碳化硅产业链各环节梳理

产业链加速合纵连横。

碳化硅行业竞争格局较为集中，产业链正加速合纵连横。碳化硅产业链主要包括衬底、外 延、芯片和模块环节。由于技术壁垒较高，根据 CASA，当前衬底及外延环节合计占据 70% 以上的价值量。随着未来衬底价格下探，价值量有望逐步向下游器件制造和模块封装部分 倾斜。衬底：短期有效产能仍然紧缺，国内厂商积极布局。半绝缘衬底主要由 Wolfspeed、II-VI 和天岳先进主导，导电型衬底市场 Wolfspeed 一家独大。

2021 年导电型碳化硅衬底 Wolfspeed 份额达 48.7%。Wolfspeed 公司莫霍克谷（Mohawk Valley）8 寸工厂是全球最 大的、全自动工厂，公司预计会在 FY4Q23 产生数百万美元收入，同时 Wolfspeed 计划将 在赛勒城（Siler City）建造全球最大的衬底外延材料工厂，全面达产后将衬底产能扩大至 现在的十倍。国内公司产能进展方面，天岳先进于 2022 年 9 月宣布公司位于上海临港的上 海天岳碳化硅半导体材料项目已经成功封顶，预计 2023 年投产并逐步爬坡，满产规划 30 万片/年；天科合达于 2022 年宣布正将在徐州经开区启动子公司江苏天科合达二期年产 16 万片碳化硅衬底晶片以及三期 100 万片外延片项目建设，预计 2025 年底 6 英寸有 效年产能达到 55 万片。

外延：Wolfspeed 与昭和电工形成双寡头垄断格局，国内厂商仍有较大份额提升空间。据 Yole 数据，2020 年 Wolfspeed 与昭和电工分别占据碳化硅导电型外延片市场 52%和 43% 的市场份额，合计高达 95%，形成双寡头垄断的市场格局。Wolfspeed 在赛勒城（Siler City） 即将建造的衬底外延材料工厂未来将为外延产能提供保障。国内方面的碳化硅外延企业包 括瀚天天成和东莞天域等，目前两家企业均已成功研制 6 英寸 SiC 外延晶片，瀚天天成当 前 6 英寸外延晶片年产能达 20 万片，东莞天域当前月产能 5000 片，并且已启动产能为 100 万片/年的 6 英寸/8 英寸外延晶片产线项目，预计 2025 年竣工并投产。

器件与模块：目前由海外厂商主导，国内公司从模块封装领域率先切入。器件方面，根据 Omdia的数据，2021年意法半导体占据碳化硅功率器件40%的市场份额，其余如Wolfspeed、 罗姆、英飞凌也占据 10%+的份额，呈现一超多强的市场格局，国内厂商在 SiC 功率器件 领域入局相对较晚，相关企业华润微、士兰微、斯达半导等正积极布局碳化硅器件，士兰 微 22 年底启动 6 英寸 SiC 芯片产线项目，扩产后预计产能为 14.4 万片/年，斯达半导也在 推进碳化硅产能扩充计划，募投项目规划 6 万片/年的 6 英寸碳化硅芯片产能。模块方面， 当前国内厂商碳化硅模块产品已在新能源车等领域开始大批量装车，例如小鹏 G9 已经将斯 达半导碳化硅功率模块用于搭配 800V 架构。

设备：SiC 衬底制造设备主要包括长晶炉、切片机、研磨机、抛光机、清洗设备等，长晶 炉价值量领先。具体的衬底制备过程方面，首先由高纯硅粉与碳粉经由长晶炉合成碳化硅 微粉，随后在长晶炉进行晶体生长后，进一步加工得到碳化硅晶棒，之后通过晶体切割、 晶片研磨、晶片抛光、晶片检测与晶片清洗一系列工序后完成衬底的制作。长晶炉相关企 业有晶升装备、北方华创等，切割机相关企业有大族激光等，抛光机与研磨机相关企业有 湖南宇晶等，检测设备相关企业有 KLA 等，清洗设备相关企业有至纯科技等。根据天岳招 股书，截至 2021 年 6 月，其长晶炉、切割机、研磨机、抛光机、检测设备账面净值占生产 设备账面净值总和的比例分别为 92.16%、2.50%、0.52%、1.18%与 3.65%。

我们看到近期碳化硅产业链各环节公司合作逐渐加强：1）SiC 器件厂商确保衬底供应。12 月 24 日，Wolfspeed 宣布已与一家全球主要功率半导体制造商签署了一项价值约 2.25 亿 美元的长期的 SiC 晶圆供应协议。1 月 9 日，东尼电子宣布与客户 T 签订多年采购合同， 其中 2023 年向其交付 6.75 亿元衬底。2）整车厂与器件厂商加强合作。1 月 6 日，Wolfspeed 宣布与梅赛德斯-奔驰达成合作。梅赛德斯-奔驰部分汽车线的新一代动力总成系统将采用 Wolfspeed 产品；1 月 30 日，安森美宣布与德国大众汽车集团签署策略协定，为其下一代 平台系列提供模组和半导体元件，以实现完整的电动车主驱逆变器解决方案。