2024年天岳先进研究报告：车规级衬底批量供给行业领先，产能释放持续增强盈利能力

1. 聚焦碳化硅衬底产品，订单充裕带动营收增长

1.1 聚焦碳化硅衬底的研产销

专注碳化硅衬底的研发、生产和销售，自主研发出半绝缘型碳化硅衬底产品。公司是一家国内领先的宽禁带半导体材料生产商，目前主要从事碳化硅半导体材料的研发、生产和销售，产品可广泛应用于微波电子、电力电子等领域。自 2011 年以来，公司开始专注于碳化硅衬底的研发及生产和销售，自此主营业务未再发生变化。在国外部分发达国家对我国实行技术封锁和产品禁运的背景下，公司自主研发出半绝缘型碳化硅衬底产品，实现我国核心战略材料的自主可控，有力保障国内产品的供应，确保我国宽禁带半导体产业链的平稳发展。

公司为民营企业，控股股东、实际控制人为宗艳民先生。持有公司5%以上（含）股份或表决权的股东包括宗艳民、济南国材、辽宁中德、哈勃投资、上海麦明，截至2024年中报数据，分别持有公司 30.09%、9.0%、6.88%、6.34%、5.38%的股权。其中，哈勃投资由华为投资 100%控股，上海麦明系公司员工持股平台。同时，宗艳民先生担任上海麦明和上海铸傲的执行事务合伙人，分别间接控制公司 5.38%和 3.00%的股份，宗艳民先生合计控制公司38.47%股份，为公司控股股东、实际控制人。

1.2 订单充裕带动营收增长，2024 年前三季度业绩扭亏为盈

公司主营业务产品为碳化硅衬底，其他业务产品主要为晶棒和不合格衬底。近年来公司碳化硅衬底销量和收入持续增长，2021-2023 年，公司营业收入分别为4.94/4.17/12.51亿元，同比分别增长 16.25%/-15.56%/199.90%，2021-2023 年间 CAGR 为59.14%，其中主营的碳化硅衬底收入占比分别为 78.4%/78.2%/86.8%，逐年提高。起初，因公司产能有限，在国外禁运的情况下，公司优先将产能用于生产半绝缘型衬底。随着上海临港工厂的产能爬坡，公司已实现导电型衬底的批量供应。随着公司导电型产品产销量的提高，公司订单交付能力得以提升，带动营业收入持续增长，2024 年前三季度公司营收 12.81亿元/+55.34%。

车规级需求旺盛+公司交付持续增强，带动业绩扭亏为盈。2021-2023 年，公司归母净利润分别为 0.90/-1.75/-0.46 亿元，同比分别+114.02%/-294.80%/+73.98%，业绩亏损主要系新建产能的管理费用和新产品等研发投入较大。2024 年上半年，碳化硅器件在电动汽车中的渗透率仍在提高，国际市场对高品质导电型碳化硅衬底的需求旺盛，下游应用场景加速渗透，公司层面，公司与国内外一线大厂具有良好的合作基础，车规级高品质导电型衬底产品向国际大厂客户大规模批量供应，品质广受好评，规模效应下带动上半年净利润扭亏为盈，实现归母净利润 1.43 亿 元 /+309.56% 。 2021-2023 年 ， 公 司 主 营 碳 化硅衬底的综合毛利率分别为32.83%/-0.72%/17.53%，受产品结构调整，公司导电型产品产能爬坡过程中毛利率波动较大。24H1 公司碳化硅衬底毛利率 27.36%/+18.04pcts，随着规模效应的逐步显现，公司主营毛利率持续抬升。

研发费率略低于同行平均水平，毛利率提升空间较大。目前公司在碳化硅衬底制备上处于国际第一梯队，引领行业发展。公司持续加大研发力度，在大尺寸产品产业化、前瞻技术布局（包括液相法、晶体激光加工等新技术）、高品质产品研发等方面持续布局，不断突破技术瓶颈，提高产品良率，持续降低制备成本。2024 年前三季度公司研发费率为7.42%，略低于同行上市可比公司的均值水平。毛利率方面，2024 年前三季度公司综合毛利率为25.78%，略高于同行上市可比公司的均值水平，同主营业务较为接近的国际巨头WOLFSPEED和COHERENT稳态毛利率 30%的水平相比，还有一定的上升空间。（因 WOLFSPEED 和COHERENT暂未披露三季报数据，以 24H1 数据做参考进行同行比较。）

2. 供给:尺寸升级国产替代机会凸显，公司在导电型衬底份额跃居全球第二

2.1 由 6 英寸向 8 英寸升级是碳化硅衬底制备技术的主流方向

碳化硅衬底位于产业链上游，分为导电型和半绝缘型两类。以碳化硅材料为衬底的产业链主要包括碳化硅衬底材料的制备、外延层的生长、器件制造以及下游应用市场。在碳化硅衬底上，主要使用化学气相沉积法（CVD 法）在衬底表面生成所需的薄膜材料，即形成外延片，进一步制成器件。按照电学性能的不同，碳化硅衬底可分为两类。其中，在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层制得碳化硅外延片，可进一步制成功率器件，应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域；在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层制得碳化硅基氮化镓（GaN-on-SiC）外延片，可进一步制成微波射频器件，应用于5G通讯、雷达等领域。

8 英寸碳化硅技术已经成为各国竞相布局的战略高地。碳化硅衬底的尺寸（按直径计算）主要有 2 英寸（50mm）、3 英寸（75mm）、4 英寸（100mm）、6 英寸（150mm）、8 英寸（200mm）等规格。碳化硅衬底正在不断向大尺寸的方向发展，全球方面，8 英寸碳化硅衬底开始产业化，国外碳化硅衬底头部厂商 Wolfspeed 的 8 英寸导电型碳化硅衬底已进入量产阶段，Wolfspeed在 2023 年 7 月宣布其 8 英寸工厂已开始向中国终端客户批量出货SiC MOSFET，说明其8英寸衬底及 MOSFET 已实现批量应用；国内方面，国内衬底厂商目前仍以供应6 英寸衬底为主，虽然已有数家国内厂商具备 8 英寸碳化硅衬底的生产能力。

碳化硅目前尚处于由 6 英寸向 8 英寸升级的阶段。从需求角度，电动汽车/充电桩、光伏新能源等下游需求爆发，全球 SiC 供不应求，各大厂商加速推进8 英寸以扩大供给；从供给角度，大尺寸碳化硅衬底可以实现降本增效。根据测算，单片 8 英寸碳化硅衬底的芯片产出量大约是 6 英寸的 2 倍，并可部分使用硅基功率芯片产线装备，可大幅降低成本、提高效率。根据行业龙头美国 Wolfspeed 报告显示，以 32mm²面积的裸片（芯片）为例，6 英寸可以切出448颗，8 英寸可以切出 845 颗，8 英寸碳化硅衬底上的裸片数量相比6 英寸增加近90%；由于边缘芯片的良率较低，6 英寸的边缘裸片数量占比会达到 14%，8 英寸的这一占比降低至7%，8英寸衬底利用率相比 6 英寸提升了 7%。根据碳化硅衬底厂商天科合达的测算，从6英寸提升到 8 英寸，单位成本预计能够降低 35%。

2.2 8 英寸衬底布局 Wolfspeed 全球领先，公司出货量行业居前

预计 2024 年 8 英寸碳化硅衬底将大批量进入市场，Wolfspeed 布局8 英寸衬底全球领先。目前，8 英寸碳化硅在单晶生长和衬底加工环节上仍面临难度大、成本高、良率低等问题，遏制了规模量产的进程。不过，随着碳化硅芯片成本的逐步下降和8 英寸碳化硅技术的不断成熟，6 到 8 英寸的转换时机将大幅提前，8 英寸碳化硅衬底市场将会快速发展。截至2023年，海外已经形成从 8 英寸衬底到晶圆制造的产业链布局，海外头部大厂在8 英寸碳化硅衬底技术上的发展和产品研发在近两年明显加快。除了已实现量产的 Wolfspeed，还有7 家碳化硅衬底、外延、器件厂预计在未来 1-2 年实现 8 英寸衬底的量产。其中，Wolfspeed 的8 英寸衬底及MOSFET已实现批量应用，并持续建设 JohnPalmour 碳化硅衬底厂，推动衬底产能扩充、配合其8英寸晶圆厂的扩产需求；ST 意法半导体也向 8 英寸领域投资，其联合湖南三安半导体建设8英寸碳化硅晶圆厂，三安配套自建一座 8 英寸碳化硅衬底厂，保障合资工厂的材料供应稳定性。根据 YOLE 报告预测，2024 年 8 英寸碳化硅衬底将大批量进入市场。业界预计从2026年至2027年开始，现在的 6 英寸碳化硅产品都将被 8 英寸产品替代。据集邦咨询数据显示，目前8英寸的产品市占率不到 2%，预计 2026 年市场份额将成长到 15%左右。

国内量产突破步伐加快，天岳 8 英寸衬底出货量行业领先。目前已超10 家企业8英寸碳化硅衬底进入了送样、小批量生产阶段，包括烁科晶体、晶盛机电、天岳先进、南砂晶圆、同光股份、天科合达、科友半导体、乾晶半导体、湖南三安半导体、超芯星、盛新材料（中国台湾）、粤海金。投资方面，烁科晶体、南砂晶圆、天岳先进、天科合达、乾晶半导体、科友半导体、三安光电等均有 8 英寸衬底相关扩产计划，旨在提前为后续中下游客户做好材料产能供应的准备。现阶段中国厂商在衬底领域与国际大厂的差距已明显缩小，英飞凌与天岳先进、天科合达等中国厂商达成长期合作，也说明了中国衬底产品的质量受到认可。其中，天岳已于2022 年通过自主扩径实现了高品质 8 英寸碳化硅衬底的制备。随着国际市场对8 英寸碳化硅衬底需求持续增加，以及公司在 8 英寸碳化硅衬底技术和产品品质优势，公司在2023年已经实现 8 英寸碳化硅衬底的批量销售，且8 英寸碳化硅衬底出货量上在行业内领先。

8 英寸量产时间节点渐近，天岳已成功进入全球导电型衬底市场前十。近年来，海内外厂商积极投资，扩大碳化硅衬底产能。目前 6 英寸碳化硅衬底在质量和价格上有一定优势，仍占据市场主流。据统计，国际厂商在 2023 年贡献的 6 英寸碳化硅衬底产能超过200 万片，预计在未来三年持续扩充；8 英寸衬底目前尚未大批量出货，未来电动汽车市场预计将带动8英寸晶圆需求持续增长。国际方面，8 英寸晶圆制造已迈向量产前夕，海外大厂Wolfspeed、英飞凌、博世、onsemi 等公司 8 英寸晶圆量产时间集中于 2024 年下半年至2026 年期间。国内厂商在量产时间上与国际大厂存在一定时间差，但是目前天岳先进、天科合达两家大厂已经成功打入全球导电型碳化硅衬底材料市场前十榜单，产业链条进一步完善成熟。据估算，国内2023年的 6 英寸碳化硅衬底产能占全球产能的 42%，到 2026 年国内6 英寸碳化硅衬底产能将占全球产能的 50%左右。未来在 8 英寸市场，中国厂商将会迎来更多的产能释放，推升碳化硅降本提质，加速入市。

2.3 碳化硅衬底产业链价值较高，导电型衬底市场规模不断扩容

碳化硅衬底占功率器件成本的 47%，是价值量最高的环节之一。宽禁带半导体器件已经在 5G 通讯、智能电网、电动汽车、轨道交通、新能源并网、开关电源等领域得到应用，并展现出良好的发展前景。器件及应用市场的快速发展催生出碳化硅衬底材料的旺盛需求。从价值角度来看，碳化硅产业链附加值向上游集中，衬底+外延是碳化硅产业链中价值量最高的环节。碳化硅衬底约占碳化硅器件成本的 47%，外延环节占比 23%，制造前的成本占据全部成本的70%，远高于传统硅基器件衬底和外延约 11%的占比。衬底+外延两大工序的制备难度大，技术和成本高，是碳化硅器件的重要组成部分。由于碳化硅衬底及外延价格相对硅片较为昂贵，碳化硅功率器件现阶段渗透率较低。碳化硅器件具有高效率、高功率密度等特性，新能源汽车、能源、工业等领域的强劲需求有望带动碳化硅渗透率快速提升。

新能源汽车是碳化硅功率器件最大的终端应用市场，渗透率持续提升。从终端应用领域看，碳化硅功率器件应用于新能源汽车、光伏发电、储能、轨道交通、超高压直流输电等领域，新能源汽车是目前最大的终端应用市场。新能源汽车市场爆发带来车用半导体市场迅猛增长，“800V+SiC”高压平台的应用加速了碳化硅的渗透。其中，在中高压领域，电动汽车及充电基础设施应用将是最大的市场，2022 年全球用于新能源汽车的碳化硅功率器件约占全球碳化硅功率器件市场规模的 70%，未来随着新能源汽车渗透率的提升，预计2028 年占比上升至74%；在中压领域，功率器件在工业和能源领域的应用较为广泛，2022 年约占全球碳化硅功率器件市场规模的 13%和 10%；中低压、小功率电源领域主要用于消费电子等，占比较小。Yole预测，碳化硅功率器件行业将成为未来五年的主要碳化硅市场，从23 年的约27 亿美元增长到2029 年的 100 亿美元以上，纯电动汽车（BEV）是主要的市场驱动力，占市场份额的70%以上，包括电动汽车充电桩和电网在内的工业应用为市场规模的扩大进一步增添动力。

碳化硅衬底市场需求持续提升，导电型衬底市场规模不断扩容。全球碳化硅衬底行业市场规模在近年来呈现出显著的增长趋势。受益于电动汽车、高压快充、光伏、储能等领域需求的增长，碳化硅功率器件规模不断扩大，带动碳化硅衬底市场需求提升。在巨大的市场需求带动下，全球碳化硅衬底产能规模不断扩大，半绝缘型和导电型碳化硅衬底的市场规模取得较快增长。根据 Yole 和中商产业研究院数据预计，2023 年全球导电型和半绝缘型碳化硅衬底的市场规模分别达到 6.84 亿美元和 2.81 亿美元，至 2025 年市场规模将分别达到12.21 亿美元和3.78亿美元；未来导电型碳化硅衬底将占据市场主要份额，预计 2027 年全球市场规模将增长至21.6亿美元。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。相对硅片全球市场规模已达上百亿美元，碳化硅衬底的全球市场销售额仍然较小，主要系碳化硅行业供给侧成本仍较高，制约了目前的市场购买力和需求的释放。未来，随着碳化硅衬底和器件制造行业的持续发展，制造成本有望持续下降，碳化硅器件和系统有望显示出竞争力并在下游行业得到广泛应用并快速发展，从而带动整体需求和市场规模的快速发展。

2.4 导电型衬底国产份额快速攀升，公司市占率跃居全球第二

半绝缘型衬底市场集中度高，天岳市场领先地位较为稳定。根据Yole 数据，2023年全球市场衬底的 CR4 达 80%以上，国外厂商在衬底市场中占据主要份额。2023 年全球衬底市场前四供应商分别为 Wolfspeed、天科合达、Coherent（原 II-VI）、天岳先进，伴随下游需求爆发，从 2022 年开始国际产能供不应求，衬底订单持续饱满。国内厂商在全球半绝缘衬底市场优势地位稳定。在半绝缘型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规格为4-6 英寸，2020 年全球半绝缘型碳化硅衬底市场集中度高，公司招股书显示，美国的 Wolfspeed、Coherent 以及国内山东天岳三足鼎立，占比合计达 98%，其中天岳先进占比 30%；根据公司23 年年报，公司的半绝缘型碳化硅衬底市占率已连续 4 年位居全球前三。

国内厂商在导电型衬底的市场份额快速攀升，天岳位居第二。在导电型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规格为 6 英寸。根据日本权威行业调研机构富士经济报告测算，2020-2022年，两家美国公司 Wolfspeed 及 Coherent 一直分列第一、二位，占据绝大部分市场份额，中国公司未出现在主要厂商中。到 2023 年，全球导电型碳化硅衬底材料市场占有率前五的公司中有2家来自中国，天岳先进、天科合达分别位列第二、第四，其中天岳先进市占率12%；与此同时，Wolfspeed、Coherent 市场份额下降明显，市占率分别为 46%和11%。同2020 年时Wolfspeed在全球导电型碳化硅衬底一家独大的格局相比，中国厂商在政策与市场的双重驱动下持续提升市场份额，为下游产业链赋能，降低衬底材料成本，继续抢占国际厂商市场份额。

凭借客户资源+技术累积的先发优势，公司将持续提升市占率。公司是全球大规模量产导电型碳化硅衬底和半绝缘型碳化硅衬底的科技型领军企业。凭借产品质量、产能规模、稳定供应能力，公司获得了全球客户的广泛认可，高品质碳化硅衬底产品加速“出海”。一方面，公司与部分国际一线大厂签订了长期供应协议，且是部分国际一线大厂的主供货商，全球前十大功率半导体企业超过 50%都是公司客户；另一方面，公司在 8 英寸衬底上具备先发优势。公司目前以 PVT 法大规模批量化制备 8 英寸衬底，是国际上较少掌握了液相法制备技术的企业之一。随着国际市场对 8 英寸碳化硅衬底需求持续增加，以及公司在8 英寸衬底技术和产品品质优势，公司在 2023 年已经实现 8 英寸衬底的批量销售，且 8 英寸衬底出货量上在行业内领先。公司不仅实现 8 英寸衬底的国产化替代，也已率先实现海外客户批量销售。未来，公司将持续加大产能，提升市场占有率，缩小与国外企业的差距。

公司产品在技术参数和供应能力上处于国际先进、国内领先水平。综合对比科锐公司、贰陆公司、天科合达等企业公开披露的相同等级 6 英寸产品技术参数，公司与全球行业龙头企业的同尺寸产品在技术参数上不存在明显差距，总体处于国内领先、国际先进水平。在大尺寸产品供应情况方面，公司与全球行业龙头企业相比差距较小，2023 年，公司8 英寸导电型产品、6 英寸导电型产品、6 英寸半绝缘产品、4 英寸半绝缘产品均实现批量供应，是国内少数具备大批量供应产品能力的优质企业。国际方面，海外大厂 Wolfspeed、英飞凌、博世、onsemi 等公司 8 英寸碳化硅晶圆量产时间集中于 2024 年下半年至 2026 年期间。在产能和良率方面，公司同全球龙头企业存在一定差距。根据表 1 数据，国际龙头企业年产能在百万级，国内企业年产能在扩产后预计达到数十万片，公司产能在国内处于第一梯队。良率方面，国内平均40%-50%，海外 60%-70%。

2.5 外延片市场集中度高，原材料供应环节国产替代进程加快

全球碳化硅外延片市场规模平稳增长，预计中国占比将超三成。碳化硅外延晶片是指在碳化硅衬底的基础上，经过外延工艺生长出晶格一致、高纯度、低缺陷的特定单晶薄膜。按照电学性能不同，通常导电型对应同质外延，搭配碳化硅外延，进一步制成SBD、MOSFET等功率器件，主要应用于新能源汽车中的逆变器、转换器、电机驱动器和车载充电机等，车规级市场是碳化硅最主要的应用场景；半绝缘型对应异质外延，搭配氮化镓外延，可进一步制成HEMT等微波射频器件，主要应用于射频领域。根据恒州诚思数据，2022 年全球碳化硅外延片市场规模约 11.66 亿美元，预计未来将持续保持平稳增长的态势，到2029 年市场规模将接近80亿美元，2023-2029 年 CAGR 为 32.27%。中国市场在过去几年变化较快，2022 年市场规模为3.1亿美元，约占全球的 26.56%，预计 2029 年将达到 27.9 亿美元，全球占比将达到34.97%。从产品类型及技术方面来看，同碳化硅衬底类似，现在6 英寸向8 英寸扩径的行业趋势明确。

外延市场集中度高，中国厂商瀚天天成市占率全球第三。外延片的国际供应商大多是IDM环节的延伸，国内市场外延环节多以单环节为主，企业数量虽然不多但规划产能较大。主要企业有 Wolfspeed、昭和电工（Resonac）、瀚天天成、ROHM(SiCrystal)、天域股份(TYSiC)、Coherent(II-VI)、SKSiltron、STMicroelectronics、南京百识电子等，根据Yole 数据，2023年外延片市场 CR3 约为 74%，Wolfspeed 以 37%的份额位居第一，中国厂商瀚天天成（Epiworld）位居第三，市场份额约 15%，处于国内领先地位。据集微咨询分析，若国内市场外延片的规划产能全部落地，预计到 2025 年基本能完全满足国内市场对碳化硅外延片的需求。目前东莞天域、瀚天天成、三安光电、河北普兴、中电化合物等国产碳化硅外延片厂商均已实现量产出货，2023 年碳化硅外延片产能达 400 多万片/年。

原材料供应环节国产替代进程加快。以国产领先的外延晶片提供商瀚天天成为例，根据公司 2020-2023H1 向前五名供应商的采购情况可见，早年由于碳化硅衬底技术壁垒较高，瀚天天成主要向境外头部碳化硅厂商购买原材料。随着境内碳化硅衬底产业技术逐步成熟，2022年起瀚天天成对国产衬底采购量加大，包括向天岳先进采购衬底，以及向中电科集团和晶盛机电采购衬底、设备等，中电科集团为 23 年瀚天天成新增前五大供应商。目前瀚天天成主要原材料供应商以多家国内头部衬底厂商为主，向广州住友商事有限公司采购比例降低。此外，除了布局衬底之外，天岳亦具备碳化硅外延相关技术，并持续进行研发和技术创新。

3. 需求:碳化硅车载渗透率加速提升，公司车规级导电型衬底行业领先

碳化硅功率器件主要用于新能源汽车等领域，以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件主要用于 5G 基站等领域。碳化硅晶片经外延生长后主要用于制造功率器件、射频器件等分立器件。碳化硅功率器件以其优异的耐高压、耐高温、低损耗等性能，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，在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域具有明显优势。碳化硅衬底材料制备具有极高的技术门槛，目前能够规模化供应高品质、车规级碳化硅衬底的企业数量较少。以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件同时具备了碳化硅的高导热性能和氮化镓在高频段下大功率射频输出的优势，碳化硅基氮化镓射频器件已逐步成为5G功率放大器尤其宏基站功率放大器的主流技术路线。随着全球 5G 通讯技术的发展和推广，5G建设将为射频器件带来新的增长动力。

3.1 碳化硅功率器件集中度高，电动汽车领域占据超七成市场

碳化硅功率器件主要应用于电动汽车领域，CR5 约 95%均为国际知名供应商。功率器件又被称为电力电子器件，是构成电力电子变换装置的核心器件。功率器件主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等。碳化硅功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势，将极大地提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率，对高效能源转换领域产生重大而深远的影响，主要应用领域有电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等。根据集邦咨询（TrendForce）的数据，2023 年全球电动汽车用碳化硅功率元件市场产值预计可达 16.17 亿美元，占整体碳化硅功率器件市场产值的比例超过70%。2023年全球碳化硅功率器件市场在纯电动汽车应用的驱动下保持强劲成长，前五大供应商约占整体营收95%，其中 ST 以 33%市占率持续领先，其次是 Onsemi、Infineon、Wolfspeed、ROHM，2023年市占率分别为 25%、17%、12%、8%。根据 Yole 数据，碳化硅功率器件的强劲需求主要来自于电动汽车的应用，其次工业和工业能源领域的用量也在增长，预期到2029 年碳化硅功率器件市场将达到近 100 亿美元，其中主要应用的电动汽车和工业领域将超过80 亿美元。

中国碳化硅器件市场规模快速增长，主要应用于新能源汽车。根据集微咨询测算，2023年中国碳化硅器件市场规模约 130 亿元，主要的增长动力来源于新能源汽车，包括新建大功率直流充电桩等需求，其中，新能源汽车市场规模约为 88.4 亿元，充电桩市场约为24.5亿元，风光储及工业电源分别为 9.75 亿元、6.5 亿元。未来随着大范围应用于光伏、工业电源及轨道列车等领域，包括 5G 基建电源、数据中心及工业互联网等服务器电源、特高压柔性输电、城际轨道交通、高铁等领域，碳化硅器件市场规模将快速增长，预计到2028 年超过400亿元，新能源汽车及充电桩市场仍是主要应用领域，市场规模预计分别为295.4 亿元、61.1亿元。

国内新能源汽车市场快速发展，带动碳化硅晶圆需求量达到近百万片。当前我国新能源汽车消费正从政策驱动向内生驱动转变，随着国产新能源车性价比不断提升，市场有望保持快速发展势头，是未来几年第三代半导体功率电子市场增长的主要驱动力。2023 年，中国新能源汽车年产销达 950 万辆，市场占有率约为 31%。根据科技导报对新能源汽车短周期趋势的预测，乐观估计，2024 年新能源汽车市占率为 40%，2025 年接近 50%，2026 年超过50%是大概率事件，2026 年底前新能源汽车将会成为汽车市场的主导。据 CASA Research 预计，国内碳化硅车用市场将维持近 37.5%的年均复合增长率（2022-2026 年），折算成晶圆，国内2022年新能源汽车市场 6 英寸碳化硅晶圆需求量近 25 万片，预计到 2026 年需求量将增长到近100万片。

3.2 800V+SiC 降本增效，SiC MOSFET 车载渗透率加速提升

碳化硅功率器件有利于提升电动汽车的性能和效率、降低电池成本。电动汽车对功率半导体器件的需求量日益增加，目前碳化硅功率器件已被国际知名车企应用在其电动汽车上。碳化硅功率半导体首先在高性能车型 C 级别中取得应用，然后逐步渗透到B 级车和部分A级轿车，特斯拉新一代车“SiC+IGBT”使用方案的提出，也将带动碳化硅在A 级车市场的渗透率。从成本效益来看，虽然碳化硅的初始成本可能高于传统硅基器件，但其在提高效率和性能方面的长期收益使得这一投资变得划算，特别是对于追求高性能和高效率的中高端车型。业界普遍认为，单纯将 IGBT 替换为碳化硅，主驱逆变器的效率能提升 5%-10%。理想汽车在一次电话会议中提到，800V+SiC 可以将效率提升 15%。以 2021 年电池成本132 美元/kWh 来算，假设采用碳化硅将效率提升 10%，那么一辆 100kWh 的电动汽车，在同样的续航里程情况下，电池成本可以节省 1320 美元。根据 CASA Research 数据，若碳化硅晶圆价格年降10%左右，则SiCMOSFET6 英寸晶圆的价格在 3518 美元/片时整体效益达到平衡，带动更多车规逆变器的应用。

电驱动系统升级 800V 高压提高能量转换效率，SiC MOSFET 模块装机量逐渐占据主导。电动驱动系统中，主逆变器负责控制电动机，是汽车的关键元器件，特斯拉Model3的主逆变器采用了意法半体生产的 24 个碳化硅 MOSFET 功率模块，是全球第一家将碳化硅MOSFET应用于商用车主逆变器的 OEM 厂商。800V 高压系统主要服务于新一代纯电动汽车（BEV），通过提升工作电压，显著降低了电流在传输过程中的损耗，从而提高了整体能效，推动整个电动汽车产业链的升级。据盖世汽车研究院电气化配置数据库分析，近年来，在新能源乘用车市场中，800V 高压车型销量、车型数量都在逐年增长，市场渗透率也在稳步上升。销量方面，2023 年销量达到 32.1 万辆，2024 年前五个月销量已达到 24.6 万辆，800V车型增长势头强劲，车型数量从 2023 年的 37 款增至 2024 年前五个月的 48 款。渗透率方面，从2023 年的4.4%，上升至 2024 年 1-5 月份的 7.7%。据盖世汽车研究院预测，800V 高压市场销量有望在2026年增长至 220 万辆，渗透率上升至 20%。随着 800V 高压超充开始成为中高端车型的标配，具有耐高压、低阻抗、无拖尾电流等优势的碳化硅器件成为首选，将加速碳化硅在车用领域的渗透。从 800V 搭载电控功率模块的装机类型占比来看，SiC MOSFET 模块的装机量从2023年的19%大幅增长到 63%（2024 年 1-5 月），逐渐占据主导地位。

受益于成本降低与规模化生产，800V 高压平台+碳化硅电驱系统的最佳搭配加速上车。在碳化硅功率半导体供应商与车企的配套关系中，比亚迪半导体、芯聚能和英飞凌作为头部企业，不仅占据较大的市场份额，还与多家知名汽车制造商建立了稳定的合作关系，包括但不限于比亚迪汽车、极氪汽车、小米汽车和小鹏汽车等。目前，800V 高压已广泛应用于吉利汽车、一汽红旗、上汽通用、小米汽车、理想汽车、智己汽车等品牌20 万元以上车型。在2024年上半年，采用碳化硅器件的电动汽车成本也下降了 15%-20%，碳化硅单价已经降至与IGBT相当的水平。由于成本降低与规模化生产促进了技术普及，2024 年1-5 月，北汽新能源和比亚迪汽车中 20 万元以下的车型也成功搭载了 800V 高压系统。随着技术的不断完善和市场的持续扩大，800V 高压系统有望成为电动汽车行业的主流趋势。800V 平台架构下碳化硅功率器件需求增长明显，半导体器件大厂纷纷加快布局碳化硅产业链，包括英飞凌、博世、安森美、意法等全球知名 tier1 厂家均加大了在碳化硅产业链中的投资。

3.3 公司车规级导电型衬底行业领先，在手订单超20 亿元

公司是全球大规模量产导电型和半绝缘型碳化硅衬底的领军企业，在液相法制备8英寸产品上具备先发优势。公司是全球少数能同时在导电型和半绝缘型碳化硅衬底产品领域均具有竞争力的企业。产能方面，济南工厂的产能产量稳步推进，上海临港工厂已经可以达到年产30 万片导电型衬底的产能规划，公司也将继续推进第二阶段产能提升规划，根据市场情况以实现约 100 万片产能。产品方面，6/8 英寸导电型、4/6 英寸半绝缘型碳化硅衬底均实现批量供应，其中半绝缘型衬底的市占率连续 4 年位居全球前三，导电型衬底市占率在2023年跃居全球第二。截至 2023 年末，公司累计衬底出货量超过 70 万片，其中2023 当年衬底出货量超过22 万片。目前下游市场以 8 英寸产品为发展方向，未来一段时间内6 英寸和8 英寸产品并存。公司在 8 英寸上具备先发优势，2023 年已实现 8 英寸导电型衬底的批量化销售，且8英寸出货量上在行业内领先。技术方面，公司目前以主流的 PVT 法大规模批量化制备8 英寸衬底，同时是国际上较少掌握了液相法制备技术的企业之一。液相法在大尺寸碳化硅衬底制备上具有特定优势。公司已经通过液相法成功制备了高品质的 8 英寸晶体，同时公司在液相法制备上加大技术创新，已经成功制备出包括 N 型 3C 碳化硅衬底，特高压大功率用P 型碳化硅衬底。其中特高压大功率用 P 型碳化硅衬底在更高电压等级的应用领域具有广阔前景。

与国际知名客户保持稳定合作，在手订单超 20 亿元。作为国内较早从事碳化硅衬底业务的生产企业，公司凭借产品质量、产能规模、稳定供应能力，与国际一线大厂形成持续稳定的合作，全球前十大功率半导体企业超过一半都是公司客户。在终端应用上，公司衬底产品已经进入国内外主要新能源汽车制造商。公司先后与英飞凌、博世等国际知名半导体企业签订了长期供应协议。公司将为英飞凌供应 6 英寸导电型衬底和晶棒，并助力其向8 英寸产品转型，该协议的供应量预计将占到英飞凌长期需求量的两位数份额。在手订单方面，公司22年与客户E 签订 13.93 亿元的销售导电型产品的长期销售框架协议，23 年公司又与客户F 签订导电型衬底的长期框架合同，合同金额超过 8 亿元，其中预付款 1 亿元。目前公司已签署的订单超过20 亿元，均在按照协议约定履行产品交付。

车规级导电型碳化硅衬底产品实现行业领先，拟募资 3 亿用于提升车规级8 英寸技术。公司于 2022 年通过车规级 IATF16949 产品质量管理体系认证，为车规级碳化硅衬底交付奠定了基础。目前，公司已成为国际知名半导体公司英飞凌、博世集团等企业的供应商，在车规级碳化硅衬底方面已得到国外一线大厂的严苛验证和持续大规模批量供货，推动公司业绩增长。依托自主扩径的技术创新和领先优势，公司持续推动国内 8 英寸车规级碳化硅衬底的技术提升。2023 年公司车规级导电型碳化硅衬底产品实现行业领先。公司8 英寸导电型衬底产品质量和批量供应能力领先，推动头部客户积极向 8 英寸转型。2024 年7 月，公司拟通过股权融资募集资金 3 亿元，用于“8 英寸车规级碳化硅衬底制备技术提升项目”，旨在持续提升公司车规级 8 英寸碳化硅衬底材料制备工艺，实现工程化大批量稳定制备能力的技术优化提升。这将有助于保障我国产业链安全，并推动碳化硅半导体材料在新能源汽车、新型能源体系等领域的国产化应用。

3.4 氮化镓射频器件以国防和通信应用为主，半绝缘型衬底需求随之增长

氮化镓射频器件收入占比逐渐占据通信基站主流。射频器件是无线通信设备的基础性零部件，半绝缘型碳化硅衬底制备的氮化镓射频器件主要为面向通信基站以及雷达应用的功率放大器。目前主流的射频器件有砷化镓、硅基 LDMOS、碳化硅基氮化镓等不同类型，氮化镓射频器件主要基于碳化硅、硅等异质衬底外延材料制备的，并在未来一段时期也是主要选择。根据Yole 报告，90%左右的氮化镓射频器件采用碳化硅衬底制备。由于美国华为禁令、新冠疫情的影响以及基站部署放缓导致射频氮化镓价格下降，但制造商通过加速基站中氮化镓的采用以应对 5G 部署的复苏。预计到 2029 年，碳化硅基氮化镓的收入占比将超过LDMOS，占据主要市场份额。

获益于碳化硅基氮化镓射频器件的广泛应用，半绝缘型碳化硅衬底的需求量也将持续增长。碳化硅基氮化镓射频器件已成功应用于众多领域，以无线通信基础设施和国防应用为主。无线通信基础设施方面，以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件能够提供下一代高频电信网络所需要的功率和效能，成为 5G 基站功率放大器的主流选择。全球5G 的推出正在推动远程无线电头（RRH）向有源天线系统（AAS）过渡，增加了每个基站的射频线路数量，碳化硅基氮化镓技术引领这一转变。2023 年电信基础设施市场规模 5.22 亿美元，预计到2029 年将增长到9.10亿美元。在国防军工领域，碳化硅基氮化镓射频器件已经代替了大部分砷化镓和部分硅基LDMOS 器件，占据了大部分市场，军用雷达和电子战是主要的增长驱动力。国防氮化镓射频市场预计将从 2023 年的 5.13 亿美元增长到 2029 年的 8.17 亿美元。对于需要高频高输出的卫星通信应用，氮化镓器件也有望逐步取代砷化镓的解决方案。根据Yole 报告，全球氮化镓射频器件市场规模将持续增长，预计在电信基础设施、国防和卫星通信应用的推动下，将从2023年的 11 亿美元增长至 2029 年的 20 亿美元，期间年均复合增长率达到10%。

射频氮化镓器件市场竞争格局较为集中。2022 年，SEDI、Qorvo 和Wolfspeed 是射频氮化镓器件业务的领先者，CR3 约为 54%，而 NXP 则通过进入电信市场的供应链获得显著增长，22 年市占率达到 9%。在国防领域，Raytheon、Northrop Grumman 和中国电科正在引领氮化镓的采用，其中 Qorvo 和 Wolfspeed 是也值得信赖的氮化镓代工厂，而Qorvo 和RFHIC更专注于国防和卫星通信，相比电信行业具有更好的业务前景和较小的成本压力。在电信方面，爱立信和诺基亚正在增加 GaN 射频器件的供应，而三星则与韩国供应商合作。自美国制裁以来，华为和中兴通讯已转向中国供应链以发展国内能力。

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