化合物半导体系列报告之二：碳化硅：国内衬底厂商加速布局天天观察

2023-06-25 22:32:49 来源：上海申银万国证券研究所有限公司小 中

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本期投资提示：

碳化硅具有耐高温、高压等优势，渗透率提升空间大。随着应用场景提出更高的要求，以碳化硅、氮化镓等为代表的第三代半导体材料发展迅速。与第一代半导体材料硅相比，碳化硅具备更高的击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导性和热稳定性，更适合在高压、高频、高功率等领域中应用，并且能实现器件小型化、轻量化。根据罗姆官网数据，相同规格下SiC 器件体积约为硅基器件的1/10。

纵观产业链，衬底占碳化硅器件制造成本47%（中商产业研究院数据）。碳化硅产业链依次分为：衬底、外延、器件和终端应用。1）在制造衬底的多个工序中晶体生长是核心难点，国内衬底良率偏低。由于 SiC 晶棒生长速度慢，晶体生长对各种参数要求高、工艺复杂，同时采用主流PVT 法导致生长过程不可见，国内衬底良率偏低。2）我们判断长晶难点在于工艺而非设备本身。天科合达、同光烁科等自研长晶设备，天岳先进虽外购但热场设计、控制软件以及组装调试工作均自行完成并拥有碳化硅单晶制备技术专利。根据晶升股份招股说明书，预计北方华创占国内碳化硅厂商采购份额50%以上，晶升股份市占率约为 27.47%-29.01%，二者占国内长晶炉超77%。3）外延处产业链中间环节，设备交付周期长。外延设备被行业四大龙头垄断，主流SiC 高温外延设备交付周期拉长。

衬底市场竞争格局集中，国产衬底厂商进展超预期。1）2020 年全球导电型碳化硅衬底市场中CR3 约89%，竞争格局集中。国外企业多以IDM 模式布局全产业链，而国内企业倾向专注单个环节制造。2）国产衬底进展超预期。2023 年4 月，天岳先进在2022 年年报披露与博世集团签署长期协议；5 月，英飞凌宣布与天科合达和天岳先进2 家SiC 衬底厂商签订长期协议，并预计2 家供应量均将占到英飞凌长期需求量的两位数份额。国产SiC 衬底龙头获国际器件大厂认可，我们判断国内衬底良率和性能提升超预期。

投资分析意见：建议关注国产衬底厂商布局进展，关注衬底高壁垒环节的天岳先进、天科合达（未上市）、东尼电子等，以及国内最早具备SiC 全产业链一体化布局的三安光电。

风险提示：碳化硅渗透率提升不及预期；国产厂商产能及良率提升不及预期

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