第三代半导体行业深度研究:电力电子器件领域,碳化硅大有可为

第三代半导体:更先进的材料,更优异的产品特性。

第三代半导体:更先进的材料,更优异的产品特性。第三代半导体材料是指带隙宽度达到2.0-6.0eV的宽禁带半导体材料,包括了碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN),是制造高压大功率电力电子器件的突破性材料。相比硅基,SiC材料在热导率、开关频率、电子迁移率和击穿场强均具备优势,因此SiC材料具备更高效率和功率密度。从产业链来看,衬底是价值链核心,在成本SIC SBD器件中,衬底价值量占比达到47%。我们认为,衬底价格下降是推动碳化硅产业链发展的核心环节,衬底行业的发展也是未来SiC产业降本增效和商业化落地的核心驱动因素。

市场空间仍待开发,产业链成熟度逐步提升。从市场空间上来看,根据Yole数据,预计2027年市场空间将超过60亿美元,仅碳化硅器件中的功率器件的市场规模将从2021年的10.90亿美金增长至2027年的62.97亿美金,GAGR达到34%,从细分行业需求来看,新能源产业链和充电基础设施将为增长最快领域。从供给端来看,目前整体产业链受限于SiC衬底产能、对衬底缺陷缺乏有效控制、向大尺寸衬底转移等因素,同时在外延膜生产设备基本依靠海外、厚度与掺杂浓度均匀性等因素,外延生产同样存在壁垒。多因素导致国内SiC市场短期仍表现为供不应求局面。

海外厂商为主导,国内企业正加速追赶。从行业竞争角度来看,美欧日为主导,海外厂商例如Wolfspeed已突破8英寸节点,国内企业还处于4、6英寸衬底导入阶段。但是国内企业目前正在加速追赶,在专利和市占率持续提升,国内碳化硅产业化带有“学研”基因极为突出,包括天岳、天科合达均为始于院校研究所。

渗透率提升市场空间打开,短期分歧不改长期趋势。市场对SiC产业呈现众多分歧,包括长期系统成本与单一成本成本分歧、技术进步对产业链冲击以及多制造环节的自主可控等,但我们认为针对新兴产业来说,随着未来长期衬底价格下降,SiC器件接受度和渗透率迎提升,短期分歧不改行业长期成长。

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