热帖 - 雪球 ( ) • 2021-11-23 10:37

新能源电动化和智能化之核心还是半导体逻辑,现阶段是IGBT,未来是SIC。目前,电动车中的主驱逆变器仍以硅基MOSFET和硅基IGBT为主,但考虑到未来电动车需要更长的行驶里程、更短的充电时间和更高的电池容量,在车用半导体中,SiC将会是未来趋势,在汽车上的主要应用包括电驱、逆变器、DC/DC(直流转换器)、OBC(车载充电器)、电控以及电动汽车充电基础设施等部分。

电驱动集成系统将加速SiC器件在电动汽车中的量产落地,电驱动作为核心的动力系统,直接影响到整车的能源效率、续航里程等。在当前集成化趋势下,电机+减速器+逆变器集成的“三合一”电驱动模块将成为市场主流,通过集成化设计,一方面可以简化主机厂的装配,提高产品合格率;另一方面可以大规模缩减供应商数量,可以达到轻量化、节约成本的目的。从市场进展来看,Tier1厂商博世、博格华纳、大陆、法雷奥等都纷纷推出了电驱动模块,且部分已经量产落地,凭借自身在机械制造领域的深厚经验,在电机、减速器领域的优势较为明显。

关于sic的第一阶段研究,先看文章《4680电池搭档:800V(SiC)(一)》网页链接

今天梳理下SIC的产业链情况。

一、市场增速

根据半导体时代产业数据中心预计,SiC晶片在半导体领域的出货量将从2020年的13万片增长到2025年的80万片,2020-2025年复合增长率达到43.8%,远高于全球27.2%的复合增长率,中国出货量占有率预计将从全球8.67%上升至16%。受下游应用需求推动,全球第三代半导体材料、器件进入发展加速期,在新能源汽车、高速轨道交通、5G通信、光伏、消费电子等多种场景下均有广泛的应用空间。碳化硅作为第三代半导体产业发展的基石,因其优秀的物理性能,高禁带宽度(对应高击穿电场和高功率密度)、高电导率、高热导率等,未来将大量替代Si的应用市场。根据Yole数据显示,SiC功率器件市场规模将从2018年的4亿美元增加到2027年172亿美元,CAGR约51%。其中,SiC衬底材料市场规模将从2018年的1.21亿美元增长到2024年的11亿美元,CAGR达44%。

二、产业链

从全球格局来看,SiC产业格局呈现美、欧、日三足鼎立的局面,其中美国一家独大。从产业链来看,SiC产业链可分为五个环节:分别是设备制造、衬底、外延、芯片设计制造与封测、应用。从产业链结构来看,半导体芯片的基本结构都可以按照“衬底-外延-器件”划分,SiC在半导体芯片中存在的主要形式是作为衬底材料。

从国内的SiC参与者来看,全产业链布局的玩家主要是中电科55所、世纪金光;生产SiC衬底的企业有天科合达、山东天岳、同光晶体等;生产SiC外延片的企业有东莞天域、瀚天天成;负责器件设计的企业有深圳基本半导体、瞻芯电子、苏州锴威特、陆芯科技等;以IDM形式生产器件和模块的企业有泰科天润、中车时代、斯达半导体、比亚迪半导体、扬杰电子、瑞能半导体等。

设备制造领域:中国大陆企业主要有北方华创、中微公司华峰测控万业企业芯源微晶盛机电天通吉成等;国际企业主要有美国的AMAT和拉姆研究等。

衬底领域:中国大陆方面,主要厂商有三安光电旗下子公司三安集成以及天科合达、山东天岳、德清州晶、中科钢研、神州科技、同光晶体、中电科二所、天通凯成等;国际方面,主要制造商有美国的Wolfspeed、道康宁、II-VI以及日本的昭和电工、Rohm等公司。

外延领域:国内的代表性企业包括三安集成、普兴电子、国盛电子、厦门瀚天天成、天科合达、南京白识、中电科13所(国联万众)、46所以及55所(国扬电子)、华大半导体、启迪控股和东莞天域半导体等;国外外延片企业主要有美国道康宁、II-VI、Wolfspeed、法国Nova、意大利ETC以及日本的昭和电工、Rohm等。

芯片设计制造与封测:国内的代表性企业主要有三安集成、闻泰科技、瑞能半导体、芯光润泽、士兰微、扬杰科技、美林电子、泰科天润、中车时代等;国外主要有Wolfspeed、Rohm、三菱电机、Microsemi、英飞凌、安森美、GeneSiC、 Littlefuse、东芝、 意法半导体、松下以及瑞萨电子等。此外,国内外现存部分公司聚焦于某一细分业务,如中国的斯达半导主要从事器件设计工作、海特高新主要从事器件制造,而中科封测、长电科技等公司则专注于器件封测。

应用领域:因SiC单晶棒生长速度低于Si单晶棒,且晶圆生长过程中易出现材料的基面位错导致良率较低,所以目前价格较高。新能源汽车因其超大市场规模成为SiC需求的主要拉动力,国内厂商主要有泰科天润、比亚迪、北汽新能源、北京精进电动;国外厂商主要有Powerex和丰田公司等。此外,国内的中车时代(动车、电力机车、城市轨道交通)、国家电网全球能源互联网研究院(电力系统)、北京科诺伟业(光伏、风电)、比特大陆(电源管理)都在不同领域有碳化硅的应用;国外方面,日本的三菱电机(电机控制、电源、白色家电)富士电机(中低压变频器、伺服系统)、美国的Microsemi(汽车、卫星、通讯及军用/航天)、GE(发电机、电气设备)、德国的英飞凌(智能电网、汽车电子、太阳能、风能)、瑞士的ABB(电力变压器和配电变压器)等公司均有碳化硅的应用业务。

三、重点上市公司动态

① $新洁能(SH605111)$  

1月11日公司发布公告,拟募集资金总额不超过145,000.00万元(含145,000.00万元),拟投入募集资金20,000万元投入第三代半导体SiC/GaN功率器件及封测的研发及产业化项目,60,000万元投入功率驱动IC及智能功率模块(IPM)的研发及产业化项目,50,000万元投入SiC/IGBT/MOSFET等功率集成模块(含车规级)的研发及产业化项目。

② $斯达半导(SH603290)$  

3月3日,嘉兴斯达半导体股份有限公司(以下简称“斯达半导”)发布2021年度非公开发行A股股票预案。公告中披露本次非公开发行股票募集资金总额不超过35亿元,主要投向高压特色工艺功率芯片和 SiC 芯片研发及产业化项目,以及功率半导体模块生产线自动化改造项目,同时补充公司流动资金。SiC也是此次斯达半导募资的重点,继三个月前斯达半导拟2.29亿元投建全碳化硅功率模组产业化项目后,再豪掷20亿加码SiC项目。

③ $露笑科技(SZ002617)$  

露笑科技2020年8月与合肥市长丰县签署建设第三代功率半导体(碳化硅)产业园战略合作框架协议,并与合肥国资共同成立了合肥露笑半导体材料有限公司。按照投资计划,碳化硅项目总投资达100亿元;2020年11月。公司完成了定增,合计募资6.43亿元。

露笑科技相关负责人表示,公司正在向“第一家量产的导电型碳化硅衬底片”的上市公司而努力。今年是0-1的突破阶段,预期2022年进入1-100的量产阶段,2023年或将面临激烈的行业竞争。50台长晶炉在近阶段已全部投产,即将出产品。若后续订单和运营试样调试符合预期,计划在元旦前后安装完50台、在春节前后安装数量合计可达240台。

公司预期2022年1月~2022年12月,完成10万片6英寸导电型碳化硅衬底片生产线、外延片中试线、8英寸晶体生长研发;2023年~2024年,实现25万片6英寸导电型碳化硅衬底生产线、10万片6英寸外延片生产线、8英寸碳化硅晶体中试线。

④华润微

11月19日在投资者互动平台表示,公司预计将于今年内发布SiC MOSFET产品。目前公司的6吋sic晶圆生产线主要为自用,产能约为1,000片/月。