【中信建投】第三代半导体碳化硅行业前瞻

碳化硅性能优势突出，市场规模快速成长

碳化硅衬底的使用极限性能优于硅衬底，可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求，当前碳化硅衬底已应用于射频器件及功率器件，随着下游需求爆发，2022-2026年SiC器件的市场规模将从43亿美元提升到89亿美元，複合增长率为20%，对应的SIC衬底市场规模讲从7亿美元增长到17亿美元，複合增长率为25%。

需求：下游产业链应用爆发，SiC市场需求红利释放

我们把SiC器件发展分为三个发展阶段：2019-2021年为初期，2022-2023年为拐点期，2024-2026年为爆发期。SiC随着在新能源汽车、充电基础设施、5G基站、工业和能源等应用领域展开，需求迎来爆发增长，其中，能源汽车是SIC器件应用增长最快的市场，预计2022-2026年的市场规模从16亿美元到46亿美元，複合增长率为 30%。

供给：短期产业链受限衬底产能，长期产能扩张带来价格下降
碳化硅市场产业链主要分为晶圆衬底製造、外延片生产、碳化硅器件研发和装备封装测试四个部分，分別占市场总成本的50%、25%、20%、5%，由于具备晶体生长过程繁琐，晶圆切割困难等特点，碳化硅衬底的製造成本一直处于高位。目前高质量衬底的应用主要集中于WolfSpeed、II-VI、ROHM三大供应商，CR3市场占有率达到80%以上，国內厂商为代表的衬底厂商的产品良率、品质和生产效率还有一定差距，短期看中高功率器件产业链的上游主要还受衬底CR3控制，另外随着CR3逐步提高材料自用比例提升，产能的提升的同时市场供给有限，整体供给偏紧状态。根据WolfSpeed数据显示，预计2022年和2024年的产能分別达到167K平方英尺到242平方英尺，折算6寸对应的85万片和123万片，通过测算预计全球2022年和2024年市场销量折合6英寸分別约为170万片至250万片。

碳化硅国产突破正加速，迎来中长期投资机会
碳化硅市场海外以IDM为主要运作模式，国內衬底厂商为天岳先进（绝缘型衬底为主）、天科合达（导电型衬底为主）、中电科（烁科）、露笑科技、晶盛机电；外延片方面：瀚天天成、东莞天域、中电科等均已完成了3-6英寸碳化硅外延的研发和生产；器件方面：斯达半导体、士兰微推出SiC MOSFET 功率器件和模组；晶圆代工方面，X-Fab 为最大代工厂，并为80-90%的无晶圆厂碳化硅厂商提供服务；汉磊和积塔大幅增加资本开支用以扩展SiC产能；IDM方面：三安光电具备全产业整合生产能力（衬底/外延/器件/封测）。

风险提示：碳化硅及器件良率不及预期；下游需求不及预期。