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有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。电子行业行业研究 | 深度报告 ⚫ 碳化硅（ SiC）性能优异，成本有望持续下降。 SiC半导体性能优异，其禁带宽度是硅的 3倍，击穿电压是硅的 8-10倍，导热率是硅的 3-5倍，电子饱和漂移速率是硅的 2-3倍。 SiC能够有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化要求，是制作高温高频、大功率高压器件的理想材料之一。 6英寸 SiC衬底已成主流， 8英寸样品也陆续开始推出。未来随着大直径衬底占比提升、衬底和外延晶片质量提高、单晶平均可用厚度持续增加以及扩产导致规模效应增大， SiC产业链各环节成本有望持续降低，并实现对于下游领域的加速渗透。 ⚫ 海外头部厂商占据产业链主要份额，国内企业迎来广阔发展空间。 SiC衬底及外延片领域， Wolfspeed凭借先发优势和规模优势一家独大；器件领域，欧美日企业领先，整体市占率达到 95，仅意法半导体一家就占据 41。国内企业也在积极研发和探索 SiC器件的产业化，部分产业节点已有所突破。其中三安光电已形成在半导体化合物高端领域的全产业链布局；天岳先进在半绝缘 SiC衬底的市场占有率连续三年保持全球前三；天科合达在国内率先成功研制 6英寸 SiC衬底，并已实现 2-6 英寸 SiC晶片的规模化生产和器件销售。 ⚫ 新能源车、光伏等下游需求爆发， SiC迎来历史性机遇。 Yole数据显示，全球 SiC 器件市场发展迅猛，预计 2025年 SiC器件市场将增长至 25.6亿美元， 19-25年 CAGR约 30。新能源车领域根据 EVTank数据显示，新能源汽车 2025年销量将达到 1800万辆， 19-25年 CAGR为 42。随着新能源车渗透率不断升高，以及整车架构朝 800V高压方向迈进， SiC器件在主逆变器、 DC／ DC转换系统、车载充电系统及充电桩等领域有望迎来规模化发展。据 TrendForce数据显示，预估 2025 年全球电动车市场对 6英寸 SiC晶圆需求可达 169万片， 21-25年 CAGR为 94。光伏领域相比于硅基 IGBT， SiC MOS具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、无电流拖尾现象、高开关速度等优点，并且可以在高温等恶劣的环境中工作，有利于提高光伏逆变器使用寿命。 2020年 SiC光伏逆变器占比为 10，预计 2035年占比将达到 75，未来空间十分广阔。轨道交通领域与传统硅基 IGBT牵引逆变器相比，全 SiC牵引逆变器能耗能够降低 10以上。 Yole数据显示，到 2025年铁路 SiC营收将从 2019年的 900万美元，增长到 1.18亿美元， CAGR达到 55。 ⚫ 由于下游需求旺盛，我们看好 SiC产业链相关企业将因此受益。建议关注国内领先的化合物半导体材料与器件全产业链布局的三安光电 600703，买入、 SiCMOCVD 设备企业中微公司 688012，买入、 SiC衬底企业天岳先进 688234，未评级、以及发展半导体 IDM业务的闻泰科技 600745，买入、华润微 688396，买入等。风险提示 ⚫ 下游需求不及预期；成本下降不及预期；技术研发进度不及预期。投资建议与投资标的核心观点国家 /地区中国行业电子行业报告发布日期 2022年 09月 05日蒯剑 021-63325888*8514 kuaijianorientsec.com.cn 执业证书编号 S0860514050005 香港证监会牌照 BPT856 李庭旭 litingxuorientsec.com.cn 国内晶圆厂逆周期扩产，持续看好半导体设备、材料板块 2022-08-29 阿里加入 Chiplet 互联标准制定联盟 UCIe，技术基础实现共赢 2022-08-07 国内半导体前道设备厂商对比研究 2022-08-03 新能源东风已至，碳化硅御风而起看好（维持）电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 2 目录 1 碳化硅性能优势突出 . 5 1.1 SiC性能优势显著 . 5 1.2 SiC衬底价值量最大， 6英寸晶片成为主流 6 1.3 SiC价格呈下降趋势，渗透率有望随之提升 . 9 2 欧美厂商高度垄断，国内厂商潜力巨大 . 10 3新能源革命来临， SiC器件迎风而起 . 11 3.1新能源车是 SiC器件的核心驱动力 . 12 3.2光伏产业快速发展， SiC应用未来可期 . 15 3.3 SiC器件在轨道交通领域持续渗透 17 4投资建议 . 18 4.1 三安光电 LED龙头，大力发展化合物半导体业务 19 4.2 中微公司正开发 SiC专用 MOCVD设备 . 20 4.3 天岳先进国内领先的 SiC衬底企业 . 21 4.4 闻泰科技安世半导体 SiC二极管产品已经出样 . 22 5风险提示 . 23 电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 3 图表目录图 1 Si材料与 SiC材料的比较 . 5 图 2 SiC功率半导体在新能源汽车的应用 6 图 3 SiC产业链 6 图 4 SiC衬底制作流程 . 8 图 5全球半绝缘型 SiC衬底市场规模（亿美元） . 8 图 6 4/6英寸半绝缘型 SiC晶片市场需求（万片） . 8 图 7全球导电型 SiC衬底市场规模（亿美元） 9 图 8 4/6英寸导电型 SiC衬底市场需求（万片） 9 图 9 SiC衬底尺寸发展趋势图 9 图 10 SiC MOSFET前道成本拆解 . 10 图 11 SiC衬底外延片价格走势（元 /平方厘米） 10 图 12全球 SiC产业竞争格局（ 2020年） 10 图 13国内外企业 SiC 产业链布局 11 图 14全球 SiC 功率器件市场规模 12 图 15 全球新能源车销量预测（万辆） . 12 图 16全球电动车市场对 6英寸 SiC晶圆需求（万片） 12 图 17国内新能源车产量及预测（百万辆） 13 图 18全球电动车用 SiC功率半导体比重 . 13 图 19 SiC器件在新能源车上的应用 . 13 图 20车用 SiC器件表现出优异性能 13 图 21 SiC器件发展路线图 . 14 图 22特斯拉 Model 3逆变器搭载 SiC MOSFET模块 14 图 23 SiC是实现电驱动系统高压化的关键 14 图 24新能源车 800V高电压平台 . 14 图 25 Wolfspeed参与的 SiC直流快速充电桩 15 图 26小鹏 480kW 高压超级充电桩 15 图 27 2015-2025全球光伏新增装机量（ GW） 16 图 28 2015-2025中国光伏新增装机量（ GW） 16 图 29 20-25年全球光伏逆变器市场规模及增速 . 16 图 30光伏逆变器成本占比情况 16 图 31 SiC MOS与 IGBT开关特性比较图 . 17 图 32各功率晶体管结构、耐压、导通电阻和开关速度比较 . 17 图 33 2020年全球光伏逆变器出货量市场份额 . 17 图 34 SiC光伏逆变器占比及预测 . 17 电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 4 图 35轨道交通中 SiC功率器件占比预测 . 18 图 36全球铁路 SiC营收（百万美元） . 18 图 37苏州 3号线 SiC模块 18 图 38深圳地铁 1号线采用 SiC牵引逆变器 . 18 图 39三安光电历年营业总收入变化情况（亿元） . 20 图 40三安集成全国制造基地分布图 . 20 图 41公司 SiC 半导体材料项目进程 22 图 42闻泰科技全球产业布局 . 23 图 43安世半导体产品线研发进展 23 表 1 半导体材料各项性能指标比较 . 5 表 2 国际部分主流厂商扩产计划 11 表 3全球部分 800V 高压平台车型统计 15 表 4三安光电主要产品系列 . 19 表 5中微公司主要产品示意图 20 表 6中微公司布局 SiC 材料功率器件外延生长设备和技术研发 . 21 表 7天岳先进 SiC 衬底主要产品 21 表 8天岳先进产品在国内客户使用情况举例 22 电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 5 1 碳化硅性能优势突出主流半导体采用硅材料，射频、功率、光通信等特殊应用对半导体材料提出特殊需求。 SiC 是制作高温高频、大功率高压器件的理想材料之一，是由硅元素和碳元素组合而成的一种化合物半导体材料。 1.1 SiC 性能优势显著同半导体材料硅（ Si）相比，其禁带宽度是硅（ Si）的 3 倍，击穿电压是其 8-10 倍，导热率是其 3-5倍，电子饱和漂移速率是其 2-3倍。图 1 Si材料与 SiC材料的比较数据来源 Yole、 IHS、东方证券研究所表 1 半导体材料各项性能指标比较半导体材料 Si Ge GaAs GaN 4H-SiC 6H-SiC 3C-SiC ALN 禁带宽度（ eV） 1.12 0.67 1.43 3.37 3.26 3 2.2 6.2 能带类型间接间接直接直接间接间接间接间接击穿场强（ MV/cm） 0.3 0.1 0.06 5 3 5 3 1.4 电子迁移率（ cm2/Vs） 1350 3900 8500 1250 800 ＜ 400 ＜ 800 300 空穴迁移率（ cm2/Vs） 480 1900 400 ＜ 200 115 90 320 14 热导率（ W/cm*K） 1.3 0.58 0.55 2 4.9 4.9 3.6 2.85 数据来源今日半导体、东方证券研究所电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 6 SiC 在耐高压、耐高频、耐高温方面具有独特优势。耐高压方面， SiC 阻抗更低，禁带宽度更宽，能承受更大的电流和电压，带来更小尺寸的产品设计和更好效率；耐高频方面， SiC 不存在电流拖尾现象，能够提高元件的开关速度，是硅（ Si）开关速度的 3-10 倍，从而适用于更高频率和更快的开关速度；耐高温方面， SiC 拥有非常高的导热率，相较硅（ Si）来讲，能在更高的温度下工作。因此， SiC 能够有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化要求，有望成为未来最被广泛使用的半导体芯片基础材料。 SiC主要用于功率或射频器件，适用于 600V以上的高压场景，包括光伏、新能源汽车、充电桩、风电、轨道交通等等电力电子领域。其中，新能源汽车领域，功率半导体主要应用于电机控制器、 DC/DC变换器、车载充电机、压缩机、水泵、油泵，同时还应用于配套充电桩。图 2 SiC功率半导体在新能源汽车的应用数据来源英飞凌、东方证券研究所 1.2 SiC 衬底价值量最大， 6 英寸晶片成为主流 SiC 产业链主要包括上游衬底、中游外延、下游器件制造和模块封装，产业链价值量倒挂，其中衬底制造技术壁垒最高、价值量最大，是未来 SiC大规模产业化推进的核心。图 3 SiC产业链电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 7 ➢ 衬底最为核心的环节，价值量最高，约为 46。根据电阻率的不同，可分为导电型和半绝缘型衬底，分别用于功率和射频器件领域。高纯硅粉和高纯碳粉采用物理气相传输法（ PVT）生长 SiC晶锭，之后经过滚磨、切割、研磨、抛光、清洗等环节最终形成衬底，其中晶体的生长为核心工艺，核心难点在于提升良品率。晶片尺寸越大，对应晶体的生长与加工技术难度越大，长晶技术壁垒高，毛利率可达 50左右。 ➢ 外延价值量占比约 23，是指在衬底上面再覆盖一层薄膜以满足器件生产条件。其中导电型 SiC衬底用于 SiC外延，生产功率器件，应用于电动汽车和新能源领域；半绝缘型 SiC衬底用于氮化镓外延，生产射频器件，应用于 5G通信等领域。 ➢ 器件制造及模块封装价值量占比约 20，产品包括 SiC二极管、 SiC MOSFET、全 SiC模块、 SiC混合模块。 ➢ 应用依据电阻率区分，导电型 SiC器件主要用于电动汽车、光伏、轨道交通、充电桩等领域；半绝缘 SiC器件主要用于 5G通信、数据传输、航空航天、国防军工等领域。数据来源天科合达招股说明书、东方证券研究所电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 8 图 4 SiC衬底制作流程数据来源天科合达招股说明书、东方证券研究所半绝缘型 SiC 衬底市场增长迅速， 6 英寸晶片成为发展趋势。受益于 5G 基建加快布局和全球地缘政治动荡，半绝缘型 SiC 衬底市场增长空间巨大。根据 Yole 数据， 2020 年全球半绝缘型 SiC 衬底市场规模为 1.8 亿美元，较 2019 年同比增长 18。此外，根据中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟数据， 2020年全球 4英寸半绝缘型 SiC晶片的市场需求约 4万片， 6英寸约 5万片，两者需求占比不相上下；预计到 2025年， 4英寸市场需求将减少至 2万片， 6英寸成为发展趋势。图 5全球半绝缘型 SiC衬底市场规模（亿美元）图 6 4/6英寸半绝缘型 SiC晶片市场需求（万片）数据来源 Yole、东方证券研究所数据来源中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟、东方证券研究所导电型 SiC 衬底市场发展前景良好， 6 英寸衬底占据绝大部分市场份额。受下游民用领域的持续景气，如新能源汽车与光伏，导电型 SiC 衬底市场规模不断扩容。根据 Yole 数据， 2018 年，全球导电型 SiC衬底市场规模为 1.7亿美元， 2020年增长至 2.8亿美元，复合增长率为 26。根据中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟数据，全球 6英寸导电型衬底需求从 2020年的超 8万片增长至 2025年的 20万片，而 4英寸产品将逐步退出市场。 1.5 1.8 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2019 2020 0 5 10 15 20 25 2017 2020 2025E 2030E 4英寸半绝缘型 6英寸半绝缘型电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 9 图 7全球导电型 SiC衬底市场规模（亿美元）图 8 4/6英寸导电型 SiC衬底市场需求（万片）数据来源 Yole、东方证券研究所数据来源中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟、东方证券研究所 SiC 主流大厂正陆续推出 8 英寸晶圆片。当前，全球市场上 6 英寸 SiC衬底已实现商业化，主流大厂也陆续开始推出 8 英寸样品。 SiC 晶圆尺寸的扩大不仅可以降低生产成本，而且有利于保持晶圆几何形状，减少边缘翘曲，提升晶圆生产的良率。 2019年 Cree 完成了首批 8 英寸 SiC晶圆样品的制样，意法半导体在 2021 年 7 月宣布了制造出首批 8 英寸 SiC 晶圆片。预计 2023 年开始，各大厂商将逐渐量产 8 英寸衬底，并继续提高外延和器件方面产能及良品率。随着 6 英寸衬底、外延晶片质量提高， 8英寸产线实现规模化生产， SiC器件和模块逐渐普及为电动汽车主流配置，规模效应增大，成本可得到有效降低。图 9 SiC衬底尺寸发展趋势图数据来源 CASA、东方证券研究所 1.3 SiC 价格呈下降趋势，渗透率有望随之提升目前， SiC 衬底成本高 /制作难、长晶速度慢、损失率高导致了器件的高成本，影响了 SiC 器件的渗透率。根据我国第三代半导体产业技术创新战略联盟（ CASA）数据显示， SiC功率器件最主要的原材料成本 SiC 衬底、外延片的价格近年来持续下降，原因有第一，伴随大直径衬底占 1.7 2.8 0 1 2 3 2018 2020 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2017 2020 2025E 2030E 4英寸导电型 6英寸导电型电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 10 比不断提高，衬底单位面积生长成本下降；第二，单晶的平均可用厚度仍会持续增加，这将不断降低单位面积衬底成本；第三，衬底质量和晶片供货量的提高，以及外延晶片成品率的提高，推动 SiC 器件成本逐步降低。未来 SiC 各环节成本有望持续下降，并迎来对于下游产业的加速渗透。图 10 SiC MOSFET前道成本拆解图 11 SiC衬底外延片价格走势（元 /平方厘米）数据来源 System Plus、东方证券研究所数据来源 CASA、东方证券研究所 2 欧美厂商高度垄断，国内厂商潜力巨大 Wolfspeed垄断 SiC器件与外延片市场，欧美企业主导 SiC器件市场。从衬底到器件环节，目前以 Wolfspeed、 ST及罗姆等海外头部企业占据产业链主要份额。其中，因布局较早，良率与产能规模全球领先，在 SiC 衬底及外延片市场 Wolfspeed 一家独大。下游器件领域，欧美日企业领先，整体市占率达到 95，意法半导体作为特斯拉 SiC 功率器件的第一梯队供应商，市场占有率排名第一，达到 41。图 12 全球 SiC 产业竞争格局（ 2020 年）数据来源 TrendBank、芯八哥、 Yole、 Wolfspeed、华经产业研究院、东方证券研究所国际主流厂商大幅扩产，释放抢占 SiC 市场信号。国际企业大力完善第三代半导体产业布局，计划大幅扩产来强化竞争优势，以抢夺日渐增长的市场份额。安森美表示 22年要将 SiC产能扩充 4 倍；意法半导体计划到 2024年将 SiC晶圆产能提高到 2017年的 10倍， SiC营收将达到 10亿美元。在国际大厂加速扩产的背景下， SiC产业格局逐渐迎来空前重构和变化。 44 32 17 7 裸晶片（ SiC 150mm）外延晶面晶背成品率损失 0 20 40 60 80 100 120 140 衬底价格外延片价格电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 11 表 2 国际部分主流厂商扩产计划国际厂商扩产计划安森美 22年要将 SiC产能扩充 4倍意法半导体继续投资供应链的垂直整合，计划 2024年将 SiC晶圆产能提高到 2017年的 10倍， SiC营收将达到 10亿美元罗姆 2021年 5月提出要抢占全球 30％ SiC市场的目标。日本阿波罗筑后和宫崎新工厂将于 2022年投入运营，计划器件产能提高 5倍以上；计划将马来西亚的半导体工厂产能扩大到 1.5倍数据来源电子工程网、各公司官网、东方证券研究所国内厂商加速布局，发展空间巨大。国内企业也在积极研发和探索 SiC 器件的产业化，已经形成相对完整的 SiC 产业链体系，部分产业节点已有所突破。 SiC 衬底方面，天岳先进在半绝缘 SiC 衬底的市场占有率连续三年保持全球前三；天科合达在国内率先成功研制 6 英寸 SiC 衬底，并已实现 2-6 英寸 SiC 晶片的规模化生产和器件销售。 SiC 外延片方面，厦门瀚天天成与东莞天域可生产 2-6 英寸 SiC外延片。 SiC器件方面，国内厂商主要有泰科天润、瀚薪、扬杰科技、中电 55 所、中电 13所、科能芯、中车时代电气等。模组领域，目前 SiC市场斯达半导、河南森源、常州武进科华、中车时代电气处于起步阶段。中国厂商在围绕 SiC 衬底生产上正在缩短与国外差距，未来若能在 6英寸和 8英寸的 SiC晶圆良率和成本上进一步实现突破是竞争的关键。图 13 国内外企业 SiC 产业链布局数据来源第三代半导体联合创新孵化中心、半导体工艺与设备、东方证券研究所 3 新能源革命来临， SiC 器件迎风而起全球 SiC 器件市场发展迅猛， 2025 年有望增长至 26 亿美元。受益于 5G 通信、国防军工、新能源汽车和新能源光伏等领域的发展， SiC 器件市场规模增速可观。 Yole 数据显示， 2019 年全球 SiC功率器件市场规模为 5.4亿美元，预计 2025年将增长至 25.6亿美元， CAGR约 30。整体电动车相关领域（主逆变器 OBCDC/DC转换器） SiC市场规模有望在 25年达到 15.5亿美元， 19-25年 CAGR为 38；而电动车充电基础设施领域 SiC增长最快， 19-25年 CAGR为 90。电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 12 图 14 全球 SiC 功率器件市场规模数据来源 yole、东方证券研究所 3.1 新能源车是 SiC 器件的核心驱动力全球新能源汽车终端需求火热，车用 SiC 晶圆需求攀升。根据 EVTank 数据显示，全球新能源汽车 2025年销量将达到 1800万辆， 19-25年 CAGR为 42。随着新能源车渗透率不断升高，以及整车架构朝 800V 高压方向迈进， SiC 器件在车载逆变器等领域有望迎来规模化发展。据 TrendForce 数据显示，预估 2025 年全球电动车市场对 6 英寸 SiC 晶圆需求可达 169 万片， 21- 25年 CAGR为 94。图 15 全球新能源车销量预测（万辆）图 16 全球电动车市场对 6 英寸 SiC 晶圆需求（万片）数据来源 EVTank、东方证券研究所数据来源 TrendForce、东方证券研究所国内新能源车市场规模快速增长， SiC功率器件有望进一步突破。 IDC预计 ,2022年中国新能源车市场规模将达到 523万辆，同比增长 47.2。 2025年新能源车市场规模有望达到约 1,299万辆， 2021-2025 年复合增长率约为 38。根据 DIGITIMES Research 预测， 2025 年电动汽车用 SiC 功率半导体将占整车用功率半导体的 37以上，高于 2021 年的 25。国内新能源车市场具备领 0 20 40 60 80 100 0 500 1000 1500 2000 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 新能源车销量预测（万辆）同比 0 20 40 60 80 100 120 140 0 50 100 150 200 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 全球电动车市场对 6英寸 SiC晶圆需求同比电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 13 先优势，随着渗透率的进一步提升以及汽车电子化程度的持续推进，国内车用 SiC 器件规模有望快速突破。图 17国内新能源车产量及预测（百万辆）图 18 全球电动车用 SiC功率半导体比重数据来源 IDC，东方证券研究所数据来源 DIGITIMES Research，东方证券研究所多维度优势赋能车用 SiC 器件。 SiC 功率器件在新能源汽车中展现出独特优势，其应用场景包括电机驱动系统逆变器、电源转换系统（车载 DC／ DC）、车载充电系统（ OBC）及非车载充电桩等。从材料来看， SiC 相对于硅材料拥有更高的击穿场强、更高的热导率以及更高的电子饱和漂移速度；从电路损耗来看，在同等条件下， SiC 功率器件能大幅减小电路开关的能量损耗（下降 85）；从设备空间来看，采用 SiC功率器件的 DC/DC转换器、车载充电机以及电机控制器分别能加减小设备 20、 40、 64的系统空间；从电池转化效率来看，集成了 SiC 器件的模块能帮助系统提升 6的电力转换效率。图 19 SiC器件在新能源车上的应用图 20 车用 SiC器件表现出优异性能数据来源汽车产业信息、东方证券研究所数据来源 Infineon、东方证券研究所众多新能源汽车厂商竞相布局 SiC器件。 2018年，特斯拉的 Model 3首次采用意法半导体和英飞凌的 SiC 逆变器取代了 Si-IGBT，逆变器效率提升了 5-8。 2020 年，比亚迪将自主研发制造的 SiC MOSFET 功率器件搭载在汉 EV 四驱高性能版上，实现了 200KW 的输出功率，功率密度提升一倍。预计到 2023年，比亚迪将实现 SiC基车用功率半导体对硅基 IGBT的全面替代，将整车性能在现有基础上再提升 10。目前，已有多家厂商推出了面向 HEV/EV 等电动汽车充电器的 0 50 100 150 200 0 2 4 6 8 10 12 14 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 纯电动汽车插电式混合动力汽车增长率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 2021 2025 电动车用 SiC功率半导体比重电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 14 SiC功率器件。未来随着 SiC 器件在车载充电器、 DC/DC转换以及充电桩中渗透率提升，市场空间有望快速扩大。图 21 SiC器件发展路线图图 22 特斯拉 Model 3逆变器搭载 SiC MOSFET模块数据来源 Yole、东方证券研究所数据来源半导体行业观察、东方证券研究所新能源车高电压平台大势所趋， SiC 器件彰显优势。近年来各车企纷纷通过提升功率来缓解新能源汽车的续驶焦虑和充电焦虑，而功率的增加一般有两种路径，即提高电流或电压。然而，大电流可能会导致较大的核心部件热损耗，因此高电压电气平台成为了首选。高电压平台要求电驱动系统的耐压性也要随之提升，而硅基器件无法承载电压的大幅升高，故 SiC 应用将逐步替代硅基 IGBT 成为关键。相比之 IGBT， SiC 体积小、功率密度高、耐高压和高温能力强，可助力新能源车实现更长的续航里程、更短的充电时间和更强的动力性能。国内外车企纷纷布局 800V高压平台， SiC大规模车载应用可期。在相同功率下， 800V电压平台较 400V 电压的电流减半，电池充电热量降低，且低成本、轻量化、 EMC 干扰的降低，以及效率和续航的提升，让充电补能体验大幅增强。 2019 年保时捷 Taycan 推出全球首款 800V 高电压电气架构，支持 350kw 大功率快充， 15 分钟内电量可充到 80％。近年来比亚迪、奥迪、吉利、小鹏等一众车企也纷纷开始布局 800V高电压平台，预计各大车企基于 800V高压平台方案将在 2022 年之后陆续上市， SiC作为 800V平台架构的最佳拍档有望大放异彩。图 23 SiC 是实现电驱动系统高压化的关键图 24 新能源车 800V 高电压平台数据来源盖世汽车研究院、东方证券研究所数据来源全球数据中心观察、东方证券研究所电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 15 表 3全球部分 800V 高压平台车型统计公司产品时间电压续航 km 充电表现保时捷 Taycan 2018年 800V 500 15min80 现代 Ioniq 5 2020年 800V 500 5min100km 起亚 EV6 2020年 800V 528 18min80 比亚迪 E平台 3.0 2021年 800V - 5min150km 奥迪 RS e-tron GT 2021年 800V 470 20min80 广汽埃安 480kW 桩 V Plus车 2021年 800V - 5min200km 小鹏 G9车 480kW 桩 2021年 800V - 5min200km 长城汽车沙龙机甲龙 2021年 800V 802 10min800km 极狐 α S华为 HI版 2022年 800V - 10min200km 保时捷 Macan 预计 2023年 800V - - 路特斯路特斯 Type123 预计 2023年 800V - 20min80 悍马悍马 EV 预计 2023年 800V - 10min300km 奔驰某 EV 预计 2025年 800V - - 大众 Trinity 预计 2026年 800V - - 数据来源盖世汽车、第一电动网、懂车帝、各车企官网、东方证券研究所 800V 高压平台需要电源产品配套升级，充电桩等迎来发展良机。当动力电池电压平台升级到 800V，当前的 OBC、 DC/DC及充电桩等电源产品都需要从 400V等级提升至符合 800V电压平台的应用， SiC 器件由于其优异的特性也将开始大规模的应用。以充电桩为例， 800V 高压充电桩在设计架构上区别于 400V 的重要特点是需要配置 SiC MOSFET，以达到更快的充电速度和更好的器件耐压性。 22 年 Wolfspeed 宣布参与搭载 SiC 技术的直流快速充电桩项目，总功率可达 350 kW，成本可降低 20-30。国内车企也开始发力，广汽埃安于 2021年 8月发布 480kW 超级充电桩，小鹏也宣布 22Q4起部署 480kW 高压超充桩，实现充电 5分钟续航 200公里。图 25 Wolfspeed 参与的 SiC 直流快速充电桩图 26 小鹏 480kW 高压超级充电桩数据来源 Wolfspeed、东方证券研究所数据来源小鹏官网、东方证券研究所 3.2 光伏产业快速发展， SiC 应用未来可期电子行业深度报告新能源东风已至，碳化硅御风而起有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 16 全球和国内光伏新增装机量快速增长，成长天花板被打开。根据 CPIA 预测，乐观情况下，全球光伏年新增装机在 2022年将首次突破 200GW，达到 225GW的水平，到 25年全球年新增装机将达到 330GW， 20-25 年光伏新增装机的复合增长率达 20； 2025 年我国新增装机规模将达到 110GW，相当于 2020年底的 3.7倍。图 27 2015-2025全球光伏新增装机量（ GW）图 28 2015-2025中国光伏新增装机量（ GW）数据来源 CPIA、东方证券研究所数据来源 CPIA、东方证券研究所光伏逆变器出货量高速增长， IGBT 作为逆变器“心脏”作用凸显。光伏逆变器是光伏系统的核心部件，可以将太阳能板产生的可变直流电转换为交流电，并反馈回输电系统或供离网的电网使用。根据 IHS Markit，近年来光伏产业的快速发展带动光伏逆变器市场规模快速提升， 2020年全球光伏逆变器的市场规模为 136GW， 2025 年将有望达到 401GW， 20-25 年 CAGR 为 24。光伏逆变器成本结构方面，半导体器件和集成电路材料主要为 IGBT 元器件和 IC 半导体，其中以 IGBT为主的半导体器件在驱动保护、过电流／短路保护、过温保护、机械故障保护等方面发挥巨大作用，是逆变器的“心脏”，约占逆变器成本的 12％左右。图 29 20-25 年全球光伏逆变器市场规模及增速图 30 光伏逆变器成本占比情况数据来源 IHS Markit、东方证券研究所数据来源中商情报网、东方证券研究所 SiC 器件可有效提高光伏逆变器性能，有望逐步替代硅基 IGBT 成为逆变器核心。相比于硅基 IGBT， SiC MOS 具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、无电流拖尾现象、高开关速度等优点，并且可以在高温等恶劣的环境中工作，有利于提高光伏逆变器使用寿命。根据 SiC 芯观察数据，采用 SiC 器件可有效提高光伏发电转换效率，光伏逆变器的转换效率可从硅基的 96提升至 SiC 0 50 100 150 200 250 300 350 乐观情况保守情况 0 20 40 60 80 100 120 乐观情况保守情况 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 全球光伏逆变器市场规模（ GW）增速