受下游应用需求推动,全球第三代半导体材料、器件进入发展加速期,在新能源汽车、高速轨道交通、5G通信、光伏、消费电子等多种场景下均有广泛的应用空间。碳化硅作为第三代半导体产业发展的基石,因其优秀的物理性能,高禁带宽度(对应高击穿电场和高功率密度)、高电导率、高热导率等,未来将大量替代Si的应用市场。根据Yole数据显示,SiC功率器件市场规模将从2018年的4亿美元增加到2027年172亿美元,CAGR约51%。其中,SiC衬底材料市场规模将从2018年的1.21亿美元增长到2024年的11亿美元,CAGR达44%。
在此背景下,大量玩家纷纷布局SiC业务,从全球格局来看,SiC产业格局呈现美、欧、日三足鼎立的局面,其中美国一家独大。从产业链来看,SiC产业链可分为五个环节:分别是设备制造、衬底、外延、芯片设计制造与封测、应用。
设备制造领域:中国大陆企业主要有北方华创、中微公司、华峰测控、万业企业、芯源微、晶盛机电、天通吉成等;国际企业主要有美国的AMAT和拉姆研究等。
衬底领域:中国大陆方面,主要厂商有三安光电旗下子公司三安集成以及天科合达、山东天岳、德清州晶、中科钢研、神州科技、同光晶体、中电科二所、天通凯成等;国际方面,主要制造商有美国的Wolfspeed、道康宁、II-VI以及日本的昭和电工、Rohm等公司。
外延领域:国内的代表性企业包括三安集成、普兴电子、国盛电子、厦门瀚天天成、天科合达、南京白识、中电科13所(国联万众)、46所以及55所(国扬电子)、华大半导体、启迪控股和东莞天域半导体等;国外外延片企业主要有美国道康宁、II-VI、Wolfspeed、法国Nova、意大利ETC以及日本的昭和电工、Rohm等。
芯片设计制造与封测:国内的代表性企业主要有三安集成、闻泰科技、瑞能半导体、芯光润泽、士兰微、扬杰科技、美林电子、泰科天润、中车时代等;国外主要有Wolfspeed、Rohm、三菱电机、Microsemi、英飞凌、安森美、GeneSiC、 Littlefuse、东芝、 意法半导体、松下以及瑞萨电子等。此外,国内外现存部分公司聚焦于某一细分业务,如中国的斯达半导主要从事器件设计工作、海特高新主要从事器件制造,而中科封测、长电科技等公司则专注于器件封测。
应用领域:因SiC单晶棒生长速度低于Si单晶棒,且晶圆生长过程中易出现材料的基面位错导致良率较低,所以目前价格较高。新能源汽车因其超大市场规模成为SiC需求的主要拉动力,国内厂商主要有泰科天润、比亚迪、北汽新能源、北京精进电动;国外厂商主要有Powerex和丰田公司等。此外,国内的中车时代(动车、电力机车、城市轨道交通)、国家电网全球能源互联网研究院(电力系统)、北京科诺伟业(光伏、风电)、比特大陆(电源管理)都在不同领域有碳化硅的应用;国外方面,日本的三菱电机(电机控制、电源、白色家电)富士电机(中低压变频器、伺服系统)、美国的Microsemi(汽车、卫星、通讯及军用/航天)、GE(发电机、电气设备)、德国的英飞凌(智能电网、汽车电子、太阳能、风能)、瑞士的ABB(电力变压器和配电变压器)等公司均有碳化硅的应用业务。
风险提示:半导体周期下行;产品迭代速度较慢,下游应用普及进度不及预期;制造过程中核心设备和原材料遭到禁运,对生产造成不利影响。
本文编选自“半导体风向标”,作者:吕卓阳、陈杭,智通财经编辑:王岳川。