碳化硅產業鏈各環節梳理

產業鏈加速合縱連橫。

碳化硅行業競爭格局較為集中，產業鏈正加速合縱連橫。碳化硅產業鏈主要包括襯底、外 延、芯片和模塊環節。由于技術壁壘較高，根據 CASA，當前襯底及外延環節合計占據 70% 以上的價值量。隨著未來襯底價格下探，價值量有望逐步向下游器件制造和模塊封裝部分 傾斜。襯底：短期有效產能仍然緊缺，國內廠商積極布局。半絕緣襯底主要由 Wolfspeed、II-VI 和天岳先進主導，導電型襯底市場 Wolfspeed 一家獨大。

2021 年導電型碳化硅襯底 Wolfspeed 份額達 48.7%。Wolfspeed 公司莫霍克谷（Mohawk Valley）8 寸工廠是全球最 大的、全自動工廠，公司預計會在 FY4Q23 產生數百萬美元收入，同時 Wolfspeed 計劃將 在賽勒城（Siler City）建造全球最大的襯底外延材料工廠，全面達產后將襯底產能擴大至 現在的十倍。國內公司產能進展方面，天岳先進于 2022 年 9 月宣布公司位于上海臨港的上 海天岳碳化硅半導體材料項目已經成功封頂，預計 2023 年投產并逐步爬坡，滿產規劃 30 萬片/年；天科合達于 2022 年宣布正將在徐州經開區啟動子公司江蘇天科合達二期年產 16 萬片碳化硅襯底晶片以及三期 100 萬片外延片項目建設，預計 2025 年底 6 英寸有 效年產能達到 55 萬片。

外延：Wolfspeed 與昭和電工形成雙寡頭壟斷格局，國內廠商仍有較大份額提升空間。據 Yole 數據，2020 年 Wolfspeed 與昭和電工分別占據碳化硅導電型外延片市場 52%和 43% 的市場份額，合計高達 95%，形成雙寡頭壟斷的市場格局。Wolfspeed 在賽勒城（Siler City） 即將建造的襯底外延材料工廠未來將為外延產能提供保障。國內方面的碳化硅外延企業包 括瀚天天成和東莞天域等，目前兩家企業均已成功研制 6 英寸 SiC 外延晶片，瀚天天成當 前 6 英寸外延晶片年產能達 20 萬片，東莞天域當前月產能 5000 片，并且已啟動產能為 100 萬片/年的 6 英寸/8 英寸外延晶片產線項目，預計 2025 年竣工并投產。

器件與模塊：目前由海外廠商主導，國內公司從模塊封裝領域率先切入。器件方面，根據 Omdia的數據，2021年意法半導體占據碳化硅功率器件40%的市場份額，其余如Wolfspeed、 羅姆、英飛凌也占據 10%+的份額，呈現一超多強的市場格局，國內廠商在 SiC 功率器件 領域入局相對較晚，相關企業華潤微、士蘭微、斯達半導等正積極布局碳化硅器件，士蘭 微 22 年底啟動 6 英寸 SiC 芯片產線項目，擴產后預計產能為 14.4 萬片/年，斯達半導也在 推進碳化硅產能擴充計劃，募投項目規劃 6 萬片/年的 6 英寸碳化硅芯片產能。模塊方面， 當前國內廠商碳化硅模塊產品已在新能源車等領域開始大批量裝車，例如小鵬 G9 已經將斯 達半導碳化硅功率模塊用于搭配 800V 架構。

設備：SiC 襯底制造設備主要包括長晶爐、切片機、研磨機、拋光機、清洗設備等，長晶 爐價值量領先。具體的襯底制備過程方面，首先由高純硅粉與碳粉經由長晶爐合成碳化硅 微粉，隨后在長晶爐進行晶體生長后，進一步加工得到碳化硅晶棒，之后通過晶體切割、 晶片研磨、晶片拋光、晶片檢測與晶片清洗一系列工序后完成襯底的制作。長晶爐相關企 業有晶升裝備、北方華創等，切割機相關企業有大族激光等，拋光機與研磨機相關企業有 湖南宇晶等，檢測設備相關企業有 KLA 等，清洗設備相關企業有至純科技等。根據天岳招 股書，截至 2021 年 6 月，其長晶爐、切割機、研磨機、拋光機、檢測設備賬面凈值占生產 設備賬面凈值總和的比例分別為 92.16%、2.50%、0.52%、1.18%與 3.65%。

我們看到近期碳化硅產業鏈各環節公司合作逐漸加強：1）SiC 器件廠商確保襯底供應。12 月 24 日，Wolfspeed 宣布已與一家全球主要功率半導體制造商簽署了一項價值約 2.25 億 美元的長期的 SiC 晶圓供應協議。1 月 9 日，東尼電子宣布與客戶 T 簽訂多年采購合同， 其中 2023 年向其交付 6.75 億元襯底。2）整車廠與器件廠商加強合作。1 月 6 日，Wolfspeed 宣布與梅賽德斯-奔馳達成合作。梅賽德斯-奔馳部分汽車線的新一代動力總成系統將采用 Wolfspeed 產品；1 月 30 日，安森美宣布與德國大眾汽車集團簽署策略協定，為其下一代 平臺系列提供模組和半導體元件，以實現完整的電動車主驅逆變器解決方案。