET方案单位202020212022E2023E2024E2025E工况续航提升404040404040工况续航km624064356637684570597280续航变化km240248255263271280百公里电耗下降444444444444百公里电耗kWh100km135128122116110105电耗变化kWh100km-06-06-06-05-05-05电池容量kWh841825810795780765电池容量变化kWh-05-05-05-05-05-05SiCMOSFET与IGBT价差元448563896033600261682145117206SiC晶圆价格美元484004400040000352003168028512SiCMOSFET成本元648565896053600471684245138206IGBT成本元200002000020000210002100021000方案差异单位202020212022E2023E2024E2025ESi方案若提高工况续航4km624064356637684570597280百公里电耗假设同时提高1kWh100km142136129123117111等效电池容量kWh889872856840824809SiC方案电池容量节约kWh484746454443度电单价维持Si方案不变元kWh729967676274581753935000等效Si方案电池总成元348703172728866262642389621742SiC方案成本节约元-9986-7233-47349624454536资料来源信达证券研发中心测算图13行驶电耗降低443情况下不同电池容量及续航里程情况下碳化硅方案成本节约测算资料来源信达证券研发中心测算需求测算假设由于行业对800V渗透率意见不一我们参考NE时代给出的800V渗透率并给予一定浮动后文我们将在其他应用测算的市场空间合计基础上给予各车型800V渗透率15的弹性测算提供国内碳化硅器件整体区间指引请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom12图14NE时代800V渗透率预测1008060402002022E2023E2024E2025E2026E2027E低压400V800V资料来源NE时代信达证券研发中心乘新能源车之风功率碳化硅器件市场扬帆起航根据我们的测算在800V平台SiC双重渗透下我们预计国内SiC功率器件市场规模将在2023202420252026年分别达到53092315712559亿美元CAGR高达6902我们以WolfSpeedFY2021给出的全球车载SiC器件市场空间计算国内占比验证测算的准确性222426E占比分别在331249115563到2026年占比与国内新能源车销量占比基本一致表4国内车用SiC器件市场空间亿美元202020212022E2023E2024E2025E2026EA33415072EVB13162126C10152332800V渗透率PHEVC10152332EV商用车5112232PHEV商用车10152332合计新能源车800V渗透率12152130A42556878EVB-80848893C85899295碳化硅渗透率PHEVC80848893EV商用车60728189PHEV商用车60728189合计碳化硅电控搭载销量万辆401576951488126924合计碳化硅电控渗透率62296315542424碳化硅平均单车价值量辆132012001056950合计车载碳化硅市场空间亿美元53092315712559资料来源信达证券研发中心测算请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom13图15WolfSpeed全球车载SiC市场空间预测FY2021及我们预测的国内占比印证5060556340491150403033123020201010002022E2024E2026EWolfspeed全球车载SiC器件市场空间预测亿美元国内占比右轴资料来源WolfSpeed信达证券研发中心测算除新能源车将显著带动碳化硅市场需求外光伏逆变器高压充电桩轨交电网等其他应用也将为碳化硅市场创造增量其中光伏方面未来光伏设备的技术发展趋势是提高功率减小体积与质量和提高稳定性光伏逆变器是保障光伏发电系统高效经济和稳定运行的重要一环低阻抗适应高频高压环境工作SiC材料将在光伏发电领域有巨大潜力我们预计国内光伏板块SiC市场空间23242526年分别为29973411611685亿美元表5光伏用SiC器件市场空间测算201720182019202020212022E2023E2024E2025E2026E全球新增光伏装机Gw99108118144183228308416499573光伏逆变器价格元W0250240230220210202020202IGBT占逆变器成本占比15151515141312121212IGBT单位成本亿元Gw038036034033029026024024024024SiCIGBT价差x300270243219197197-SiC单位成本亿元Gw087070058052047047中国光伏逆变器市占率5700600063006615694672937439751375887664SiC渗透率51015304454-国内光伏SiC市场空间亿美元08317429973411611685资料来源信达证券研发中心测算表6其他应用SiC器件市场空间测算20212022E2023E2024E2025E2026E全球xEV用充电桩SiC市场空间亿美元037045055068085107国内占比505558616467国内xEV用充电桩SiC市场空间亿美元019025032041054072全球轨交电网SiC市场空间亿美元078088099116137164国内占比40国内轨交电网SiC市场空间亿美元031035040047055066其他应用UPS风能等137167205280358451国内其他应用SiC市场空间亿美元041050062084107135资料来源Yole信达证券研发中心测算根据上述测算我们总结国内碳化硅市场空间合计情况如下并给予800V渗透率的弹性测算23242526E国内合计碳化硅市场空间分别在962182929484516亿美元CAGR在67其中2026年新能源车占比约为57光伏占比37为两大主要市场在各车型800V渗透率115的情况下合计碳化硅器件市场空间较中性预测变动区间在10范围内800V渗透为碳化硅空间的关键影响指标此外我们认为光伏SiC的加速渗透或将进一步为SiC市场空间提请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom14供超额机会图16国内各应用合计碳化硅器件市场空间亿美元图172026E国内碳化硅器件应用结构504030201002023E2024E2025E2026E新能源车光伏充电桩轨交电网其他应用新能源车光伏充电桩轨交电网其他应用资料来源信达证券研发中心测算资料来源信达证券研发中心测算表7800V渗透率弹性测算2023E2024E2025E2026E中性预测下合计新能源车800V渗透率12152130悲观假设各车型800V渗透率1-15合计新能源车800V渗透率10131825合计碳化硅电控搭载销量万辆332063441225422886合计车载碳化硅市场空间亿美元43876112942175合计碳化硅器件市场空间亿美元870166726704133较中性预测变化-953-886-941-850乐观假设各车型800V渗透率115合计新能源车800V渗透率14182434合计碳化硅电控搭载销量万辆449285831658030963合计车载碳化硅市场空间亿美元593103017512943合计碳化硅器件市场空间亿美元1025193631274900较中性预测变化655583608850资料来源信达证券研发中心测算产业链价值量22-25E降价假设下碳化硅器件各环节价值几何碳化硅衬底价值量较硅基晶圆呈现显著提升其中MOSFET产品更重器件设计以各环节价格为基础数据我们发现在硅基晶圆中以12寸3DNAND为例衬底及外延分别占比469522前道设计及制造占比90而6寸碳化硅二极管中衬底占比显著提高至40与器件设计制造基本一致6寸SiCMOSFET则向器件设计端倾斜占比提升至625我们测算的MOSFET结构情况与Yole给出的1200V产品结构基本一致请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom15图18硅基晶圆碳化硅二极管及MOSFET产业链价值量分布测算50004000300020001000012寸Si晶圆6寸SiC二极管6寸SiCMOSFET衬底外延前道设计制造资料来源Yole信达证券研发中心图191200VSiCMOSFET成本结构Yole预测均值2021资料来源Yole信达证券研发中心由于碳化硅产业链厂商纷纷开展产能扩张工艺提升等规划碳化硅成本将显著下降基于前文测算的价值量分布我们给出各环节22-25E降价假设SiCMOSFET价值将由2022年4000片下降至2025年3065片图20SiCMOSFET各环节价值量预测图21SiC二极管各环节价值量预测5000300040002500200030001500200010001000500002022E2023E2024E2025E2022E2023E2024E2025E衬底外延前道设计制造衬底外延前道设计制造资料来源信达证券研发中心测算资料来源信达证券研发中心测算结合各应用市场空间测算及MOSFET二极管占比假设我们给出各应用环节及产品端测算如下表8SiCMOSFET及二极管各环节市场价值空间测算亿美元2023E2024E2025E2026E800V电控42473912572047MOSFET100100100100其他车载应用106185314512MOSFET15283541二极管85726559请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom16光伏29973411611685MOSFET5102335二极管95907765充电桩032041054072MOSFET10284254二极管90725846轨交电网040047055066MOSFET50556064二极管50454136其他062084107135MOSFET10151721二极管90868379MOSFET合计48491117112955二极管合计47891812371562SiCMOSFET2023E2024E2025E2026E衬底121237460827外延061112218371前道设计制造30356110331757SiC二极管2023E2024E2025E2026E衬底191376513663外延096178243297前道设计制造191364481602资料来源信达证券研发中心测算图22国内SiC行业分环节市场空间亿美元图23国内SiC行业分环节占比5060405040303020201010002023E2024E2025E2026E2023E2024E2025E2026E衬底外延前道设计制造衬底外延前道设计制造资料来源信达证券研发中心测算资料来源信达证券研发中心测算供给端海外大厂扩产热情高涨国内电控碳化硅仍为空白国际厂商SiC扩产持续供给竞争激烈根据CASA2021年国际上第三代半导体领域至少有9起重点扩产计划其中涉及SiC产业链的包含7起披露的扩产金额超过80亿元人民币美国II-VI计划在五年内将SiC衬底含8英寸生产能力提高5至10倍日本ShowaDenko宣布投资58亿日元34亿人民币用于SiC晶圆和锂离子电池材料扩产项目预计2023年12月完工ROHM韩国SK集团SiliconWorksYesPowerTechnix等近期均宣布SiC相关扩产计划此外国际汽车零部件供应商Bosch集团加强自主生产SiC芯片其第二代产品预计明年投入量产请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom17表92021年全球化合物半导体厂商碳化硅扩产项目地区企业事件在位于中国福州的亚洲区域总部建立了用于SiC导电衬底的后段加工线该生产线的美国II-VI面积超过4645平方米并计划将在五年内将SiC衬底生产能力提高5至10倍其中包括8英寸衬底Bosch宣布开始生产SiC半导体芯片开始研发功率密度更高的第二代SiC芯片预欧洲Bosch计明年投入量产投资58亿日元34亿元人民币扩产SiC晶圆扩产项目预计2023年12月完ShowaDenko工此前昭和电工已经通过6次扩产将产能提升了6倍日本罗姆的宫崎新工厂竣工将于2022年正式投入运营未来它将投资超过38亿人民Rohm币将SiC产能扩大5倍2021年5月罗姆宣布了一项中期管理计划提出了要抢占全球30的SiC市场目标SKSystemsSK集团计划在SiC半导体晶圆业务上投资7000亿韩元约3822亿元人民币LG集团旗下子公司SiliconWorks宣布扩大其半导体业务重点押注SiCPMIC以及SiliconWorks韩国MCUYesPower宣布在釜山建设新的工厂用于批量生产6英寸SiC功率芯片扩产将使YesPowerTechnix其产能翻番资料来源CASA信达证券研发中心图24全球主要厂商等效6寸N型衬底扩产规划资料来源Yole信达证券研发中心SiC市场起量期间国内厂商抓住扩产机会布局碳化硅产业链填补市场窗口目前国内碳化硅供应仍处于起步期且电控用碳化硅器件尚未实现0到1的突破我们预计将于2024年实现上车请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom18图25国内主要厂商供给Roadmap资料来源各公司官网公告等信达证券研发中心整理投资策略如何投资碳化硅行业由于A股中以电力电子碳化硅为主营业务且业务结构纯度较高的上市公司目前仅天岳先进我们以公司股价对照全球半导体销售额同比增速进行复盘通常来说国内半导体指数以销售额同比增速这一指标为中枢象征整体半导体行业的景气度我们发现自2022年4月底上证指数见底反转后虽然全球半导体行业仍然处于周期下行阶段但天岳先进收盘价呈现明显的逆周期上行趋势其中WolfSpeedFY22Q4业绩超预期这一时间节点带动了公司股价快速上升且其他业务纯度较低或碳化硅业务仍处于规划阶段的公司也同样享受了这一利好包括三安光电东尼电子等天岳先进8月期间发布公司22半年报营收及净利润均呈现同比大幅下滑主要由于济南工厂部分半绝缘片产能转做导电衬底印证了电力电子碳化硅景气高涨因此短期的业绩不达预期并未对市场信心造成扰动请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom19图26天岳先进收盘价及全球半导体销售额同比增速元股资料来源wind信达证券研发中心测算我们认为上述股价复盘印证了电力电子碳化硅行业的较高投资热情整体赛道特点目前为1CapexOpex属性建筑双重护城河2与国内其他半导体厂商的国产替代主线逻辑不同碳化硅行业强属性主要归因于全球碳化硅技术的低渗透率叠加800V平台大规模规划下行业供需格局高度紧张3目前全球维度来看各大厂扩产热情高涨2021年业绩尚处于起步阶段海外大厂投资建设碳化硅热情抬高了市场整体预期图27国际主要厂商电力电子SiC器件收入M图28国际主要厂商电力电子SiC外延片收入M40010050706040505020030400302020100-501000-1020199302018331201863020189302019331201963020203312020630202093020213312021630202193020181231201912312020123120211231STWolfspeedRohmInfineonOnSemiMitsubishiElectricWolfSpeedShowaDenko合计qoq右轴合计yoy合计qoq右轴合计yoy资料来源Yole信达证券研发中心资料来源Yole信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露httpwwwcindasccom20