半導(dǎo)體行業(yè)研究：砷化鎵本土閉環(huán)，碳化硅等待“奇點時刻”.pdf

上傳者：每***
時間：2021/03/01
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行業(yè)策略：在新能源汽車剛性需求驅(qū)動下，碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈在實現(xiàn)綜合成本優(yōu)勢之后，有望迎來爆發(fā)式增長；砷化鎵未來仍將繼續(xù)主導(dǎo)sub-6G手機射頻，國內(nèi)PA廠商的發(fā)展帶來本土砷化鎵代工需求；GaN在5G宏基站和消費級快充上將取得大發(fā)展。建議關(guān)注碳化硅從襯底、外延片、器件到模塊和設(shè)備的全產(chǎn)業(yè)鏈，砷化鎵和氮化鎵建議重點關(guān)注本土代工廠。化合物半導(dǎo)體在射頻、光電子和功率領(lǐng)域有望獲得大發(fā)展：化合物半導(dǎo)體材料在電子遷移速率、臨界擊穿電場、導(dǎo)熱能力等特性上具有獨特優(yōu)勢。砷化鎵PA平均單機價值從4G的3.25美元增加至5G的7.5美元，砷化鎵晶圓市場規(guī)模從2019年的2億美元提升至2025年的3.5億美元，核心受益環(huán)節(jié)是代工廠和射頻IDM；氮化鎵具有更高功率密度和更小損耗，GaN HEMT相比砷化鎵體積下降82%，是5G宏基站PA的最佳材料，行業(yè)發(fā)展的核心受益環(huán)節(jié)是外延片廠商和射頻IDM；碳化硅降低電動車能耗5%-10%，縮小整體模塊體積80%（以豐田PCU為例），降低電池成本，縮短電池充電時間,適應(yīng)電動車電壓從500V左右向1200V發(fā)展的高壓化趨勢,預(yù)計到2027年碳化硅功率器件市場規(guī)模超過100億美元，行業(yè)發(fā)展的核心受益環(huán)節(jié)是襯底生產(chǎn)廠商。 GaAs代工比例提高，本土代工廠迎來發(fā)展機會：化合物半導(dǎo)體因為行業(yè)整體規(guī)模較小，非標準化程度高，以代工模式為主。歐美主導(dǎo)砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈，臺灣廠商壟斷代工。日本的住友、德國的Freiberger和美國的AXT三家合計約占全球半絕緣型襯底90%的市場份額。英國IQE占據(jù)外延片市場53%的市場份額。IDM廠商Skyworks、Qorvo和博通合計占GaAs射頻器件市場約70%市場份額。砷化鎵代工占全球砷化鎵器件市場規(guī)模10%左右，而穩(wěn)懋占據(jù)其中超過70%市場份額。IDM長為了維持高產(chǎn)能利用率使得產(chǎn)能建設(shè)趨于保守，有意愿釋放出更多代工訂單，疊加高通等Fabless設(shè)計公司在射頻領(lǐng)域崛起使代工比例提升。國內(nèi)PA設(shè)計公司如海思、唯捷創(chuàng)芯的成長促進對本土砷化鎵代工廠需求。 SiC全球供需即將失衡，跨過“奇點時刻”有望迎來大發(fā)展：碳化硅成本高昂及可靠性問題是阻礙碳化硅發(fā)展的最大障礙。兩年之內(nèi)，電動車的快速發(fā)展或?qū)⒃斐扇蛱蓟枰r底的供需失衡。假設(shè)未來五年碳化硅模塊價格每年下降10%，IGBT價格每年下降5%，電池成本每年下降10%，中性預(yù)計全碳化硅方案相比硅方案能降低能耗8%，我們測算在2025年碳化硅將迎來綜合成本低于硅功率器件的“奇點時刻”，之后迎來爆發(fā)增長。碳化硅成本結(jié)構(gòu)使得全產(chǎn)業(yè)鏈布局具有優(yōu)勢，器件廠商也逐漸布局上游材料。在顛覆汽車功率器件進程中，目前車載領(lǐng)域市占率超過80%的Cree有望成為最大贏家，而國內(nèi)企業(yè)也在相關(guān)領(lǐng)域積極布局。