特斯拉将在下一代动力平台削减75%碳化硅，关注三大潜在方案的影响
　　3月2日，特斯拉在投资者日上宣布在下一代动力平台中削减75%碳化硅，引发全球半导体投资人对碳化硅市场前景的担忧，Wolfspeed（-6.8%）、天岳先进（-10.1%）等国内外主要公司当日股价出现明显回调。经过分析，我们认为以下三种方案之一或组合，可能降低采用碳化硅的电驱系统成本：1）现有平面MOSFET的微小化；2）沟槽MOSFET；3）碳化硅MOSFET+硅基IGBT混合方案。此外，也需要关注目前主要用于消费级产品的GaN是否能够在部分场景实现替代SiC，我们看到Navitas等在积极布局。我们认为该事件可能利好具备较强设计能力、模块封装能力的碳化硅器件公司。
　　方案一：平面碳化硅MOSFET技术迭代，新代际产品成本降低
　　该方案即在原有的平面型SiCMOS技术路径上进行代际升级。以特斯拉目前的核心供应商意法半导体为例，其推出的第三代平面SiCMOSFETRDS(on)芯片面积指标与RDS(on) Qg相对于第二代产品实现20-25%的改良，实现在给定导通电阻条件下，芯片面积更小、功率密度更高、导通损耗更低、无缘器件数量更少，具有更高的性能和更低的成本。意法半导体第四代SiCMOSFET产品已通过认证测试，公司预计2023年逐步推向市场。我们认为若特斯拉在新平台采用新代际的碳化硅平面MOSFET产品，可以实现成本节约。我们看到斯达、时代电气、士兰微等在平面型领域积极布局。
　　方案二：沟槽型替换平面型，具备强设计能力/模块封装能力公司有望受益
　　以罗姆第三代沟槽型产品为例，其可较第二代平面型产品降低50%的导通电阻和35%的输入电容，占用晶圆面积更小。因此，沟槽型产品可实现单片晶圆上的芯片数量明显提升。若车企采用该方案进行替代可实现驱动系统所用芯片总数减少及成本降低。但技术的难点在于：1）沟槽工艺下拐角磨蚀形成的物理损伤和化学残留会影响后续使用可靠性2）单颗芯片承受高倍的电流需要更强的散热能力，对整车厂及其供应商的设计、封装等能力提出更高要求。因此，我们认为拥有较强碳化硅芯片设计能力的公司，以及模块封装能力的公司有望受益此趋势。
　　方案三：碳化硅+IGBT混合模块方案，利好模块封装能力强的企业
　　该方案将原有的TPAK封装中部分碳化硅器件替换为IGBT，封装成混合模块，再将若干个混合模块并联。我们看到目前海外实验室已成功研发出FREEDM-PAIR混合模块，并证实该方案的可行性。车企若采用SiCMOSFET和IGBT的混合模块方案可以明显降低成本。但该技术的难点在于碳化硅MOSFET和IGBT栅极驱动电压和工作频率不同，合封的兼容难度较大。目前罗姆推出的第四代沟槽型碳化硅MOSFET已实现与IGBT共用栅极驱动电路，但尚未量产。我们认为碳化硅与IGBT的合封模块方案技术难度较高，在模块封装领域有深厚积累的公司有望受益。
　　建议关注氮化镓功率器件替换碳化硅或作为降本路径
　　GaN元件具备耐高温、高频、高效率等优势，常用于高功率应用场景，GaN取代SiC或成为一种降本路径，目前布局GaN的公司包括Navitas、PI和英诺赛科、台积电、世界先进、联电。其中台积电作为全球为数不多GaN代工工厂，第二代650V/100VE-HEMT性能较一代提升50%，进入全产能量产阶段，目前正在开发第三代产品，台积电预计在2025年推出。GaN目前主要应用于消费电子领域，在电动车驱动系统中尚无大规模商用案例，建议关注后续进展。
　　风险提示：下游新能源汽车、光伏等需求不及预期，沟槽型SiCMOSFET技术进展不及预期，碳化硅渗透率不及预期的风险。
　　

研究报告全文：证券研究报告科技特斯拉减少碳化硅用量影响分析华泰研究电子增持维持2023年3月07日中国内地专题研究半导体增持维持研究员黄乐平PhD特斯拉将在下一代动力平台削减75碳化硅关注三大潜在方案的影响SACNoS0570521050001lepinghuanghtsccomSFCNoAUZ066852365860003月2日特斯拉在投资者日上宣布在下一代动力平台中削减75碳化硅引发全球半导体投资人对碳化硅市场前景的担忧Wolfspeed-68天研究员刘溢岳先进-101等国内外主要公司当日股价出现明显回调经过分析我SACNoS0570522070002liuyi020747htsccom们认为以下三种方案之一或组合可能降低采用碳化硅的电驱系统成本8621289722281现有平面MOSFET的微小化2沟槽MOSFET3碳化硅MOSFET联系人廖健雄硅基IGBT混合方案此外也需要关注目前主要用于消费级产品的GaNSACNoS0570122020002liaojianxionghtsccom是否能够在部分场景实现替代SiC我们看到Navitas等在积极布局我们8675582492388认为该事件可能利好具备较强设计能力模块封装能力的碳化硅器件公司行业走势图方案一平面碳化硅MOSFET技术迭代新代际产品成本降低该方案即在原有的平面型SiCMOS技术路径上进行代际升级以特斯拉目电子半导体沪深300前的核心供应商意法半导体为例其推出的第三代平面SiCMOSFETRDSon4芯片面积指标与RDSonQg相对于第二代产品实现20-25的改良实现6在给定导通电阻条件下芯片面积更小功率密度更高导通损耗更低无缘器件数量更少具有更高的性能和更低的成本意法半导体第四代SiC16MOSFET产品已通过认证测试公司预计2023年逐步推向市场我们认为25若特斯拉在新平台采用新代际的碳化硅平面MOSFET产品可以实现成本35节约我们看到斯达时代电气士兰微等在平面型领域积极布局Mar-22Jul-22Nov-22Mar-23资料来源Wind华泰研究方案二沟槽型替换平面型具备强设计能力模块封装能力公司有望受益以罗姆第三代沟槽型产品为例其可较第二代平面型产品降低50的导通电阻和35的输入电容占用晶圆面积更小因此沟槽型产品可实现单片晶圆上的芯片数量明显提升若车企采用该方案进行替代可实现驱动系统所用芯片总数减少及成本降低但技术的难点在于1沟槽工艺下拐角磨蚀形成的物理损伤和化学残留会影响后续使用可靠性2单颗芯片承受高倍的电流需要更强的散热能力对整车厂及其供应商的设计封装等能力提出更高要求因此我们认为拥有较强碳化硅芯片设计能力的公司以及模块封装能力的公司有望受益此趋势方案三碳化硅IGBT混合模块方案利好模块封装能力强的企业该方案将原有的TPAK封装中部分碳化硅器件替换为IGBT封装成混合模块再将若干个混合模块并联我们看到目前海外实验室已成功研发出FREEDM-PAIR混合模块并证实该方案的可行性车企若采用SiCMOSFET和IGBT的混合模块方案可以明显降低成本但该技术的难点在于碳化硅MOSFET和IGBT栅极驱动电压和工作频率不同合封的兼容难度较大目前罗姆推出的第四代沟槽型碳化硅MOSFET已实现与IGBT共用栅极驱动电路但尚未量产我们认为碳化硅与IGBT的合封模块方案技术难度较高在模块封装领域有深厚积累的公司有望受益建议关注氮化镓功率器件替换碳化硅或作为降本路径GaN元件具备耐高温高频高效率等优势常用于高功率应用场景GaN取代SiC或成为一种降本路径目前布局GaN的公司包括NavitasPI和英诺赛科台积电世界先进联电其中台积电作为全球为数不多GaN代工工厂第二代650V100VE-HEMT性能较一代提升50进入全产能量产阶段目前正在开发第三代产品台积电预计在2025年推出GaN目前主要应用于消费电子领域在电动车驱动系统中尚无大规模商用案例建议关注后续进展风险提示下游新能源汽车光伏等需求不及预期沟槽型SiCMOSFET技术进展不及预期碳化硅渗透率不及预期的风险免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读1科技图表1分立器件应用场景一览风电输电网轨道交通光伏EVHEV白色家电功率kWUPS服务器电源SiGTOIGBT103交流电适配器SiC102硅开关电源晶闸SiSiCGaN的竞争区域101管音频设备双极性SiIGBTIPM100晶体管GaNSiMOSFET103104105106频率Hz资料来源Omdia华泰研究图表2碳化硅产业链结构及相关公司资料来源各公司官网华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读2科技图表3平面型MOSFET和沟槽型MOSFET结构差异图资料来源PGCConsultancy华泰研究图表4意法半导体碳化硅平面MOSFET迭代情况资料来源意法半导体官网华泰研究图表5英飞凌沟槽SiCMOSFET对比平面SiCMOSFET的优势资料来源英飞凌官网华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读3科技图表6碳化硅MOSFETIGBT合封模块电路示意图资料来源XiaoqingSongAlexQHuang-65kVFREEDM-PairIdealhighpowerswitchcapitalizingonSiandSiC-20159华泰研究图表7碳化硅氮化镓主要公司估值表截至3月6日总市值PE倍PB倍PS倍股价变动代码公司股价百万元2023E2024E2023E2024E2023E2024E5D1MYTD碳化硅氮化镓主要公司估值表688187CH时代电气541653252742412119373239-33-323688396CH华润微58977753271232343062537740-85600460CH士兰微344487133192425546413322-52-359603290CH斯达半导28454858941930673601168205-137-273688234CH天岳先进7103050939251757696729720202-212-170002371CH北方华创2549134769453335625369548608-250WOLFUSWolfspeed71361140-157713274439966624-127-356NVTSUSNavitas636676-198-3302929131664088-618注WolfspeedNavitas预测数据来自彭博一致预期其余来自Wind一致预期WolfspeedNavitas股价为美元其余公司为人民币资料来源WindBloomberg华泰研究图表8提及公司概览公司彭博代码公司彭博代码WolfspeedWOLFUSPIPOWIUS天岳先进688234CH英诺赛科未上市NavitasNVTSUS台积电TSMUS意法半导体STMUS联电UMCUS罗姆6963JP世界先进5347TT特斯拉TSLAUS英飞凌IFXGR士兰微600460CH华润微688396CH斯达半导603290CH时代电气688187CH北方华创002371CH资料来源彭博华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读4科技免责声明分析师声明本人黄乐平刘溢兹证明本报告所表达的观点准确地反映了分析师对标的证券或发行人的个人意见彼以往现在或未来并无就其研究报告所提供的具体建议或所表迖的意见直接或间接收取任何报酬一般声明及披露本报告由华泰证券股份有限公司已具备中国证监会批准的证券投资咨询业务资格以下简称本公司制作本报告所载资料是仅供接收人的严格保密资料本报告仅供本公司及其客户和其关联机构使用本公司不因接收人收到本报告而视其为客户本报告基于本公司认为可靠的已公开的信息编制但本公司及其关联机构以下统称为华泰对该等信息的准确性及完整性不作任何保证本报告所载的意见评估及预测仅反映报告发布当日的观点和判断在不同时期华泰可能会发出与本报告所载意见评估及预测不一致的研究报告同时本报告所指的证券或投资标的的价格价值及投资收入可能会波动以往表现并不能指引未来未来回报并不能得到保证并存在损失本金的可能华泰不保证本报告所含信息保持在最新状态华泰对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改投资者应当自行关注相应的更新或修改本公司不是FINRA的注册会员其研究分析师亦没有注册为FINRA的研究分析师不具有FINRA分析师的注册资格华泰力求报告内容客观公正但本报告所载的观点结论和建议仅供参考不构成购买或出售所述证券的要约或招揽该等观点建议并未考虑到个别投资者的具体投资目的财务状况以及特定需求在任何时候均不构成对客户私人投资建议投资者应当充分考虑自身特定状况并完整理解和使用本报告内容不应视本报告为做出投资决策的唯一因素对依据或者使用本报告所造成的一切后果华泰及作者均不承担任何法律责任任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效除非另行说明本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现过往的业绩表现不应作为日后回报的预示华泰不承诺也不保证任何预示的回报会得以实现分析中所做的预测可能是基于相应的假设任何假设的变化可能会显著影响所预测的回报华泰及作者在自身所知情的范围内与本报告所指的证券或投资标的不存在法律禁止的利害关系在法律许可的情况下华泰可能会持有报告中提到的公司所发行的证券头寸并进行交易为该公司提供投资银行财务顾问或者金融产品等相关服务或向该公司招揽业务华泰的销售人员交易人员或其他专业人士可能会依据不同假设和标准采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和或交易观点华泰没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务华泰的资产管理部门自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策投资者应当考虑到华泰及或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据有关该方面的具体披露请参照本报告尾部本报告并非意图发送发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送发布的机构或人员也并非意图发送发布给因可得到使用本报告的行为而使华泰违反或受制于当地法律或监管规则的机构或人员本报告版权仅为本公司所有未经本公司书面许可任何机构或个人不得以翻版复制发表引用或再次分发他人无论整份或部分等任何形式侵犯本公司版权如征得本公司同意进行引用刊发的需在允许的范围内使用并需在使用前获取独立的法律意见以确定该引用刊发符合当地适用法规的要求同时注明出处为华泰证券研究所且不得对本报告进行任何有悖原意的引用删节和修改本公司保留追究相关责任的权利所有本报告中使用的商标服务标记及标记均为本公司的商标服务标记及标记中国香港本报告由华泰证券股份有限公司制作在香港由华泰金融控股香港有限公司向符合证券及期货条例及其附属法律规定的机构投资者和专业投资者的客户进行分发华泰金融控股香港有限公司受香港证券及期货事务监察委员会监管是华泰国际金融控股有限公司的全资子公司后者为华泰证券股份有限公司的全资子公司在香港获得本报告的人员若有任何有关本报告的问题请与华泰金融控股香港有限公司联系免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读5科技香港-重要监管披露华泰金融控股香港有限公司的雇员或其关联人士没有担任本报告中提及的公司或发行人的高级人员有关重要的披露信息请参华泰金融控股香港有限公司的网页httpswwwhtsccomhkstockdisclosure其他信息请参见下方美国-重要监管披露美国在美国本报告由华泰证券美国有限公司向符合美国监管规定的机构投资者进行发表与分发华泰证券美国有限公司是美国注册经纪商和美国金融业监管局FINRA的注册会员对于其在美国分发的研究报告华泰证券美国有限公司根据1934年证券交易法修订版第15a-6条规定以及美国证券交易委员会人员解释对本研究报告内容负责华泰证券美国有限公司联营公司的分析师不具有美国金融监管FINRA分析师的注册资格可能不属于华泰证券美国有限公司的关联人员因此可能不受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