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（报告出品方/作者：东吴证券，马天翼、李璐彤）

1. 解决里程焦虑，碳化硅是新能源汽车 800V 高压快充标配

SiC 属于第三代半导体，性能参数优异。以碳化硅为代表的第三代半导体材料具有 禁带宽度大、饱和电子漂移速率高、热导率高、击穿电场强度高等优势： 1）更大的禁带宽度可以保证材料在高温下，电子不易发生跃迁，本征激发弱，从而 耐受更高的工作温度。碳化硅的禁带宽度约为硅的 3 倍，理论工作温度可达 400℃以上。 2）饱和电子漂移速率指电子在半导体材料中的最大定向移动速度，决定器件的开 关频率。碳化硅的饱和电子漂移速率是硅的两倍，有助于提高工作频率，将器件小型化。 3）高温是影响器件寿命的主要原因之一，热导率代表了材料的导热能力，碳化硅 的高热导率可以有效传导热量，降低器件温度，维持正常工作。 4）临界击穿场强指材料发生电击穿的电场强度，一旦超过该数值，材料将失去绝 缘性能，进而决定了材料的耐压性能。碳化硅的临界击穿场强约为硅的 10 倍，能够耐 受更高的电压，更适用于高电压器件。

碳化硅器件旨在为应用系统“增效+降本”，新能源汽车贡献主要市场。根据 Yole 的 数据，2022 年碳化硅功率器件市场规模为 18 亿美元，2028 年有望达到 89 亿美元，22- 28 年 CAGR 高达 31%。碳化硅功率器件可应用于汽车、能源、交通、工业等多个领域， 其中汽车占据主导地位，市场规模占比超过七成，2022 年市场规模为 13 亿美元，2028 年有望达到 66 亿美元，22-28 年 CAGR 高达 32%。

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

SiC 方案可实现新能源汽车三电系统降本、增效。碳化硅凭借高效率、高功率密度 等优异特性，为应用系统“降本+增效”。以新能源汽车主驱为例，根据 ST 测算，碳化 硅逆变器效率比 IGBT 逆变器高 3.4%，可以有效提升续航、节省电池成本。此外，由于 碳化硅逆变器体积较小，还可搭载成本更低的冷却系统，从而降低整车成本。因此新能 源汽车主驱逆变器、车载 OBC、DC/DC 转换器已率先开启 SiC SBD、SiC MOS 的渗透。

SiC 在汽车主驱、OBC、DC/DC 系统中均已开启渗透。 1）主驱：SiC 在纯电动车、混动车主驱上都有应用。2018 年，特斯拉率先将 SiC 应 用于 Model 3，开启主驱逆变 SiC 器件的大规模商业化应用，Model 3 全车搭载 24 个 SiC模块，拆开封装每颗有 2 个 SiC 裸晶（Die），共计搭载 48 颗 SiC MOSFET。后续有比 亚迪、蔚小理、吉利等车企跟进。 2）OBC、DC/DC：相比 SiC 主驱逆变器，OBC、DC/DC 所使用的 SiC MOS 允许更 高的导通电阻，技术成熟度更高，比亚迪于 18 年就开始在 OBC 中应用碳化硅器件。

主流车企加速推出搭载碳化硅的车型。据统计，全球大部分主流车企均已有碳化硅 车型上市，暂未上市的厂商也有概念车或合作消息公布，如标致的 Inception EV 概念车、 宝马与安森美签订供货协议等，说明碳化硅的应用方案已经得到终端车企的广泛认可。

23 年已有多款 20-25 万元价格段的标配碳化硅车型上市，助力碳化硅加速渗透。根 据汽车之家数据，23 年有小鹏 G6、极氪 X、智己 LS6 等多款 20-25 万元价格段的标配 碳化硅车型上市，可见新势力车企的高性能策略已强势拉动碳化硅渗透，未来仍将有同 价格段车型如极氪 007 等上市。

特斯拉引领、其他车企跟进搭载碳化硅，23 年 1-8 月其他车企已贡献 25%碳化硅 车型销量。特斯拉作为行业中首个大规模应用碳化硅的车企，旗下 Model 3、Model Y 车 型销量火爆，近年来在国内外造车新势力的共同努力下，市场结构逐渐走向多元化。根 据我们的测算，其他车企在碳化硅车型中的销量占比 2023 年 1-8 月已达到 25%，其他 车企碳化硅渗透率已达 8%，未来渗透率有望逐年提升，与特斯拉共同拉动碳化硅渗透。

基于以下核心假设：1）电动车渗透率逐年提升；2）纯电动车的 SiC 器件主要应用 于主驱、OBC、DC/DC；3）伴随碳化硅国产衬底产能释放、国产器件实现技术追赶，器 件平均价格有望每年降低 15%，从而拉动碳化硅在纯电车中渗透。我们预测 25 年全球 新能源汽车 SiC 器件市场规模有望达到 194 亿元，23-25 年 CAGR 达 50%。

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

SiC 器件的耐高压、高频特性适配直流快充桩需求。要满足新能源汽车快充需求， 直流快充桩电压需要提升到 800-1000V，所用功率器件耐压必须提高到 1200V 以上，适 合应用碳化硅。同时，使用碳化硅器件还可降低拓扑复杂度，减少驱动配套电路数量与 功率器件用量，从而降低充电桩体积及系统成本。此外，对于运营商而言，应用 SiC 器 件还可以减少开关损耗，提升转换效率，提高营业利润。

充电模块功率提升，国内外桩端厂商积极布局搭载碳化硅的产品。南方电网、巨湾 技研、FreeWire、Rhombus 等国内外多厂商均已发布碳化硅技术为核心的充电桩项目， 据中关村天河宽禁带半导体技术创新联盟介绍，采用碳化硅充电模块的功率可以达到 60kW 以上，而采用 IGBT 单管的设计仅达到 15-30kW 水平。未来伴随直流充电桩功率 提高，碳化硅渗透率有望快速提升。

基于以下核心假设：1）汽车留存率随时间推移而下降；2）国内公用车桩比逐年下 降，直流桩占比逐年提升；3）海外公用车桩比逐年下降，直流桩占比与中国保持一致； 4）由于 SiC 二极管应用方案较为成熟，而 SiC 模块需要等待 800V 车型渗透率进一步提 高才能大规模应用，因此假设 SiC 二极管渗透率匀速提升，SiC 模块渗透率加速提升； 5）SiC 二极管价格保持稳定，SiC 模块由于替代元件存在先后顺序，每千瓦价值量将逐 年提升，直至全面替代。我们预测 2025 年全球充电桩 SiC 器件市场规模有望达到 74 亿 元，22-25 年 CAGR 高达 330%，高增速主要来自 SiC 模块的加速渗透。

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

SiC 器件物理特性优良，显著提升光伏逆变器转换效率。根据 Simon Wall 等人在 《High-efficiency PV inverter with SiC》的研究中，在 50KW 的组串式逆变器中，Si 二极 管被 SiC 二极管替代后有望实现 0.3%的系统效率提升。根据天科合达招股说明书，使 用全 SiC MOSFET 或 SiC MOSFET 与 SiC SBD 结合的功率模块的光伏逆变器，转换效率可从 96%提升至 99%以上，能量损耗降低 50%以上，设备循环寿命提升 50 倍。

根据英飞凌，目前在光伏逆变器的 DC/DC 升压电路、DC/AC 逆变电路中均有碳化 硅器件的替代方案，考虑经济因素，主要有 IGBT + SiC SBD 和 SiC MOSFET 两类方案， 应用端、功率器件及光伏逆变器厂商都积极推出相关产品。

基于以下核心假设：1）分布式光伏占比逐年提高；2）SiC 器件只应用于分布式光 伏，不应用于集中式光伏；3）由于光伏产品成熟度高，对全新方案的接受度较低，因此 假设 SiC 二极管渗透率快速增长，SiC 模块的渗透率缓慢提升。我们预测 2025 年全球 光伏 SiC 器件市场规模有望达到 5 亿元，22-25 年 CAGR 达 54%。

2. 产业链各环节迈向国产化，技术、产能、客户三要素制胜

技术（降本能力）、产能（有效产能）、客户关系为决定竞争格局的关键要素。碳化 硅产业链自上而下包括衬底、外延、器件设计、晶圆制造、模块封装等环节，其中，衬 底端为当前的有效产能瓶颈、降本瓶颈环节，器件端国产化、IDM 是大趋势，技术、产 能、客户关系为决定各环节竞争格局的关键要素，建议关注国产衬底厂商扩产、国产器 件厂商量产节奏。

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

SiC 衬底位于产业链上游，根据电学性能不同可分为半绝缘型、导电型衬底。为满 足下游应用市场对于不同功能芯片的需求，需要制备不同电学性能的碳化硅衬底。根据 工信部文件，一类是具有高电阻率（电阻率≥105Ω·cm）的半绝缘型碳化硅衬底，该类衬 底采用氮化镓外延，制成射频器件，应用于信息通讯、无线电探测等领域；另一类是低 电阻率（电阻率区间为 15~30mΩ·cm）的导电型碳化硅衬底，该类衬底采用碳化硅外延， 制成功率器件，应用于新能源汽车、光伏&储能逆变器、新能源汽车充电桩等领域。

SiC 价格较高限制应用放量，衬底是产业链的核心降本环节。碳化硅材料具有高熔 点、高硬度属性，制造所需的工艺难度远高于硅基材料，且由于碳化硅晶体生长速率慢、 产品良率低，碳化硅衬底的生产周期远大于传统硅基。根据芯八哥数据，2021 年碳化硅器件制造成本结构中，衬底成本占比约 46%，未来，衬底逐步降本有望打开碳化硅市场 天花板。

供给端，海外厂商在 SiC 衬底赛道具备先发优势，国产厂商加速释放产能。根据 Yole 数据，2022 年全球碳化硅衬底市场中，美国 Wolfspeed、美国Ⅱ-Ⅵ和日本 Rohm（收 购德国 SICrystal）三家企业合计占据全球约 72%的市场份额。中国公司天科合达、天岳 先进努力追赶，22 年导电型衬底合计实现营收 1.04 亿美元，合计占比 15%，同比+5pct。

技术端，SiC 衬底环节尚存多条技术升级、迭代路径，国产厂商加码研发。目前全 球各大厂商量产的 SiC 衬底均以 PVT 法制造的 6 英寸产品为主，海外龙头研发历史久 远、技术积累丰富，在长晶速度、缺陷密度等方面领先，国产厂商正在加速追赶，公司 已进入全球第一梯队。

① 性能参数优化方面，降低位错缺陷、微管缺陷为关键技术方向

碳化硅器件制造在衬底外延生长的外延层上实现，碳化硅晶体关键技术指标包括位 错缺陷（TD）、微管缺陷（MP），会延伸至外延层、从而影响器件品质。降低衬底缺陷是衬底厂商积累 know-how 的关键技术方向，一方面，SiC MOS 对晶体材料的品质要求 高于 SiC SBD，对晶体缺陷指标要求更高；另一方面，降低衬底晶体缺陷指标能够提升 器件制造良率、品质，从而降低器件制造成本。

② 衬底尺寸方面， 8 英寸衬底有待规模化量产

Wolfspeed 是全球首家推出 8 英寸 SiC 衬底的厂商，目前已实现量产，根据 Wolfspeed 数据，对于 32 平方毫米的芯片（Die），一张 8 英寸晶圆可提高约 90%的芯片产出，将 单位综合成本降低 50%，因此 8 英寸乃至更高英寸是未来关键技术方向。根据行家说三 代半数据，除 Wolfspeed 外，其他国际 SiC 大厂预计将于 2-3 年内量产 8 英寸 SiC 衬底， 同时 22 年以来，以天岳先进为代表的国产衬底厂商均已成功研发 8 英寸 SiC 衬底样片， 且天岳先进已于 23H1 实现小批量销售。

③ 长晶方式方面，液相法（LPE）技术有待进一步突破

物理气相传输法（PVT）为国际主流大规模应用的生产方法。目前碳化硅单晶的制 备方法主要有：物理气相传输法（PVT）、顶部籽晶溶液生长法（TSSG）、高温化学气相 沉积法（HT-CVD）。其中，PVT 法具有设备简单，操作容易控制，设备价格以及运行成 本低等优点，成为工业生产所采用的主要方法。 液相法（LPE）在长晶成本、品质方面具备优势，技术有待进一步突破。液相法（LPE） 可解决 PVT 法缺陷密度高、扩径困难、晶体生长过程不可监测等制约碳化硅发展的关 键问题，同时具备以下多方面优势，1）生长成本低：相较于 PVT 法长晶，LPE 法省去 了制备高纯碳化硅晶体粉末的需要，从原料上可节省部分成本，同时 LPE 法温度更低， 整个过程相对比较稳定，重复性和可靠性相对较好，良率有望得到提升，进而降低成本； 2）缺陷密度低：受益于液体环境的生长过程，螺位错、刃位错可以转移，可通过横向传 导排出位错；3）适合 P 型晶体生长：受益于液相法温度较低，可以直接在溶液里做元 素掺杂，较易实现 P 型晶体的制备，P 型碳化硅衬底更加适配轨道交通、特高压输电等 高压场景。

产能端，国产 SiC 衬底厂商产能快速扩张。根据各公司公告，国产碳化硅衬底厂商 2022 年产能约为 61 万片/年，预计至 2026 年总产能有望达到 600 万片/年-650 万片/年， 22-26 年产能 CAGR 超 70%，国产 SiC 衬底厂商积极扩产、把握碳化硅市场窗口期。

劣等产能将被市场出清，重视国产厂商产能实际交付能力。尽管各国产厂商规划产 能增速极高，但由于碳化硅衬底存在降低缺陷密度等技术门槛，因此并非所有规划产能 均能如期实际交付，以公司 D、公司 L 为例，其 23 年营收增幅有限、盈利能力承压， 因此部分厂商未来可能出现技术落后将导致盈利能力不佳，从而放缓扩产节奏，最终尾 部厂商将主动或被动完成产能出清。

客户端，以天岳为代表的头部国产衬底厂商已成功出海至英飞凌、博世等国际大厂。 21 年及之前，天岳先进主要向以客户 A、客户 B 为主的无线电探测、信息通信行业厂 商供应半绝缘型 SiC 衬底，22 年公司实现将部分产能转移至导电型衬底后，陆续与国家 电网、客户 A、客户 B、客户 E、客户 F 等建立合作关系，并与英飞凌、博世集团等海 外大厂签订长期合作协议，至 23H1，公司前五大客户营收占比已下降至 52%。

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

结合碳化硅单晶炉年产量、价格等数据进行测算，23-26 年国内碳化硅单晶炉市场 总空间约 88 亿元，设备需求预计将于未来四年内陆续释放。

本土设备厂商快速成长，已占据国内碳化硅单晶炉主要市场份额。国内碳化硅晶体 生长设备主流厂商包括北方华创、晶升装备等，北方华创主要供应天岳先进等多家碳化 硅衬底厂商，占国内碳化硅厂商采购份额的比重约 50%以上；公司主要面向三安光电、 东尼电子、浙江晶越等多家客户，市占率约 27.47%-29.01%。宁波恒普、沈阳中科汉达、 科友半导体、山东力冠微等其他国内公司尚处于小批量供应或样机开发及验证阶段。

我们判断，碳化硅长晶设备开发壁垒介于蓝宝石、半导体级硅基材料之间，且短期 内由于衬底厂商利用外购设备、加速抢占市场入口，长期来看，碳化硅长晶炉标准未定， 衬底厂商应维持一定比例长晶炉外购，以保障技术迭代的灵活性，因此碳化硅衬底厂商 自研/外购设备将长期共存。未来，碳化硅单晶炉供应商的分化将伴随技术能力分化而出 现，材料厂商、设备厂商均需持续推进新技术研发、共逐技术护城河。

1）短期：设备研发存在较长周期，衬底厂商利用外购设备、加速抢占市场入口

下游衬底环节行业格局未定，衬底厂商处于抢占衬底市场入口阶段。由于进入碳化 硅衬底市场需要长期的技术积累，目前碳化硅衬底市场主要由美欧日厂商主导，2021 年 Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ、SiCrystal、SK Siltron 合计占据全球超 90%市场份额，国内第一梯队 厂商包括天岳先进、天科合达等，其余中小衬底厂商数量已超 30 余家，大量厂商处于 抢占衬底市场入口阶段，短期内盈利波动使得国内中小衬底厂商难以兼顾设备研发及生 产，因此通过外购设备、快速抢占市场入口。

碳化硅单晶炉开发周期较长，设备厂商基于技术同源性、快速响应客户需求。碳化 硅单晶炉开发周期分为设计环节和生产环节，设计环节需根据客户需求确定相应的设计 方案，生产环节中需根据设计方案生产系统部装、整机调试等，根据环球晶圆，碳化硅 长晶炉开发周期长达 2 年。设备厂商基于技术同源性、可快速响应客户需求，以晶升装 备为例，蓝宝石、半导体级、碳化硅三类设备均运用设备设计、数值建模及仿真、热场 设计与模拟、晶体生长控制、工艺开发等核心技术，具有一定的共通价值及关联性。

2）长期：碳化硅单晶炉标准未定，衬底厂商自研、外购设备将长期共存

碳化硅单晶炉目前标准未定，仍存在性能参数优化、衬底尺寸扩大等技术升级迭代空间，因此衬底厂商应维持一定比例长晶炉外购，以保障技术迭代的灵活性。

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

外延工艺必不可少。与传统硅器件不同，碳化硅器件不能直接制作在衬底上，需要 在衬底上生长一层晶相同、质量更高的单晶薄膜(外延层) ，再制作器件。外延可分为① 同质外延：在导电型 SiC 衬底生长 SiC，常用于低功率器件/射频器件/光电器件；②异质 外延：在半绝缘 Sic 衬底生长 GaN，常用于高功率器件。 外延晶体更优质可控，层厚越大，耐压越高。碳化硅晶体生长的过程中会不可避免 地产生缺陷、引入杂质，导致质量和性能不足，而外延层的生长可以消除衬底中的某些 缺陷，使晶格排列整齐。外延厚度越大（难度越大），能承受的电压越高，一般 100V 电 压需要 1μm 厚度外延，600V 需要 6μm，1200-1700V 需要 10-15μm，15000V 则需要上 百微米（约 150μm）。

SiC 外延需严格控制缺陷，工艺难度大。SiC 外延会复制衬底的晶体结构，因此外 延层缺陷包括来自衬底的缺陷（如微管、贯穿螺型位错 TSD、贯穿刃型位错 TED、基平 面位错 BPD），以及生长过程的位错以及宏观缺陷（如掉落物、三角形缺陷、胡萝卜缺 陷/彗星型缺陷、浅坑、生长的堆垛层错）。 掉落物、三角形缺陷等属于致命性缺陷。衬底缺陷的 TSD 和 TED 基本不影响碳化 硅器件性能，只有 BPD 会引发器件性能的退化。而生长过程的掉落物、三角形缺陷等 是致命性缺陷，一旦出现，会导致器件测试失败（击穿电压 VB 降低 20%~90%），良率 大幅降低。 低缺陷&厚外延是主要趋势：随着器件耐压等级的提高，外延厚度从过去几微米发 展到几十甚至上百微米。Wolfspeed（Cree）的 N/P 型碳化硅外延厚度均可达到 200μm， 国内存在一定差距，瀚天天成 N 型碳化硅外延厚度达 40μm，东莞天域 N 型碳化硅外延 厚度做到 30μm。

受限进口外延炉供货短缺，碳化硅外延产能短期具有垄断性。2020 年 Wolfspeed 与 昭和电工分别占据全球碳化硅导电型外延片市场 52%和 43%的市场份额，合计高达 95%， 形成双寡头垄断，2022 年国产厂商产能中瀚天天成、东莞天域 CR2 超 80%。

上游衬底、下游代工厂商均向外延环节延伸，纯外延厂商盈利空间受限。相较纯外 延厂商，碳化硅衬底厂商向下游延伸具有更强的客户优势，即可为客户直接供货外延产 品，碳化硅代工厂商向上游延伸具有更强的验证优势，即外延产品直接在自有晶圆制造 产线验证可缩短验证周期，未来纯碳化硅衬底厂商盈利空间可能受到挤压。

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

供给端，欧美日厂商引领全球碳化硅市场。根据 Yole 数据，2021 年 SiC 市场份额 前五厂家均为欧美日企业，合计占据 93%的市场份额，其中意法半导体依靠与特斯拉的 合作占据全球 40%的市场份额。海外厂商起步较早，在全产业链进行布局，尤其在碳化 硅衬底、器件环节具有丰富量产经验和深厚技术积累，形成先发优势。

国产厂商器件设计工艺、代工产能扩建并举。以斯达半导为代表的设计厂商持续推 出导通电阻更低、性能更优的碳化硅芯片产品，同时传统设计公司已开始涉足碳化硅晶 圆制造产线建设，拟完成碳化硅 IDM 能力构建。以中芯集成为代表的代工厂商持续提 升工艺平台能力、扩建产能。

可比国产 IGBT 上车历史，24 年有望成为碳化硅器件国产化元年。根据 NE 时代数 据，中国新能源乘用车功率模块装机量中，23H1 前五大国产厂商份额已提升至 54%， 可比国产 IGBT 上车历史，凭借供应本土化优势，国产碳化硅模块厂商也有望加速上车， 24 年有望成为碳化硅器件国产化元年。

3. 海外大厂风向标

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

疫情结束加速全球 SiC 扩产进程。自 2018 年特斯拉 Model 3 发布以来，SiC 企业普 遍认为市场需求即将爆发，将扩产安排提上日程，然而新冠疫情的肆虐使得扩产进程不 及预期。以 SiC 头部企业罗姆为例，罗姆于 2018 年 6 月宣布将在日本筑后市新建一座 工厂以扩大 SiC 产能，从 2019 年 2 月开始施工，预期于 2020 年底竣工，但由于新冠疫 情因素，该工厂直至 2022 年 6 月才正式投产。 如今疫情已是过去时，无论是因疫情停滞的老项目，还是等待时机的新项目，都纷 纷启动建设进程。根据《2022 碳化硅（SiC）产业调研白皮书》，2022 年国外有 30 个碳 化硅相关项目扩产或投产，总投资金额超过 800 亿人民币，新增衬底产能超过 250 万片。

海外大厂积极推动上下游合作。根据我们的统计，23 年以来海外大厂已宣布 20 余 项合作。海外大厂对上下游合作青睐有加，主要有以下原因：1）大厂存在技术先进、供 应链稳定、规模效应等多种竞争优势，更容易在同行中脱颖而出；2）大厂规模较大，近 年又普遍开展扩产计划，对未来业务的稳定性有更高要求；3）通过上下游的强强联合， 有利于双方保持竞争优势，在未来极端情况下可能出现的供给侧出清中抢占先机。

海外大厂加速并购，以实现产业链垂直整合。如果说企业合作是一种间接的产业链 整合，那么并购就是直接的产业链整合，二者互为补充、互相促进。根据 Evertiq 的数 据，近年来 SiC 行业内并购数量明显增加，以美国为例，2006-2022 年间共发生 9 起 SiC 企业并购案件，其中 7 起发生于 2018 年及以后。根据我们的统计，2019 年至今全球共发生 16 起 SiC 企业并购案件，SiC 产业链正在海外大厂的推动下快速整合。

3.2. 技术：8 英寸普及尚需时日，平面与沟槽器件结构共存

8 英寸 SiC 晶圆量产已经成为现实。2022 年 4 月，Wolfspeed 位于纽约的莫霍克谷 SiC 制造工厂正式开业，成为全行业首个实现 8 英寸 SiC 晶圆量产的企业。目前全球企 业都积极布局 8 英寸 SiC 晶圆产线，根据 Yole 的数据，国内外已有十余家企业将 8 英 寸 SiC 晶圆量产提上日程，但大部分还处于样品或小规模量产的阶段。

8 英寸并非降低成本的唯一途径。尽管提升晶圆尺寸可以降低 SiC 晶圆的单价，但 SiC 晶圆价格高企的主要原因并不在于尺寸，而在于良率低、长晶速度慢等问题。以国 产 SiC 衬底龙头天岳先进为例，尽管持续提升工艺水平，但直至 2021 年 6 月晶棒良率 也仅有 50%，衬底良率为 75%，而传统硅器件整体良率可高达 99%。此外，SiC 晶圆生 长约需要 10 天，而硅棒拉晶只需要 2 天半。为此，业内公司极为重视技术创新，从多 角度出发共同寻找降低成本的途径。

SiC MOSFET 可分为平面结构与沟槽结构，两种工艺各有优劣。平面结构的优点 在于工艺简单，单元一致性较好，雪崩能量较高；缺点在于存在 JFET 效应，从而增加 通态电阻，寄生电容也较大。沟槽结构的优点在于没有 JFET 效应，寄生电容小，开关 速度快，开关损耗低；缺点在于工艺复杂，单元一致性较差。 海外大厂技术路线差异大，两种结构共存。意法半导体与 Wolfspeed 的产品目前为 平面结构，同时也在研究沟槽结构方案；英飞凌的产品专注于沟槽结构，采用的半包沟 槽结构性能较好；罗姆的产品自 2015 年从平面结构转型为沟槽结构，此后一直沿用； 安森美的产品虽然是平面结构，但在沟槽结构已积累 20 份有关专利。

3.3. 衬底龙头 Wolfspeed 稳中向好，海外大厂均积极看待行业前景

衬底龙头企业 Wolfspeed 发展稳中向好。过去 SiC 产能不足主要受制于衬底，行业 扩产也主要围绕衬底展开，我们考察了衬底龙头企业 Wolfspeed 的经营情况，公司近三 年的发展可总结为以下两阶段： 1）FY21Q2-FY23Q1：受益于电动车快速放量、疫情趋缓等多重因素，公司营收持 续增长，毛利也始终维持在 30%-35%的区间内。 2）FY23Q2-FY24Q1：尽管下游需求保持旺盛，但受限于设备备件短缺和新厂建设 延迟，公司产能不及预期，营收总体稳定，毛利率有所下降。莫霍克谷工厂未充分利用 的成本使 FY24Q1 毛利率下降了 17.4%，如果不考虑该因素，公司 FY24Q1 毛利率相较 FY23Q4 上升了 3pct。未来伴随扩产进度加快，营收、毛利率均有望迎来修复式增长。

龙头企业积极看待行业前景。近年来行业加速扩产，市场上普遍存在疑虑：碳化硅 行业是否会出现产能过剩，甚至全行业亏损的最坏情况，我们认为海外龙头的经营策略 最具指导意义。为此，我们对龙头企业从产线、资本支出、产能规划、营收规划等多方 面进行综合考察，结果显示，前五大厂商均对行业前景抱有较积极态度。

4. 投资分析

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

22 年业绩受产能调整影响出现下滑，23 年已见边际改善拐点。18-21 年，通信基 站、无线电探测等市场拉动公司半绝缘型衬底营收快速增长，尽管 19、20 年因实施股 权激励确认高额股份支付费用，导致管理费用大幅增加，扣除非经常性损益后，公司 19- 21 年均已实现盈利。22 年，一方面，疫情封控对公司上下游供应链产生较大影响；另 一方面，因疫情导致临港新工厂产能建设滞后，公司战略性的将济南工厂部分产能转向 导电型衬底，因此产生的临时性产能下滑影响公司 22 年业绩。 截至 23 年中报，济南工厂已转型为导电型产品为主，产品结构调整影响单位成本 的不利因素逐步消除，临港新工厂完成第一阶段的机电安装，23H1 公司营收恢复高增 长、毛利率及净利率回升，伴随临港新工厂产能逐步爬坡，公司业绩拐点将至。

分业务看，22 年碳化硅衬底产能调整已完成，营收、盈利能力双拐点将至。 1） 碳化硅衬底：包括导电型衬底、半绝缘型衬底两类产品，2020 年及之前，公司 业务核心聚焦半绝缘型碳化硅衬底，营收受通信基站、无线电探测等市场拉动， 毛利率伴随良率提升而提升。22 年济南工厂产能调整导致营收、毛利率均受到 一定负面影响，预计伴随临港新工厂产能逐步爬坡，公司碳化硅衬底业务将有 望迎来营收、盈利能力双拐点。 2） 其他业务：其他业务主要为生产过程中无法达到半导体级要求的晶棒、不合格 衬底等产品的销售，其他业务营收占比已由 2018 年的 38%降低至 23H1 年的 15%，说明公司扩大碳化硅衬底产量的同时，产品不合格率逐渐下降。

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

受益下游碳化硅衬底厂商扩产，业绩快速增长。受益下游碳化硅衬底厂商扩产，公 司业绩呈现快速增长趋势。23Q1-3，公司实现营收 2.4 亿元，同比+82%，归母净利润 0.4 亿元，同比+127%，伴随产能扩建、大客户订单放量，公司业绩有望延续快速增长趋势。

碳化硅长晶炉贡献六成营收，规模效应有望拉动毛利率回升。22 年公司碳化硅、 半导体级长晶炉营收分别为 1.46 亿元、0.66 亿元，营收占比为 66%、30%。毛利率方 面，未来伴随规模效应带来成本摊薄，公司碳化硅长晶炉毛利率有望回升。

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

营收持续快速增长，利润短期受产线建设产生大量折旧拖累。营收端，伴随销售晶 圆数量增加，及产品结构优化带动价格提升，公司营收持续快速增长，23Q1-3 公司营业 收入、主营业务收入分别同比+22%、+46%，达到 38.32 亿元、37.5 亿元。利润端，由 于产线建设产生大量折旧，公司近年利润尚未转正，但伴随营收快速增长、期间费用摊 薄，毛利率、净利率整体呈现提升趋势。

产能持续高增长，产能利用率维持高水平。公司 21、22 年产能分别为 90 万片、139 万片，同比+119%、+54%，产能利用率均维持在 90%以上的高水平。截至 23 年中报， 公司应用于车载、工控领域核心芯片的 IGBT 产能达到 8 万片/月，其产能利用率超过 95%；SiC 新建产能 2000 片/月，产能利用率超过 90%，此外公司还拥有 MOSFET 产能 6.5 万片/月、MEMS 产能 1.1 万片/月、HVIC 产能 5000 片/月。

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

新能源领域推动营收高增，积极开拓海外市场。截至 23H1，公司新能源领域营收 占比已提升至 59%，成为营收增长主要驱动力。公司 22 年/23Q1-3 分别实现营收 27 亿 元/26 亿元，同比+59%/+40%。公司重视海外市场，早在 2014 年就于瑞士创立子公司斯 达欧洲，负责国际市场业务开拓和发展，并在德国纽伦堡设有研发中心，近几年亚洲以 外地区营收呈爆发式增长，20-22 年 CAGR 高达 99%，预计未来仍将保持高增速。

芯片端，公司实施 SiC 芯片研发及产业化项目后，将形成年产 6 万片 6 英寸 SiC 芯片生产能力，拥有自主的车规级 SiC MOSFET 芯片，有助于公司加速 SiC 芯片技术迭 代升级，提高车规级 SiC 模块的产品竞争力，加强供应链的稳定性。截至 2023 年上半 年，该项目累计投资额度已经达到 4.24 亿元，占预计投资总额的 21.22%。 模块端，公司建设全 SiC 功率模块产线，将形成年产 8 万颗车规级全碳化硅功率模 组生产能力，进一步提高公司在车规级 SiC 模块的供货保障能力，助力公司抓住 SiC 市 场爆发机遇，快速提高市占率。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。「链接」