第三代半導(dǎo)體SIC:爆發(fā)式增長的明日之星
華安電子
發(fā)布時間:
2021-11-18 15:52
主要觀點(diǎn)
SIC功率器件:性能優(yōu)異,10年20倍增長
功率半導(dǎo)體的技術(shù)和材料創(chuàng)新都致力于提高能量轉(zhuǎn)化效率(理想轉(zhuǎn)化率100%),基于SIC材料的功率器件相比傳統(tǒng)的Si基功率器件效率高、損耗小,在新能源車、光伏風(fēng)電、不間斷電源、家電工控等有廣闊的應(yīng)用前景。目前SIC行業(yè)發(fā)展的瓶頸主要在于SIC襯底成本高(是Si的4-5倍,預(yù)計(jì)未來3-4年價格會逐漸降為Si的2倍),同時SIC MOS為代表的SIC器件產(chǎn)品穩(wěn)定性需要時間驗(yàn)證。我們認(rèn)為國內(nèi)外SIC產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟,成本也在持續(xù)下降,產(chǎn)業(yè)鏈爆發(fā)的拐點(diǎn)臨近,Yole預(yù)計(jì)SIC器件空間將從2019年4.8億美金到2025年30億美金2030年100億美金,即10年20倍增長。
SIC晶片:國內(nèi)外差距縮小,行業(yè)高增+國產(chǎn)替代同時進(jìn)行
SIC晶片主要用于SIC功率器件和5G GaN射頻器件,未來10年市場空間隨著下游SIC功率器件+GaN高頻射頻器件的增長而增長,我們預(yù)計(jì)SIC晶片市場將從2019年30億RMB到2027年超過150億RMB;
行業(yè)高增長+國產(chǎn)替代,天科合達(dá)/山東天岳有望成為SIC晶片領(lǐng)域的滬硅產(chǎn)業(yè):相比于普通硅片分布在日韓美五個巨頭手中,SIC晶片龍頭70%以上的份額都在美國CREE和II-VI等公司,國產(chǎn)化也更迫切;目前國內(nèi)的SIC晶片龍頭山東天岳、天科合達(dá)等已經(jīng)初具規(guī)模,第三代半導(dǎo)體SIC國內(nèi)外差距較之前傳統(tǒng)半導(dǎo)體領(lǐng)域有所減小,這一次 SIC晶片產(chǎn)業(yè)爆發(fā)和國產(chǎn)替代會同時進(jìn)行,相關(guān)公司將充分受益這一波第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)紅利。
投資建議
SIC產(chǎn)業(yè)鏈會有一些新的公司進(jìn)入,但是原來的IGBT龍頭以及其他傳統(tǒng)功率器件公司也都會是SIC功率器件的重要玩家,并充分受益于這一波十年以上的產(chǎn)業(yè)趨勢。
建議關(guān)注:
1)國內(nèi)IGBT龍頭順勢切入SIC領(lǐng)域,關(guān)注斯達(dá)半導(dǎo)和未上市的比亞迪半導(dǎo)體/中車時代半導(dǎo)體;
2)傳統(tǒng)功率器件往SIC器件升級切入,包括聞泰科技,華潤微、捷捷微電、揚(yáng)杰科技、新潔能;以及較純正SIC器件廠商泰科天潤等;
3)布局SIC設(shè)備和材料的露笑科技,第三代半導(dǎo)體SIC/GaN全布局的三安光電;
4)SIC晶片領(lǐng)域的天科合達(dá)、山東天岳。
風(fēng)險提示
SIC成本降低不達(dá)預(yù)期;
SIC器件穩(wěn)定性可靠性指標(biāo)不及預(yù)期;
國內(nèi)SIC產(chǎn)業(yè)鏈跟國外差距進(jìn)一步拉大的風(fēng)險;
宏觀經(jīng)濟(jì)導(dǎo)致行業(yè)景氣下降的風(fēng)險。
推薦關(guān)注公司盈利預(yù)測與評級:
正文目錄
1 第三代半導(dǎo)體SIC:性能優(yōu)異,爆發(fā)前夜
1.1 第三代半導(dǎo)體SIC材料的性能優(yōu)勢
1.2 第三代半導(dǎo)體SIC器件的性能優(yōu)勢
1.3 政策支持VS產(chǎn)業(yè)成熟度提升
1.4 SiC產(chǎn)業(yè)鏈總結(jié)
2 SIC器件:10年20倍成長,國內(nèi)全面布局
2.1 應(yīng)用:新能源車充電樁和光伏等將率先采用
2.2 門檻:SIC器件的壁壘和難點(diǎn)
2.3 空間&增速:SIC器件未來5-10年復(fù)合40%增長
2.4 格局:SIC器件的競爭格局
3 SIC晶片:高成長高壁壘,國產(chǎn)奮起直追
3.1 成長分析
3.2 壁壘分析
3.3 競爭分析
3.4 價值分析
4 投資建議
4.1 天科合達(dá)
4.2 山東天岳
4.3 斯達(dá)半導(dǎo)
4.4 三安光電
4.5 華潤微
4.6 捷捷微電
4.7 揚(yáng)杰科技
4.8 露笑科技
風(fēng)險提示
一、第三代半導(dǎo)體SIC:性能優(yōu)異,爆發(fā)前夜
1.1 第三代半導(dǎo)體SIC材料的性能優(yōu)勢
第一代半導(dǎo)體材料主要是指硅(Si)、鍺元素(Ge)半導(dǎo)體材料,應(yīng)用極為普遍,包括集成電路、電子信息網(wǎng)絡(luò)工程、電腦、手機(jī)、電視、航空航天、各類軍事工程和迅速發(fā)展的新能源、硅光伏產(chǎn)業(yè)中都得到了極為廣泛的應(yīng)用;
第二代半導(dǎo)體材料主要是指化合物半導(dǎo)體材料,如砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb),主要用于制作高速、高頻、大功率以及發(fā)光電子器件(LED),是制作高性能微波、毫米波器件及發(fā)光器件的優(yōu)良材料。
Si基器件在600V以上高電壓以及高功率場合達(dá)到其性能的極限;為了提升在高壓/高功率下器件的性能,第三代半導(dǎo)體材料SiC (寬禁帶)應(yīng)運(yùn)而生;
第三代半導(dǎo)體主要是SIC和GaN,第二代和第三代也稱作化合物半導(dǎo)體,即兩種元素組成的半導(dǎo)體材料,區(qū)別于硅/鍺等單質(zhì)半導(dǎo)體:
SIC材料具有明顯的性能優(yōu)勢。SiC和GaN 是第三代半導(dǎo)體材料,與第一二代半導(dǎo)體材料相比,具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導(dǎo)率等性能優(yōu)勢,所以又叫寬禁帶半導(dǎo)體材料,特別適用于5G射頻器件和高電壓功率器件。
1.2 第三代半導(dǎo)體SIC器件的性能優(yōu)勢
SIC的功率器件如SIC MOS,相比于Si基的IGBT,其導(dǎo)通電阻可以做的更低,體現(xiàn)在產(chǎn)品上面,就是尺寸降低,從而縮小體積,并且開關(guān)速度快,功耗相比于傳統(tǒng)功率器件要大大降低。
在電動車領(lǐng)域,電池重量大且價值量高,如果在SIC器件的使用中可以降低功耗,減小體積,那么在電池的安排上就更游刃有余;同時在高壓直流充電樁中應(yīng)用SIC會使得充電時間大大縮短,帶來的巨大社會效益。
根據(jù)Cree提供的測算: 將純電動車BEV逆變器中的功率組件改成SIC時, 大概可以減少整車功耗5%-10%;這樣可以提升續(xù)航能力,或者減少動力電池成本。
總結(jié)來說,SiC器件具備的多種優(yōu)勢將帶動電動車?yán)m(xù)航能力的提升:
1).高電能轉(zhuǎn)換效率:SiC屬于寬能隙材料, 擊穿場強(qiáng)度大比Si基半導(dǎo)體材料更適用在高功率的應(yīng)用場景;
2).高電能利用效率:SiC屬于寬能隙材料, 擊穿場強(qiáng)度大比Si基半導(dǎo)體材料更適用在高功率的應(yīng)用場景;
3).低無效熱耗:開關(guān)頻率高, 速度快, 所產(chǎn)生無效的熱耗減少, 使的電路、散熱系統(tǒng)得以簡化。
2019年國際上的功率半導(dǎo)體巨頭不斷推出新的基于SIC材料的功率器件,且推出的幾款SiC SBD及MOSFET均符合車規(guī)級(AEC-Q101)標(biāo)準(zhǔn),這些產(chǎn)品應(yīng)用于新能源車或者光伏領(lǐng)域等功率器件需求場景,將顯著減少功耗,提高轉(zhuǎn)化效率。
1.3 政策支持VS產(chǎn)業(yè)成熟度提升
1.3.1全球?qū)Φ谌雽?dǎo)體均展開全面戰(zhàn)略部署
2014年初,美國宣布成立“下一代功率電子技術(shù)國家制造業(yè)創(chuàng)新中心”,期望通過加強(qiáng)第三代半導(dǎo)體技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,使美國占領(lǐng)下一代功率電子產(chǎn)業(yè)這個正出現(xiàn)的規(guī)模最大、發(fā)展最快的新興市場,并為美國創(chuàng)造出一大批高收入就業(yè)崗位。
日本建立了“下一代功率半導(dǎo)體封裝技術(shù)開發(fā)聯(lián)盟”由大阪大學(xué)牽頭,協(xié)同羅姆、三菱電機(jī)、松下電器等18 家從事SiC 和GaN 材料、器件以及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的知名企業(yè)、大學(xué)和研究中心;
歐洲啟動了產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目“LAST POWER”,由意法半導(dǎo)體公司牽頭,協(xié)同來自意大利、德國等六個歐洲國家的私營企業(yè)、大學(xué)和公共研究中心,聯(lián)合攻關(guān)SiC 和GaN 的關(guān)鍵技術(shù)。
1.3.2國內(nèi)政策支持持續(xù)加強(qiáng)
我國的“中國制造2025”計(jì)劃中明確提出要大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。2015年5月,中國建立第三代半導(dǎo)體材料及應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新基地,搶占第三代半導(dǎo)體戰(zhàn)略新高地;國家科技部、工信部、北京市科委牽頭成立第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(CASA),對推動我國第三代半導(dǎo)體材料及器件研發(fā)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
1.3.3制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸在于成本和可靠性驗(yàn)證
行業(yè)發(fā)展的瓶頸目前在于SIC襯底成本高:目前SIC的成本是Si的4-5倍,預(yù)計(jì)未來3-5年價格會逐漸降為Si的2倍左右,SIC行業(yè)的增速取決于SIC產(chǎn)業(yè)鏈成熟的速度,目前成本較高,且SIC器件產(chǎn)品參數(shù)和質(zhì)量還未經(jīng)足夠驗(yàn)證;
SIC MOS的產(chǎn)品穩(wěn)定性需要時間驗(yàn)證:根據(jù)英飛凌2020年功率半導(dǎo)體應(yīng)用大會上專家披露,目前SiC MOSFET 真正落地的時間還非常短,在車載領(lǐng)域才剛開始商用(Model 3中率先使用了SIC MOS的功率模塊),一些諸如短路耐受時間等技術(shù)指標(biāo)沒有提供足夠多的驗(yàn)證,SIC MOS在車載和工控等領(lǐng)域驗(yàn)證自己的穩(wěn)定性和壽命等指標(biāo)需要較長時間;
根據(jù)Yole預(yù)測,SIC和GaN電力電子器件(注意是GaN在電力電子中的應(yīng)用,不包括在高頻射頻器件)2023年在整體功率器件滲透率分別為3.75%和1%;驅(qū)動因素是新能源汽車新能源發(fā)電以及快充。
我們認(rèn)為目前國內(nèi)外SIC產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟,成本持續(xù)下降,下游接受度也開始提升,目前整個產(chǎn)業(yè)鏈處于行業(yè)爆發(fā)的前夜。
1.4 SiC產(chǎn)業(yè)鏈總結(jié)
1.4.1 SIC產(chǎn)業(yè)鏈三大環(huán)節(jié):
SIC產(chǎn)業(yè)鏈分為三大環(huán)節(jié):上游的SIC晶片和外延→中間的功率器件的制造(包含經(jīng)典的IC設(shè)計(jì)→制造→封裝三個小環(huán)節(jié))→下游工控、新能源車、光伏風(fēng)電等應(yīng)用。目前上游的晶片基本被美國CREE和II-VI等美國廠商壟斷;國內(nèi)方面,SiC晶片商山東天岳和天科合達(dá)已經(jīng)能供應(yīng)2英寸~6英寸的單晶襯底,且營收都達(dá)到了一定的規(guī)模(今年均會超過2億元RMB);SiC外延片:廈門瀚天天成與東莞天域可生產(chǎn)2英寸~6英寸SiC外延片。
國外SIC功率器件玩家:
傳統(tǒng)的功率器件廠商包括英飛凌、意法半導(dǎo)體、三菱電機(jī)、富士電機(jī);借助SIC材料介入SIC器件的CREE;
國內(nèi)SIC功率器件玩家:泰科天潤,中電科55所,基本半導(dǎo)體,三安集成,華潤微等。
SIC晶片、外延和設(shè)備:國外CREE和II-VI占據(jù)了SIC片70%以上的份額,國內(nèi)山東天岳和天科合達(dá)已經(jīng)初具規(guī)模;露笑科技2019年11月公告,露笑科技將為中科鋼研、國宏中宇主導(dǎo)的碳化硅產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目定制約200臺碳化硅長晶爐,設(shè)備總采購金額約3億元,同時露笑科技另外2020年8月公告計(jì)劃與合肥合作投資100億元建設(shè)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園,從SIC設(shè)備切入襯底和外延等環(huán)節(jié)。
二、SIC器件:10年20倍成長,國內(nèi)全面布局
2.1 應(yīng)用:新能源車充電樁和光伏等將率先采用
SiC具有前述所說的各種優(yōu)勢,是高壓/高功率/高頻的功率器件相對理想的材料,所以SiC功率器件在新能源車、充電樁、新能源發(fā)電的光伏風(fēng)電等這些對效率、節(jié)能和損耗等指標(biāo)比較看重的領(lǐng)域,具有明顯的發(fā)展前景。
高頻低壓用Si-IGBT,高頻高壓用SiC MOS,電壓功率不大但是高頻則用GaN。當(dāng)?shù)皖l、高壓的情況下用Si的IGBT是最好,如果稍稍高頻但是電壓不是很高,功率不是很高的情況下,用Si的MOSFET是最好。如果既是高頻又是高壓的情況下,用SiC的MOSFET最好。電壓不需要很大,功率不需要很大,但是頻率需要很高,這種情況下用GaN效果最佳。
以新能源車中應(yīng)用SIC MOS為例,根據(jù)Cree提供的測算:將純電動車BEV逆變器中的功率組件改成SIC時, 大概可以減少整車功耗5%-10%;這樣可以提升續(xù)航能力,或者減少動力電池成本。
同時SIC MOS在快充充電樁等領(lǐng)域也將大有可為。快速充電樁是將外部交流電,透過IGBT或者SIC MOS轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟? 然后直接對新能源汽車電池進(jìn)行充電,對于損耗和其自身占用體積問題也很敏感,因此不考慮成本,SIC MOS比IGBT更有前景和需求,由于目前SIC的成本目前是Si的4-5倍,因此會在高功率規(guī)格的快速充電樁首先導(dǎo)入。在光伏領(lǐng)域,高效、高功率密度、高可靠和低成本是光伏逆變器未來的發(fā)展趨勢,因此基于性能更優(yōu)異的SIC材料的光伏逆變器也將是未來重要的應(yīng)用趨勢。
SIC肖特基二極管的應(yīng)用比傳統(tǒng)的肖特基二極管同樣有優(yōu)勢。碳化硅肖特基二極管相比于傳統(tǒng)的硅快恢復(fù)二極管(SiFRD),具有理想的反向恢復(fù)特性。在器件從正向?qū)ㄏ蚍聪蜃钄噢D(zhuǎn)換時,幾乎沒有反向恢復(fù)電流,反向恢復(fù)時間小于20ns,因此碳化硅肖特基二極管可以工作在更高的頻率,在相同頻率下具有更高的效率。另一個重要的特點(diǎn)是碳化硅肖特基二極管具有正的溫度系數(shù),隨著溫度的上升電阻也逐漸上升,這使得SIC肖特基二極管非常適合并聯(lián)實(shí)用,增加了系統(tǒng)的安全性和可靠性??偨Y(jié)來看,SIC 肖特基二極管具有的特點(diǎn)如下:1)幾乎無開關(guān)損耗;2)更高的開關(guān)頻率;3)更高的效率;4)更高的工作溫度;5)正的溫度系數(shù),適合于并聯(lián)工作;6)開關(guān)特性幾乎與溫度無關(guān)。
根據(jù)CASA的統(tǒng)計(jì),業(yè)內(nèi)反應(yīng)SiC SBD實(shí)際的批量采購成交價已經(jīng)降至1元/A以下,耐壓600-650V的產(chǎn)品業(yè)內(nèi)批量采購價約為0.6元/A,而耐壓1200V的產(chǎn)品業(yè)內(nèi)批量采購價約為1元/A。
如上表所示,2019年部分SIC肖特基二極管產(chǎn)品價格實(shí)現(xiàn)了20%-35%的降幅,SIC二極管價格的持續(xù)降低以及和Si二極管價差的縮小將進(jìn)一步促進(jìn)SIC二極管的應(yīng)用。
2.2 門檻:SIC器件的壁壘和難點(diǎn)
SIC難度大部分集中在SIC晶片的長晶和襯底制作方面,但是要做成器件,也有一些自身的難點(diǎn),主要包括:
1、外延工藝效率低:碳化硅的氣相同質(zhì)外延一般要在1500℃以上的高溫下進(jìn)行。由于有升華的問題,溫度不能太高,一般不能超過1800℃,因而生長速率較低。液相外延溫度較低、速率較高,但產(chǎn)量較低。
2.歐姆接觸的制作:歐姆接觸是器件器件制作中十分重要的工藝之一,要形成好的碳化硅的歐姆接觸在實(shí)際中還是有較大難度;
3.配套材料的耐高溫:碳化硅芯片本身是耐高溫的,但與其配套的材料就不見得能夠耐得住600℃以上的溫度。所以整體工作溫度的提高,需要不斷的進(jìn)行配套材料方面創(chuàng)新。
SIC的優(yōu)異性能大家認(rèn)識的較早,之所以最近幾年才有較好的進(jìn)展主要是因?yàn)镾IC片和SIC器件兩個方面相比傳統(tǒng)的功率器件均有一些難點(diǎn),器件生產(chǎn)的高難度高成本加上碳化硅片制造的高難度(后面會提及),兩者互為循環(huán),一定程度上制約了過去幾年SIC應(yīng)用的推廣速度,我們認(rèn)為隨著產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟,SIC正處于爆發(fā)的前夜,拐點(diǎn)漸行漸近。
2.3 空間&增速:SIC器件未來5-10年復(fù)合40%增長
IHS預(yù)計(jì)未來5-10年SIC器件復(fù)合增速40%:根據(jù) IHSMarkit 數(shù)據(jù),2018 年碳化硅功率器件市場規(guī)模約3.9 億美元,受新能源汽車龐大需求的驅(qū)動,以及光伏風(fēng)電和充電樁等領(lǐng)域?qū)τ谛屎凸囊筇嵘?strong>預(yù)計(jì)到 2027 年碳化硅功率器件的市場規(guī)模將超過 100 億美元,18-27年9年的復(fù)合增速接近40%。
滲透率角度測算SIC MOS器件市場空間:(SIC MOS只是SIC器件的一種)SIC MOS器件的下游和IGBT重合度較大,因此,驅(qū)動IGBT行業(yè)空間高成長驅(qū)動因素如車載、充電樁、工控、光伏風(fēng)電以及家電市場,也都是SIC MOS功率器件將來要涉足的領(lǐng)域;根據(jù)我們之前系列行業(yè)報告的大致測算,2019年IGBT全球58億美金,中國22億美金空間,在車載和充電樁和工控光伏風(fēng)電等的帶動下,預(yù)計(jì)2025年IGBT全球120億美金,中國60億美金。
SIC MOS器件的滲透率取決于其成本下降和產(chǎn)業(yè)鏈成熟的速度,根據(jù)英飛凌和國內(nèi)相關(guān)公司調(diào)研和產(chǎn)業(yè)里的專家的判斷來看,SIC MOS滲透IGBT的拐點(diǎn)可能在2024年附近。預(yù)計(jì)2025年全球滲透率25%,則全球有30億美金SIC MOS器件市場,中國按照20%滲透率2025年則有12億美金的SIC MOS空間。即不考慮SIC SBD和其他SIC功率器件,僅測算替代IGBT那部分的SIC MOS市場預(yù)計(jì)2025年全球30億美金,相對2019年不到4億美金有超過7倍成長,且2025-2030年增速延續(xù)。
2.4 格局:SIC器件的競爭格局
目前,碳化硅器件市場還是以國外的傳統(tǒng)功率龍頭公司為主,2017年全球市場份額占比前三的是科銳,羅姆和意法半導(dǎo)體,其中CREE從SIC上游材料切入到了SIC器件,相當(dāng)于其擁有了從上游SIC片到下游SIC器件的產(chǎn)業(yè)鏈一體化能力。
國內(nèi)的企業(yè)均處于初創(chuàng)期或者剛剛介入SIC領(lǐng)域,包括傳統(tǒng)的功率器件廠商華潤微、捷捷微電、揚(yáng)杰科技,從傳統(tǒng)的硅基MOSFET、晶閘管、二極管等切入SIC領(lǐng)域,IGBT廠商斯達(dá)半導(dǎo)、比亞迪半導(dǎo)體等,但國內(nèi)當(dāng)前的SIC器件營收規(guī)模都比較小(揚(yáng)杰科技最新披露SIC營收2020年上半年19.28萬元左右);
未上市公司和單位中做的較好的有前面產(chǎn)業(yè)鏈總結(jié)中提到的一些,包括:
泰科天潤:可以量產(chǎn)SiC SBD,產(chǎn)品涵蓋600V/5A~50A、1200V/5A~50A和1700V/10A系列;并且早在2015年,泰科天潤就宣布推出了一款高功率碳化硅肖特基二極管產(chǎn)品,是從事SIC器件的較純正的公司;
中電科55所:國內(nèi)從4-6寸碳化硅外延生長、芯片設(shè)計(jì)與制造、模塊封裝實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的單位;
深圳基本半導(dǎo)體:成立于2016年,由清華大學(xué)、浙江大學(xué)、劍橋大學(xué)等國內(nèi)外知名高校博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立,專注于SIC功率器件,也是深圳第三代半導(dǎo)體研究院發(fā)起單位之一,目前已經(jīng)開始推出其1200V 的SiC MOSFET產(chǎn)品。
三、SIC晶片:高成長高壁壘,國產(chǎn)奮起直追
3.1 成長分析
3.1.1 SIC晶片對應(yīng)的下游器件
如前分析所述,碳化硅晶片主要用來做成高壓功率器件和高頻功率器件:SIC片主要分為兩種類型:導(dǎo)電型的SIC晶片經(jīng)過SIC外延后制作高壓功率器件;半絕緣型的SIC晶片經(jīng)過GaN外延后制5G射頻器件(特別是PA);
3.1.2 SIC晶片的下游器件未來市場空間及增長
碳化硅晶片主要用于大功率和高頻功率器件:2018年氮化鎵射頻器件全球市場規(guī)模約4.2 億美元(約28 億元人民幣),隨著5G 通訊網(wǎng)絡(luò)的推進(jìn),氮化鎵射頻器件市場將迅速擴(kuò)大,Yole 預(yù)計(jì)到2023 年,全球射頻氮化鎵器件市場規(guī)模將達(dá)到13 億美元(約91 億元人民幣);繼續(xù)引用前面IHS的預(yù)測,則SIC功率器件將由2019年的4.5億美元到2025年接近30億美元。
第三代半導(dǎo)體在功率器件領(lǐng)域的市場規(guī)模:(這里的GaN是用于功率器件)
第三代半導(dǎo)體GaN在高頻射頻領(lǐng)域的市場規(guī)模:根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),2017年氮化鎵射頻市場規(guī)模為4億美元,將于2023年增長至接近13億美元,復(fù)合增速為22%,下游應(yīng)用結(jié)構(gòu)整體保持穩(wěn)定,以通訊與軍工為主,二者合計(jì)占比約為80%。而整體射頻器件的市場空間在2018-2025在8%左右,GaN射頻器件增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于射頻器件整體市場的增長。
3.1.3 SIC晶片本身的市場空間及增速
導(dǎo)電型碳化硅單晶襯底材料是制造碳化硅功率半導(dǎo)體器件的基材,根據(jù)中國寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的測算:
2017-2020年市場需求:2017年4英寸10萬片、6英寸1.5萬片?預(yù)計(jì)到 2020 年4英寸保持10萬片、6英寸超過8萬片。
2020-2025年市場需求:4英寸逐步從 10萬片市場減少到5萬片,6英寸晶圓將從8萬片增長到20萬片;
2025~2030年:4英寸晶圓逐漸退出市場,6英寸晶圓將增長至 40萬片。
半絕緣碳化硅具備高電阻的同時可以承受更高的頻率,主要應(yīng)用在高頻射頻器件;同樣根據(jù)中國寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的測算:
2017年市場需求:全球半絕緣碳化硅晶片的市場需求約4萬片;2020年:4英寸半絕緣SIC維持4萬片、6英寸半絕緣SIC晶片5萬片;
2025年市場需求:預(yù)計(jì)4英寸半絕緣到2萬片、6英寸到10萬片;
2025-2030年市場需求:4英寸半絕緣襯底逐漸退出市場,而6 英寸需求到20萬片。
我們預(yù)計(jì),整體SIC晶片全球市場空間預(yù)計(jì)從2020的30億RMB增長至2027年150億元RMB,作為對比,2018年全球硅片市場90億美元,國內(nèi)硅片市場約130億元(近8年復(fù)合增長5%-7%)。
3.2 壁壘分析
SIC晶片的壁壘較高,主要體現(xiàn)在:
SIC晶片的核心參數(shù)包括微管密度、位錯密度、電阻率、翹曲度、表面粗糙度等。在密閉高溫腔體內(nèi)進(jìn)行原子有序排列并完成晶體生長、同時控制參數(shù)指標(biāo)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,將生長好的晶體加工成可以滿足半導(dǎo)體器件制造所需晶片又涉及一系列高難度工藝調(diào)控;隨著碳化硅晶體尺寸的增大及產(chǎn)品參數(shù)要求的提高,生產(chǎn)參數(shù)的定制化設(shè)定和動態(tài)控制難度會進(jìn)一步提升。因此,穩(wěn)定量產(chǎn)各項(xiàng)性能參數(shù)指標(biāo)波動幅度較低的高品質(zhì)碳化硅晶片的技術(shù)難度很大,主要體現(xiàn)在下面幾個方面:
1.精確調(diào)控溫度:碳化硅晶體需要在 2,000℃以上的高溫環(huán)境中生長,且在生產(chǎn)中需要精確調(diào)控生長溫度,控制難度極大;
2.容易產(chǎn)生多晶型雜質(zhì):碳化硅存在 200 多種晶體結(jié)構(gòu)類型,其中六方結(jié)構(gòu)的 4H 型(4H-SiC) 等少數(shù)幾種晶體結(jié)構(gòu)的單晶型碳化硅才是所需的半導(dǎo)體材料,在晶體生長過程中需要精確控制硅碳比、生長溫度梯度、晶體生長速率以及氣流氣壓等參數(shù),否則容易產(chǎn)生多晶型夾雜,導(dǎo)致產(chǎn)出的晶體不合格;
3.晶體擴(kuò)徑難度大:氣相傳輸法下,碳化硅晶體生長的擴(kuò)徑技術(shù)難度極大,隨著晶體尺寸的擴(kuò)大,其生長難度工藝呈幾何級增長;
4.硬度極大難切割:碳化硅硬度與金剛石接近,切割、研磨、拋光技術(shù)難度大, 工藝水平的提高需要長期的研發(fā)積累;
3.3 競爭分析
3.3.1 海外基本壟斷市場
目前,碳化硅晶片產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國全球獨(dú)大的特點(diǎn)。以導(dǎo)電型產(chǎn)品為例,2018 年美國占有全球碳化硅晶片產(chǎn)量的 70%以上,僅 CREE 公司就占據(jù)60%以上市場份額,剩余份額大部分被日本和歐洲的其他碳化硅企業(yè)占據(jù)。
3.3.2 后進(jìn)者難度較大
由于碳化硅材料特殊的物理性質(zhì),其晶體生長、晶體切割、 晶片加工等環(huán)節(jié)的技術(shù)和工藝要求高,需要長期投入和深耕才能形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力,行業(yè)門檻很高。
后進(jìn)入的碳化硅晶片生產(chǎn)商在短期內(nèi)形成規(guī)?;?yīng)能力存在較大難度,市場供給仍主要依靠現(xiàn)有晶片生產(chǎn)商擴(kuò)大自身生產(chǎn)能力,國內(nèi)碳化硅晶片供給不足的局面預(yù)計(jì)仍將維持一段時間。
3.4 價值分析
上游SIC晶片主要用于SIC功率器件和5G 高頻射頻器件,未來10年市場空間隨著下游SIC功率器件+高頻射頻器件的增長而增長,我們預(yù)計(jì)將從2020年30億RMB到2027年接近150億RMB;
行業(yè)高增長+國產(chǎn)替代+高壁壘:天科合達(dá)/山東天岳可簡單類比于SIC晶片領(lǐng)域的滬硅產(chǎn)業(yè),而且傳統(tǒng)硅片分布在日韓美五個巨頭,而SIC晶片龍頭70%+的份額都在美國CREE和II-VI等公司,國產(chǎn)化也更迫切;在過去十年下游半導(dǎo)體的成長中,國內(nèi)上游硅片商參與的有限;而這一次,未來10年的SIC器件和5G高頻射頻器件中,國內(nèi)的SIC晶片龍頭將積極參與其中,行業(yè)爆發(fā)增長和國產(chǎn)化同時進(jìn)行,可持續(xù)享受較高估值。
四、投資建議
4.1 天科合達(dá)
4.1.1 公司概況:SIC晶片領(lǐng)軍企業(yè),成長速度快
天科合達(dá)是國內(nèi)第三代半導(dǎo)體材料SIC晶片的領(lǐng)軍企業(yè):公司成立于2006年9月12日,2017 年4月至2019年8月在全國股轉(zhuǎn)系統(tǒng)掛牌轉(zhuǎn)讓,2020年7月擬在科創(chuàng)板市場上市。
公司成長速度極快,2017-2019年公司收入由0.24億增長至1.55億元,兩年復(fù)合增長率154%。
4.1.2 營收構(gòu)成:SIC晶片占比約為一半
公司營收由三部分構(gòu)成:碳化硅晶片占比48.12%,寶石等其他碳化硅產(chǎn)品占比36.65%,碳化硅單晶生長爐占比15.23%。
4.1.3 設(shè)備自制:從設(shè)備到SIC片一體化布局
公司以高純硅粉和高純碳粉作為原材料,采用物理氣相傳輸法(PVT)生長碳化硅晶體,加工制成碳化硅晶片;其中的碳化硅晶體的生長設(shè)備-碳化硅單晶生長爐公司也能完成自制并對外銷售。
4.1.4 管理層
(1)劉偉先生,出生于1967年3月,中國國籍,無境外永久居留權(quán),正高級工程師,畢業(yè)于西安交通大學(xué)電氣工程專業(yè),碩士研究生。1990年7月至2001年3月,歷任石河子熱電廠生產(chǎn)技術(shù)科專工、鍋爐分廠主任、檢修分廠副主任、熱力分公司經(jīng)理、生產(chǎn)技術(shù)科科長、副廠長、廠長;2001年3月至2008年12月, 任天富熱電副總經(jīng)理兼熱電廠廠長、東熱電廠廠長、 南熱電廠書記和廠長;2008年12月至2019年6月,歷任天富集團(tuán)黨委委員兼天富熱電黨委副書記和南熱電廠廠長、董事長,天富集團(tuán)黨委副書記、 黨委書記、 董事長兼天富熱電(天富能源)黨委書記、副董事長;2019年6月至今,任天富集團(tuán)黨委書記、董事長、天富能源黨委書記、董事長。2015年3月至2015年10月,任天科合達(dá)有限董事長;2015年10月至今,任公司董事長。
(2) 楊建先生,出生于1976年9月,中國國籍,無境外永久居留權(quán),畢業(yè)于中國科學(xué)院大學(xué)項(xiàng)目管理專業(yè),碩士研究生。1999年7月至2001年12月, 任新疆眾和股份有限公司財務(wù)部會計(jì);2002年1月至2006年12月, 任北京天富科技有限公司財務(wù)部經(jīng)理;2007年1月至2011年9月,任天科合達(dá)有限財務(wù)總監(jiān);2012年1月至2013年8月,任掌金科技(北京)有限公司副總經(jīng)理。2013年9月至2015年10月,歷任天科合達(dá)有限副總經(jīng)理、董事兼總經(jīng)理;2015年10月至今,任公司董事、總經(jīng)理。
4.1.5 公司毛利率
公司產(chǎn)品毛利率隨著規(guī)模增大而顯著增加,從2017年度的-12%增長到2020年Q1的29.45%。
4.1.6 公司產(chǎn)能與產(chǎn)量
公司2019年SIC產(chǎn)能37525片,產(chǎn)量36879片,產(chǎn)能利用率超過98%,過去兩年產(chǎn)能利用率也都維持高位。
注:
1、碳化硅晶片產(chǎn)品產(chǎn)能和產(chǎn)量統(tǒng)一折合成4英寸產(chǎn)品的數(shù)量;
2、沈陽分公司成立于2018年8月31日,2018年10月開始從事碳化硅單晶生長爐銷售業(yè)務(wù)。產(chǎn)能為25臺/月。
4.1.7 公司銷量與單價
天科合達(dá)SIC片的銷售均價2017/2018/2019/2020Q1分別為2002.95元/2420.57元/2286.75元/3042.96元,均價呈現(xiàn)穩(wěn)中有升的態(tài)勢。
4.1.8 行業(yè)格局與公司地位
公司地位:2018年,以導(dǎo)電型的SIC來看,天科合達(dá)以1.7%的市場占有率排名全球第六,排名國內(nèi)導(dǎo)電型碳化硅晶片第一。
4.1.9 公司前五大客戶
公司前五大客戶,大多是國內(nèi)SIC產(chǎn)業(yè)鏈公司,包括三安集成、中電化合物、東莞天域等。
4.1.10 研發(fā)投入與技術(shù)水平
公司研發(fā)投入:2018年研發(fā)投入:1262萬;2019年研發(fā)投入:2919萬;2020年1-3月:568萬;公司技術(shù)研發(fā)人員共75人,占公司員工總數(shù)的13.7%,其中核心技術(shù)人員5名;公司擁有已獲授權(quán)的專利34 項(xiàng),其中已獲授權(quán)發(fā)明專利33項(xiàng)(含6 項(xiàng)國際發(fā)明專利);公司先后榮獲“十一五” 國家科技計(jì)劃執(zhí)行優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)獎、新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎等重要獎項(xiàng);
公司產(chǎn)品和研發(fā)的階段:階段一:06-07年:2寸導(dǎo)電型、半絕緣型研發(fā)成功;08-11年:3英寸導(dǎo)電型、半絕緣型產(chǎn)品研發(fā)成功并少量銷售;階段二:12-16年:4英寸導(dǎo)電/半絕緣型研發(fā)成功并少量銷售;階段三:2017年:4英寸導(dǎo)電型規(guī)模化量產(chǎn);2018年:6英寸半絕緣型研發(fā)成功;2019:4英寸半絕緣型產(chǎn)品規(guī)模量產(chǎn);2020年:8英寸的產(chǎn)品開始啟動研發(fā)。
4.1.11 未來發(fā)展規(guī)劃和募投產(chǎn)能:
募投項(xiàng)目:公司在現(xiàn)有產(chǎn)能的基礎(chǔ)上,擬對主營業(yè)務(wù)碳化硅襯底材料進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)。內(nèi)容包括主要建設(shè)一個包括晶體生長、晶片加工和清洗檢測等全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)基地。
項(xiàng)目目標(biāo):項(xiàng)目投產(chǎn)后年產(chǎn)12萬片6英寸碳化硅晶片,其中6英寸導(dǎo)電型碳化硅晶片約為8.2萬片,6英寸半絕緣型碳化硅晶片約為3.8萬片。
項(xiàng)目投資:本項(xiàng)目總投資金額95,706.00萬元,其中固定資產(chǎn)投資88,438.00萬元,流動資金7,268.00萬元。項(xiàng)目建設(shè)期2年。
4.2 山東天岳
1、半絕緣SIC片的領(lǐng)軍企業(yè):公司成立于2010年,專注于碳化硅晶體襯底材料的生產(chǎn);公司產(chǎn)品主要在半絕緣型的SIC片。公司投資建成了第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)化基地,具備研發(fā)、生產(chǎn)國際先進(jìn)水平的半導(dǎo)體襯底材料的軟硬件條件,是我國第三代半導(dǎo)體襯底材料行業(yè)的先進(jìn)企業(yè)。
2、成長能力:據(jù)了解,公司收入從2018年收入1.1億左右增加至2019年超過2.5億總收入(其中也有約一半是SIC衍生產(chǎn)品寶石等),同比增長100%以上。公司的SIC片主要集中在半絕緣型,而天科合達(dá)主要集中在導(dǎo)電型。
3、華為入股:華為旗下的哈勃科技投資持股山東天岳8.17%。
4、生產(chǎn)能力(公司采用的是長晶爐的數(shù)量進(jìn)行表征):山東天岳的產(chǎn)能主要由長晶爐的數(shù)量決定,2019 年產(chǎn)線上長晶爐接近250臺,銷售襯底約2.5 萬片,預(yù)計(jì)年底前再購置一批長晶爐,目標(biāo)增加至 550臺以上;
5、銷售價格:2018 、2019年公司襯底平均銷售價格大數(shù)大約在6300元/片、8900元/片,預(yù)計(jì)今年的平均價格將會突破9000元,價格變動的主要原因是2,3 寸小尺寸襯底、N 型等相對低價的襯底銷售占比逐步降低,高值的4 寸高純半絕緣產(chǎn)品占比逐步提升導(dǎo)致單位售價提高。
6、技術(shù)實(shí)力:山東天岳的碳化硅技術(shù)起源于山東大學(xué)晶體國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,公司于2011 年購買了該實(shí)驗(yàn)室蔣明華院士專利,并投入了大量研發(fā),歷經(jīng)多年工藝積累,將碳化硅襯底從實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)發(fā)展成為了產(chǎn)業(yè)化技術(shù);山東天岳除30 人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)外,還在海外設(shè)有6 個聯(lián)合研發(fā)中心;公司擁有專利近300 項(xiàng),其中先進(jìn)發(fā)明專利約50 多項(xiàng),先進(jìn)實(shí)用性專利約220 項(xiàng),申請中的發(fā)明專利約50 多項(xiàng)。
4.3 斯達(dá)半導(dǎo)
1、斯達(dá)半導(dǎo)97.5%的收入均是IGBT,是功率半導(dǎo)體已上市公司中最純正的IGBT標(biāo)的,2019 收入7.8億(yoy+15.4%),歸母凈利潤1.35(yoy+39.8%),IGBT模塊全球市占率2%,排名全球第八;
2、斯達(dá)半導(dǎo)在積極進(jìn)行第三代半導(dǎo)體SIC的布局。公司SiC相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)儲備在緊鑼密鼓的進(jìn)行:
3、公司在未來重點(diǎn)攻關(guān)技術(shù)研發(fā)與開發(fā)計(jì)劃:
主要提到三項(xiàng)重要產(chǎn)品開發(fā):1、全系列FS-Trench 型IGBT 芯片的研發(fā);2、新一代IGBT 芯片的研發(fā);3、SiC、GaN 等前沿功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)及規(guī)?;a(chǎn):公司將堅(jiān)持科技創(chuàng)新,不斷完善功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局,在大力推廣常規(guī)IGBT模塊的同時,依靠自身的專業(yè)技術(shù),積極布局寬禁帶半導(dǎo)體模塊(SiC 模塊、GaN模塊),不斷豐富自身產(chǎn)品種類,加強(qiáng)自身競爭力,進(jìn)一步鞏固自身行業(yè)地位。
4、公司和宇通客車等客戶合作研發(fā)SIC車用模塊
2020年6月5日,客車行業(yè)規(guī)模領(lǐng)先的宇通客車宣布,其新能源技術(shù)團(tuán)隊(duì)正在采用斯達(dá)半導(dǎo)體和CREE 合作開發(fā)的1200V SiC功率模塊,開發(fā)業(yè)界領(lǐng)先的高效率電機(jī)控制系統(tǒng),各方共同推進(jìn)SiC逆變器在新能源大巴領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用。
宇通方面表示,“斯達(dá)和CREE在SiC方面的努力和創(chuàng)新,與宇通電機(jī)控制器高端化的產(chǎn)品發(fā)展路線不謀而合,同時也踐行了宇通“為美好出行”的發(fā)展理念,相信三方在SiC方面的合作一定會碩果累累。”
我們在之前發(fā)布的斯達(dá)半導(dǎo)深度報告中測算斯達(dá)在不同SIC滲透率和不同SIC市占率情境下2025年收入彈性,中性預(yù)計(jì)2025年斯達(dá)在國內(nèi)的SIC器件市占率為6-8%。預(yù)計(jì)2023-2024年國內(nèi)SIC產(chǎn)業(yè)鏈如山東天岳、三安光電等更加成熟后,SIC將迎來替代IGBT拐點(diǎn),但是IGBT和SIC MOS等也將長期共存,相信國內(nèi)的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)質(zhì)的IGBT龍頭斯達(dá)半導(dǎo)能夠不斷儲備相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品,積極擁抱迎接這一行業(yè)創(chuàng)新。
4.4 三安光電
1、公司主要從事化合物半導(dǎo)體材料的研發(fā)與應(yīng)用,以砷化鎵、氮化鎵、碳化硅、磷化銦、氮化鋁、藍(lán)寶石等半導(dǎo)體新材料所涉及的外延片、芯片為核心主業(yè),產(chǎn)品主要應(yīng)用于照明、顯示、背光、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、微波射頻、激光通訊、功率器件、光通訊、感應(yīng)傳感等領(lǐng)域;
2、公司主業(yè)LED芯片,占公司營收的80%以上,LED是基于化合物半導(dǎo)體的光電器件,在襯底、外延和器件環(huán)節(jié)具有技術(shù)互通性;
3、公司專注于化合物半導(dǎo)體的子公司三安集成,2019年業(yè)務(wù)與同期相比呈現(xiàn)積極變化:
1)射頻業(yè)務(wù)產(chǎn)品應(yīng)用于2G-5G 手機(jī)射頻功放WiFi、物聯(lián)網(wǎng)、路由器、通信基站射頻信號功放、衛(wèi)星通訊等市場應(yīng)用,砷化鎵射頻出貨客戶累計(jì)超過90 家,客戶地區(qū)涵蓋國內(nèi)外;氮化鎵射頻產(chǎn)品重要客戶已實(shí)現(xiàn)批量。生產(chǎn),產(chǎn)能正逐步爬坡;
2)2020年6月18日公司公告,三安光電決定在長沙高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會園區(qū)成立子公司投資建設(shè)包括但不限于碳化硅等化合物第三代半導(dǎo)體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝產(chǎn)業(yè)鏈,投資總額160億元,公司在用地各項(xiàng)手續(xù)和相關(guān)條件齊備后24個月內(nèi)完成一期項(xiàng)目建設(shè)并實(shí)現(xiàn)投產(chǎn),48個月內(nèi)完成二期項(xiàng)目建設(shè)和固定資產(chǎn)投資并實(shí)現(xiàn)投產(chǎn),72個月內(nèi)實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn);
3)三安集成推出的高功率密度碳化硅功率二極管及MOSFET 及硅基氮化鎵功率器件主要應(yīng)用于新能源汽車、充電樁、光伏逆變器等電源市場,客戶累計(jì)超過60 家,27種產(chǎn)品已進(jìn)入批量量產(chǎn)階段。
4)三安集成19年實(shí)現(xiàn)銷售收入2.41 億元,同比增長40.67%;三安集成產(chǎn)品的認(rèn)可度和行業(yè)趨勢已現(xiàn),可以預(yù)見未來在第三代材料SiC/GaN的功率半導(dǎo)體中發(fā)展空間非常廣闊。
4.5 華潤微
1、公司是中國領(lǐng)先的擁有芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測試等全產(chǎn)業(yè)鏈一體化經(jīng)營能力的半導(dǎo)體企業(yè),產(chǎn)品聚焦于功率半導(dǎo)體、智能傳感器與智能控制領(lǐng)域;
2、產(chǎn)品與制造并行:公司2019年收入57億元,其中產(chǎn)品與方案占比43.8%,制造與服務(wù)占比55%,制造與服務(wù)業(yè)務(wù)主要是晶圓制造和封測業(yè)務(wù);產(chǎn)品與方案主體主要是功率半導(dǎo)體,占比90%,包括MOSFET、IGBT、SBD和FRD 等產(chǎn)品;
3、公司目前擁有6英寸晶圓制造產(chǎn)能約為247 萬片/年,8英寸晶圓制造產(chǎn)能約為133 萬片/年,具備為客戶提供全方位的規(guī)模化制造服務(wù)能力;
4、SIC領(lǐng)域積極布局:在2020年7月4日,公司進(jìn)行了SIC產(chǎn)品的發(fā)布會,發(fā)布了全系列的1200V/650V的SIC二極管產(chǎn)品,公司有望通過IDM模式在SIC材料的各個功率半導(dǎo)體產(chǎn)品領(lǐng)域深耕并持續(xù)受益于產(chǎn)品升級和國產(chǎn)替代。
4.6 捷捷微電
1、公司是國內(nèi)晶閘管龍頭,持續(xù)布局MOSFET和IGBT等高端功率半導(dǎo)體器件。按照公司年報口徑,2019年功率分立器件收入占比75%,功率半導(dǎo)體芯片收入占比23%;公司的功率分立器件,50%左右業(yè)務(wù)是晶閘管(用于電能變換與控制),還有部分二極管業(yè)務(wù),其余是防護(hù)器件系列(主要作用是防浪涌沖擊、防靜電的電子產(chǎn)品內(nèi)部,保護(hù)內(nèi)部昂貴的電子電路);
2、公司于2020年2月27日與中芯集成電路制造(紹興)有限公司(簡稱“SMEC”)簽訂了《功率器件戰(zhàn)略合作協(xié)議》,在MOSFET、IGBT等相關(guān)高端功率器件的研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域展開深度合作;公告披露,捷捷微電方保證把SMEC作為戰(zhàn)略合作伙伴,最大化的填充SMEC產(chǎn)能,2020年度總投片不低于80000片,月度投片不低于7000片/月。
3、公司長期深耕晶閘管和二極管等分立器件,這些客戶和MOSFET和IGBT等相關(guān)高端功率器件有重疊,公司從晶閘管領(lǐng)域切入到MOS后,在這兩個產(chǎn)品大類上也將積極應(yīng)用第三代半導(dǎo)體SIC,為后續(xù)提升自身器件性能和產(chǎn)品競爭力做好準(zhǔn)備。
4.7 揚(yáng)杰科技
1、公司是產(chǎn)品線較廣的功率分立器件公司。公司產(chǎn)品主要包括功率二極管、整流橋、大功率模塊、小信號二三極管,MOSFET,也有極少部分的IGBT產(chǎn)品。按照公司年報口徑,2019年功率分立器件收入占比80%,功率半導(dǎo)體芯片收入占比13.8%,半導(dǎo)體硅片業(yè)務(wù)占比4.55%。
2、公司第三代半導(dǎo)體SIC器件目前收入較少。公司積極布局高端功率半導(dǎo)體,籌備建立無錫研發(fā)中心,和中芯國際(紹興)簽訂保障供貨協(xié)議,持續(xù)擴(kuò)充8寸MOS產(chǎn)品專項(xiàng)設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì),已形成批量銷售的Trench MOSFET和SGT MOS系列產(chǎn)品。
3、SIC產(chǎn)品目前占比?。?/strong>公司2020年9月公告,目前主營產(chǎn)品仍以硅基功率半導(dǎo)體產(chǎn)品為主,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品的銷售收入占比較小,2020年1-6月,公司碳化硅產(chǎn)品的銷售收入為19.28萬元。
4、我們認(rèn)為同捷捷微電一樣,公司是中低端功率器件利基市場龍頭,雖然目前SIC產(chǎn)品的占比較小,主要是由于國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈成熟度的拐點(diǎn)剛剛到來;未來公司將積極布局各種基于SIC材料的功率器件,從而提高其產(chǎn)品性能并實(shí)現(xiàn)市場占有率持續(xù)穩(wěn)步提升,打開業(yè)務(wù)天花板和想象空間。
4.8 露笑科技
1、傳統(tǒng)主業(yè)是電磁線產(chǎn)品:公司是專業(yè)的節(jié)能電機(jī)、電磁線、渦輪增壓器、藍(lán)寶長晶片研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的企業(yè),公司主要產(chǎn)品有各類銅、鋁芯電磁線、超微細(xì)電磁線、小家電節(jié)能電機(jī)、無刷電機(jī)、數(shù)控電機(jī)、渦輪增壓器和藍(lán)寶石長晶設(shè)備等產(chǎn)品。公司是國內(nèi)主要電磁線產(chǎn)品供應(yīng)商之一,也是國內(nèi)最大的鋁芯電磁線和超微細(xì)電磁線產(chǎn)品生產(chǎn)基地之一。
2、SIC長晶設(shè)備已經(jīng)開始對外供貨:露笑科技基于藍(lán)寶石技術(shù)儲備,經(jīng)過多年研發(fā)已快速突破碳化硅工藝壁壘,在藍(lán)寶石基礎(chǔ)上布局碳化硅長晶爐和晶片生產(chǎn)。碳化硅跟藍(lán)寶石從設(shè)備、工藝到襯底加工有較強(qiáng)的共同性和技術(shù)基礎(chǔ),例如精確的溫場控制、精確的壓力控制、精確的籽晶晶向生長以及基片加工等壁壘。公司在多年藍(lán)寶石生產(chǎn)技術(shù)支持下成功研發(fā)出碳化硅自主可控長晶設(shè)備,并在2019年開始對外供貨SIC長晶設(shè)備。
3、公司布局SIC的人才優(yōu)勢:公司引進(jìn)具有二十多年碳化硅行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)團(tuán)隊(duì),開展碳化硅襯底及外延技術(shù)研究,加碼布局碳化硅產(chǎn)業(yè)。2020年4月,公司發(fā)布非公開募集資金公告,擬募集資金總額不超過10億元,用于新建碳化硅襯底片產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目、碳化硅研發(fā)中心項(xiàng)目和償還銀行貸款。隨著公司碳化硅產(chǎn)品研發(fā)并量產(chǎn),公司有望取得一定的市場份額。
4、與合肥合作打造第三代半導(dǎo)體SIC產(chǎn)業(yè)園:2020年8月8日與合肥市長豐縣人民政府在合肥市政府簽署《合肥市長豐縣與露笑科技股份有限公司共同投資建設(shè)第三代功率半導(dǎo)體(碳化硅)產(chǎn)業(yè)園的戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》。包括但不限于碳化硅等第三代半導(dǎo)體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,包括碳化硅晶體生長、襯底制作、外延生長等的研發(fā)生產(chǎn),項(xiàng)目投資總規(guī)模預(yù)計(jì)100億元。
同時建議關(guān)注其他未上市的SIC產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)廠商比亞迪半導(dǎo)體、中車時代半導(dǎo)體、泰科天潤等優(yōu)質(zhì)功率半導(dǎo)體公司。
風(fēng)險提示
SIC成本降低不達(dá)預(yù)期;
SIC器件穩(wěn)定性可靠性指標(biāo)不及預(yù)期;
國內(nèi)SIC產(chǎn)業(yè)鏈跟國外差距進(jìn)一步拉大的風(fēng)險;
宏觀經(jīng)濟(jì)導(dǎo)致行業(yè)景氣下降的風(fēng)險。
來源:華安電子 華安證券研究所
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