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SiC行业深度报告:SiC全产业链拆解,新能源行业下一代浪潮之基(下)

  • 未来智库
  • 2022年11月24日07时

(报告出品方/作者:财通证券,张益敏、吴姣晨)

4. 海外龙头仍是主要玩家,国产供应链有望弯道超车

4.1.龙头企业上下游厂商整合,强化竞争优势

IDM 推动上下游厂商整合,并购成为 SiC 领域主要发展方式。由于 SiC 衬底、 器件更依赖工艺经验的积累和长时间的投入,上下游整合有助于快速反馈生产过 程中的问题并迅速进行产线调整。各行业巨头上下游延伸趋势日益明显,通过并 购缩短研发时间、快速掌握先进技术,全产业链布局进一步提升竞争优势。

4.1.1. Wolfspeed(Cree):SiC 市场一家独大

SiC 衬底领域研发超过 35 年,行业需求增长带动 Wolfspeed 股价持续创新高。Cree 成立于 1987 年,是集化合物半导体材料、功率器件、微波射频器件、LED 照明解决方案于一体的著名制造商。自 2000 年以来,公司经历了从 LED 到 SiC 龙头的业务转变,其发展历程可分为四个阶段:

2013 年之前:LED 及照明业务为投资主线。公司通过内生增长与外延收购并举, 完成 LED 全产业链布局,产品覆盖 LED 外延、芯片制造和封装以及 LED 照明 解决方案。股价经过短暂波动后维持在较低水平。直到 2008 年,电子产品的发 展使得 LED 需求快速增加。公司收入不断增长,2013 年 LED 和照明业务收入 接近 13 亿美元,成为仅次于日亚化学的 LED 巨头,带来股价提升。2014-20 年:业务调整,剥离 LED 及照明业务并向 SiC 聚焦。随着 LED 行业进入成熟期,行业整体增速开始放缓,在 LED 及照明行业陷入 成本竞争以及中美贸易摩擦影响后,公司在 2018 后将其重心放在 Wolfspeed 业务并于 2018 年 3 月收购英飞凌的射频功率(Radio Frequency Power)业 务。公司陆续剥离了 LED 及照明业务,潜心研究 SiC 领域,营收占比从 2014Q1 的不足 7%持续提升至 2017Q4 的 19%。由于市场规模较小以及 SiC 商业化前 景尚不明朗,行业内仍以 LED 及照明业务为公司定价。2021 年之后:市场关注度逐步提升,估值业绩双成长。随着 2018 年,特斯拉 Model3 上市,成为全球首款采用 SiC 驱动的量产电动 车,市场对 SiC 技术的关注度日益攀升。公司于 2021 年 10 月正式改名为 Wolfspeed,并在纽约证券交易所重新上市,标志着公司完全蜕变成一家以宽禁 带半导体产品为主的公司。随着新能源汽车的发展,SiC 需求增长强劲,公司与 众多厂商达成合作关系,逐渐带动业绩增长。公司价值重估,股价一路走高。



业务需求增加,营收持续增长。新冠疫情、供应链扰动、高通胀环境之下, Wolfspeed 维持快速增长。FY2021 实现营业收入 5.26 亿美元,同比+12%;FY2022 公司实现营收 7.46 亿美元,同比增长 42.0%,其中 FY22Q4 实现营 收 2.29 亿美元,同比+57%/环比+22%,超过此前的指引上限 2.15 亿美元。SiC 材料及器件下游需求旺盛,根据公司投资者关系介绍,预计 FY2023 营收 约 10 亿美元,考虑功率设备需求增加,将 FY2026 的收入预测较此前的 21 亿 美元上调 30%-40%至 27.3-29.4 亿美元,FY2022-26 期间 CAGR 约 40%, 长期增长趋势强劲。

公司产品主要包括 SiC 材料、功率器件和射频器件。公司 FY2021 收入 5.26 亿 美元:碳化硅材料收入 2.39 亿美元,占比 45%;碳化硅器件收入 2.87 亿美元, 占比 55%。材料方面,包括碳化硅衬底、碳化硅外延片、GaN-on-SiC 外延片,公司材料 收入主要来自于衬底。SiC 衬底分为主要应用于新能源汽车领域的低电阻率导电 型衬底和应用于 5G、射频通讯领域的高电阻率半绝缘型衬底,FY2021 导电型 衬底占公司材料收入 73%。器件方面,可进一步分为功率器件(Power devices,SiC-on-SiC)和射频器 件(RF devices,GaN-on-SiC),FY2021 功率器件收入 1.55 亿美元,占总 收入 29%,射频器件收入 1.32 亿美元,占总收入 25%。

细分公司各业务,受益于 SiC 在新能源汽车以及光伏等领域需求旺盛, Wolfspeed 的功率及射频业务毛利率水平整体高于照明及 LED 业务,在 FY2020 前保持 48%左右的毛利率水平,在扩产后毛利率水平下降。FY2020-21 由于疫情影响与产能调整,公司产能利用率下降,毛利率持续下滑。FY22Q4毛利率为36.5%,同比+4.3pcts/环比+0.2pct,高于指引中值36.3%, 主要系疫情影响有所减弱,叠加产能效率优化以及新工厂开业等一系列调整。随 着设备生产从达勒姆向莫霍克谷转移的加速,预计在未来 8 英寸量产及整体产量 提高后,成本有望下降,毛利水平有望回归,公司预计 FY2024 产品毛利率从目 前 30%提升至 50%水平。

业务调整影响净利润水平,FY2022 亏损明显收窄。Wolfspeed FY2021 实现 归母净利润-5.24 亿美元;FY2022H1 实现-1.67 亿美元。前期业绩下滑主要 系照明及 LED 业务剥离以及转型期间对研发与设备的持续投入均对净利润产生 了显著影响。近几年主要是由于收购英飞凌 RF 业务/扩充 SiC 产能导致资本开 支增加\中美贸易摩擦导致亚洲业务受损\疫情影响开工率等不利因素。公司于FY2021已达资本开支峰值,FY2022公司转型阵痛得到有效缓解,NonGAAP 净亏损率从-20%缩减至-8%,未来逐渐减少财务压力,随着公司实现 业务整合、8 英寸晶圆实现量产并提高良率及周期,使器件工艺向更多晶圆代工 厂转移,盈利能力料将持续提升。公司预计 FY2023Q1 营收为 2.33-2.48 亿美 元,预计净亏损 1400-2100 万美元。



Wolfspeed 的优势在于:(1)30 年 SiC 领域经验积累最多专利,掌握 8 英寸 SiC 衬底技术,导电型SiC 衬底市场一家独大。公司技术来自于北卡罗来纳州立大学,公司创始人之一 兼现任首席技术官 John Palmour 作为北卡州立大学材料与工程实验室的一名 在读研究生,和其他几位学生一起组成研究小组,共同参与由美国海军办公室资 助的研究课题,旨在通过开发出采用 SiC 材料的微波晶体管的生产制程,从而为 军用飞机的更高功率电子系统提供支持。自 1991 年发布全球第一个商用 SiC 晶 片以来,在 SiC 衬底的商业化运用和规模量产方面持续领跑。截至 2021 年 11 月,公司拥有及申请中的专利合计 2939 项,其中 412 项与碳 化硅材料相关,1212 项与功率器件相关,1315 项与射频器件相关。目前,全球头部厂商产能集中于 6 英寸及以下晶圆,公司能够批量供应 4 英寸至 6 英寸导电型和半绝缘型 SiC 衬底,公司是全球第一家突破 8 英寸 SiC 量产技 术的公司,已成功研发并开始建设 8 英寸产品生产线。公司 2019 年就开始建造 8 英寸工厂,花了大约 1.25-1.5 年的时间来运行与调 试,公司于 2022 年 4 月成功开设莫霍克谷晶圆厂,一个工厂的完整周期(从立 项到全面达产)需要约 5 年时间,竞争对手短期内难以追平。

(2)材料与器件均有 5-10 倍产能扩张规划:公司 SiC 衬底由其位于北卡罗来纳州达勒姆总部的 Durham Fab 和 RTP Fab 生产。2021 年 11 月投资者日上,公司展望 SiC 材料产能将从 FY2022,增加 至 FY2024 的 24.2 万平方英尺,根据 Yole 的预测,折合 6 英寸 SiC 衬底产能 将从 2022 年的 16 万片/年,增加到 2026 年的 100 万片/年。2019 年,公司宣布投资 10 亿美元扩大 SiC 产能,建造一座采用最先进技术的 自动化 200mm SiC 生产工厂和一座材料超级工厂,预计 2024 年实现 SiC 晶 圆制造产能和 SiC 材料生产相比 FY2017Q1 扩大 30 倍。2022 年 4 月,纽约 州马西镇的莫霍克谷晶圆厂(MVF Fab)成功开设,该工厂是世界上第一个、最 大和唯一的全自动 8 寸 SiC 制造工厂,聚焦车规级产品,开业以来已完成初始 批次产品的生产和交付。2022 年 9 月,Wolfspeed 宣布在北卡罗来纳州查塔姆县投资数十亿建造一座 8 英寸 SiC 晶圆生产工厂(Chatham County Materials Facility),建成后可将公 司在达勒姆园区的 SiC 产能提高 10 倍以上,有助于保障 MVF Fab 的材料供 应;一期建设计划投入 13 亿美元,预计于 2024 年完工。如果公司在投资和就 业上满足要求,州和地方政府将提供接近 10 亿美元的各项补助,可大幅减少扩 产的资金压力。



(3)汽车等领域客户持续导入。FY22 公司 Design-in 达 64 亿美元,FY21 潜 在销售机会(Pipeline)相比 FY20 增加了两倍,已高达 180 亿美元,为未来几年 的销售增长提供了确定的保障,其中汽车领域占比最大,并且期间CAGR达75% 最快,在 FY2021,106 项方案选择了 Wolfspeed 的 SiC 器件,其中汽车产品 Design-in 占据大部分预估终身收入(ELR)。随着 OEM 代工厂和一级供应商 将基于 SiC 的解决方案用于动力总成、车载充电器和非车载快速充电器,车规级 SiC 功率器件市场将加快发展,同时公司把握当前 Design-in 的黄金时间点,通过 3-4 年的验证周期后能够实现批量供货,公司已经与通用、蔚来、奥迪、大 众和宝马在 800V 架构应用中已建立合作,在 2019 年成为大众 FAST 项目 SiC 独家合作伙伴。

4.1.2. II-VI:垂直布局 SiC 产业链,五年扩产 5-10 倍

II-VI 公司成立于 1971 年,是工程材料和光电元件的全球供应商和领导者,提 供光电材料和化合物半导体,核心业务包括工业激光器,光通信,军事等,业务 发展方向包括 EUV 光刻技术、无线 SiC 产品、电动汽车、SiC 产品和三维传感 器等,同时也是世界领先的 SiC 衬底供应商,在 SiC 领域也有近 20 年经验,能 够提供 4 至 6 英寸导电型和半绝缘型晶片,并已成功研制 8 英寸导电型 SiC 晶 片。根据 Yole 数据,2021 年 II-VI 公司的 SiC 晶片供应量位居世界第二。2022 年 II-VI 公司完成对激光器及激光设备领域公司 Coherent 收购后,将公 司名称变更为 Coherent,将逐步完成旧名称和品牌标识向新名称的过渡,本报 告从习惯出发,仍旧沿用 II-VI。

5 年内衬底产能扩产 5-10 倍。2014-19 年,II-VI 的 SiC 衬底产能每 18-24 个月就实现翻倍,II-VI 计划自 2020 年开始 5 年内首先 6 寸晶圆产能扩张 5- 10 倍,其中包括量产 8 英寸衬底,量产时间预计为 2024 年。同时 II-VI 宣布自 FY2022 在未来 10 年内向 SiC 投资 10 亿美元,以满足客户在电动汽车上对 SiC 电力电子器件的需求。目前 II-VI 在中国的福州、广州、上海、深圳、苏州和无锡等城市拥有庞大的制造业务和产品开发业务。

通过垂直整合构造 SiC 产业链。II-VI 在具备 SiC 衬底技术的基础上,2020 年 与 GE(通用电气)签署了大规模的专利许可协议,共享仅在 GE 内部使用的专 利技术,共同开发 SiC 器件和模块,并通过 II-VI 进行量产,将其应用于飞机以 外的各个行业,例如汽车和医疗保健。目标是提供可应用于车载充电器(OBC)和 安装在电动汽车内的电机的 SiC 器件和模块。2022 年 2 月,II-VI 公司宣布其在自有高质量 SiC 衬底上制作的 1200V SiC MOSFET 已达到严格的汽车标准要求,并通过与 GE(通用电气)研究院签署 为期三年的技术准入协议(TAA),以获得该实验室的世界级 SiC 模块技术和专 家团队,加速客户设计参与活动。目前,公司主要产品为 1200V 和 1700V 级 SiC。II-VI 还计划在未来与 GE 一 起开发 2500V 的下一代 SiC 半导体。2020 年 8 月 II-VI 又收购了 Ascatron (生产 SiC 外延片和器件)和 Innovion(世界级大型离子注入服务提供商),向 下游器件延伸,补充技术平台。



4.1.3. ROHM:实现完全垂直整合的制造工艺

SiC 领域深耕 20 年。ROHM 是日本首家具备 SiC 全产业链生产能力的半导体 厂商,创立于 1958 年,以电阻起家。公司于 1967 年和 1969 年逐步进入了晶 体管、二极管领域和 IC 等半导体领域;从 2000 年开始进行 SiC MOSFET 的 基础研究,并在 2009 年收购德国 SiC 晶圆材料厂商 SiCrystal,从而拥有了从 晶棒生产、晶圆工艺到封装组装的完全垂直整合的制造工艺;2010 年全球首发 SiC SBD(肖特基二极管)/MOS 并实现量产;2012 年全 SiC 模块量产;2015 年沟槽型 SiC MOS 量产以及 2017 年 6 英寸 SiC SBD 量产。

根据公司 FY2021 经营情况汇报,ROHM 在汽车和工业上的销售额从 FY2004 的 16%增长至 FY2022 的 52%。随着越来越多汽车客户采用了 ROHM 最新第 四代 SiC MOSFET 作为电动车中主逆变器,未来 ROHM 将继续向汽车和工业 转型。公司预计到 FY2026 年采用公司 SiC MOSFET 作为主逆变器的方案将 相比 FY2023 扩大 23 倍,并且 ROHM 已经与丰田、三菱有深入合作开发,吉 利等汽车品牌也均有计划使用 ROHM 的产品。

2025 年扩产 6 倍。ROHM 在 2022 年 3 月提出 SiC 事业部的经营目标,在 FY2021-25 年间,即 2022 年 3 月-2026 年 3 月间,累计投资 1200-1700 亿 日元,将 SiC 功率器件年产能扩至 FY2021 的 6 倍以上,实现年营收超过 1000 亿日元。ROHM 的 SiC 功率器件由筑后工厂(福冈县筑后市)和宫崎工厂(宫崎市)的6 英寸产线生产,产能将逐步扩张,且计划在 2025 年之前利用 8 英寸芯片产线 进行量产。筑后工厂继 2021 年 Apollo 筑后市新工厂建成投产后,一条 SiC 功 率器件专用的新产线于 2022 年 6 月建成,将在 22 年底前投入量产。ROHM 的子公司德国 SiCrystal 预计 2023 年开始量产 8 英寸 SiC 衬底,未来 将把衬底产能提升至数十万片/年。



4.1.4. ST:战略收购并购加速布局 SiC 业务

ST(意法半导体)于 1987 年成立,由意大利的 SGS 微电子公司和法国 Thomson 半导体公司合并而成,是业内半导体产品线最广的厂商之一。在 SiC 领域,ST 早于 1996 年就与卡塔尼亚大学物理系合作开展 SiC 研究,在 2007 年正式量产第一代二极管,随着与特斯拉开启合作后,ST 快速迭代自身产品系 列,并且收购了 Norstel AB 公司获得 SiC 衬底制造技术,在卡塔尼亚建立了 SiC 衬底产线。

SiC 功率器件聚焦车用领域。ST 在 SiC 领域拥有超过 20 年的经验,并通过专 门的产品线成为市场的领导者。ST 的 SiC 器件组合包括:1)ST POWER SiC MOSFET,范围覆盖 650V 到 1700V,拥有行业最高结 温额定值 200℃。2019 年特斯拉 model3 首次采用的 1 便是 ST 650V SiC MOSFET。2021 年 12 月,ST 推出第三代 ST POWER SiC MOSFET 晶体 管,推进在电动汽车动力系统功率设备的前沿应用,及在其他以高功率密度、高能效、高可靠性为重要目标的场景应用。2)ST POWER SiC 二极管,范围覆盖 600V 到 1200V,具有可忽略的开关损 耗和比标准硅二极管低 15%的正向电压 VF。与双二极管高功耗集成,降低了 PCB 尺寸;显著降低了功率转换器尺寸和成本。公司在 SiC 方面目前正在与 90 个项目合作,涉及 72 个客户,公司预计到 2024 年在 SiC 领域实现 10 亿美元营收,包括晶体管、二极管和功率模块。



持续扩大产能,计划到 2024-25 实现 SiC 收入 40%的内部供应。ST 持续加大投资,扩大意大利 Catania 和新加坡工厂的 SiC 器件产能,为了支 持汽车和工业客户的业务增长计划,公司计划于 2024 年将 SiC 器件产能提高 到 2017 年的 10 倍,2020 年的 2.5 倍。同时,公司不断垂直整合供应链,计划 在 2024 年之前实现 40%衬底来自内部供应。ST 在 2019 年 12 月收购了瑞典 SiC 衬底厂商 Norstel AB。Norstel 采用高温 化学气相沉积(HTCVD)专利技术,能够提供 6 寸 SiC 衬底和外延片,并购有助 于增强 ST 内部的 SiC 生态系统,让 ST 能够更好地控制晶片的良率和质量改 进,提高生产灵活性,保证晶圆供给量,满足汽车和工业客户未来几年增长的 MOSFET 和二极管需求。2021 年 7 月 ST 的瑞典北雪平工厂(前身是 Norstel) 实现重大突破,成功制造出首批 8 英寸 SiC 晶圆片,将用于生产下一代电力电 子芯片的产品原型。

4.1.5. 英飞凌:涵盖 Si、SiC、GaN 全系列功率产品

市场上唯一一家提供涵盖硅、SiC 和氮化镓等材料的全系列功率产品的公司。英 飞凌前身是西门子集团的半导体部门,于 1999 年独立,英飞凌设计、开发、制 造并销售各种半导体和系统解决方案,其业务重点包括汽车电子、工业电子、射 频应用、移动终端和基于硬件的安全解决方案等。

单季度收入及利润均创下最佳纪录。FY2021 实现营业收入 110.6 亿欧元,同 比+29.10%,FY22Q3 营收达到 36.18 亿欧元,环比+10%,同比+33%,创 下新纪录,公司展望 FY22Q4 营收预计 39 亿欧元,环比+8%;FY2021 实现 归母净利润 11.69 亿欧元,同比+217.66%,FY22Q3 归母净利润达到 5.17 亿 欧元,环比+10%,同比+111%,创下新纪录。公司盈利能力持续提升,近年来销售毛利率保持平稳在 36%左右,FY2021 销 售毛利率 38.52%,进入 FY2022 后毛利率继续提升,FY22Q3 的毛利率达到 43.23%。

签订供应协议提前锁定产能。公司有丰富的 SiC器件研发和制造经验,早在 2001 年就在业界率先推出 SiC 二极管;在 2006 年推出了全球首个 SiC 商用电源模 块,目前已经发展至第五代;2015 年实现了 SiC 从 4 英寸转 6 英寸晶圆的生 产;2018 年英飞凌与 Wolfspee(Cree)签订 1 亿美元合同,锁定 6 英寸 SiC 晶 圆;2019 年,发布了 1200V 的车规级 SiC MOSFET;2020 年与 GTAT 签订 5 年期 SiC 晶棒供应协议,并同年收购赛普拉斯,成为全球第一车用半导体供应 商。2022 年,英飞凌将投资超过 20 亿欧元扩大 SiC 和 GaN 的产能。

英飞凌冷切割技术推动晶圆的产能得到大幅提升和更高效的应用。英飞凌在 2018 年 11 月收购 Siltectra,该公司具备一项能够大幅减少材料损耗的切割晶 体材料技术(Cold Spilt),能与 SiC 一起应用,英飞凌计划在未来五年内实现该 技术的工业化规模使用,从而使得单片 SiC 晶圆产出芯片数量在 2022 年增加 2 倍,从而有效降低 SiC 成本。



沟槽栅 SiC MOSFET 能够实现更高功率密度。在可靠性和质量保证方面,SiC 器件有平面栅和沟槽栅两种类型。英飞凌基于沟槽栅 SiC MOSFET 规避了平面 栅的栅极氧化层可靠性问题,实现了更高的功率密度,并且在目前使用平面栅类 型的竞争对手中损失最少。英飞凌预计第二代解决方案将会在 FY2022 发布,功 率能力能提高 25-30%。

4.2.国产供应链逐步完善,与先进水平差距小

各国重视 SiC 半导体材料技术,给予政策扶持。第三代半导体应用前景广阔,受 到各国广泛重视,欧洲美国等发达国家及地区正积极推动本国产业链发展,巩固 自身领先地位。国内,工信部将将碳化硅复合材料纳入“十四五”产业科技创新 相关发展规划。2022 年上半年,美国、英国、日本政府先后资助了 10 个第三代半导体相关项 目;中国科技部国家重点研发计划,“新型显示与战略性电子材料”重点专项 2022 年度项目中,对第三代半导体材料与器件的 7 个项目进行研发支持。

欧美企业 SiC 产业链完备,日本企业在终端设备和功率模块开发方面优势明显, 我国的 SiC 晶体研究从 20 世纪 90 年代末才起步,起步虽晚,但发展较快,已 初步形成了从材料、器件到应用的全产业链,实现了设备研制、原料合成、晶体 生长、晶体切割、晶片加工、清洗检测的全流程自主可控。目前已有 SiC 衬底制造商天科合达、天岳等,外延制造商天域、瀚天天成等,器 件设计企业泰科天润、瀚薪、飞锃、爱仕特、瞻芯等企业,并且与海外龙头企业的 技术差距正在缩小,未来随着厂商产品研发迭代升级及产能扩张,国内厂商在第 三代半导体领域将加速追赶海外厂商,享受行业规模增长和国产化机遇。

4.2.1. 核心技术取得突破,量产技术逐渐成熟

1)SiC 衬底是我国产业发展、实现弯道超车的关键

衬底制备技术成熟度正在追赶:尺寸方面,国内 SiC 商业化衬底 4 英寸导电和半绝缘衬底已经实现产业化,6 英 寸导电衬底小批量供货,22 年上半年,山西烁科晶体和中科院物理所先后宣布 突破 8 英寸 SiC 衬底,国内水平与行业龙头的差距正不断缩小。厚度方面,哈尔滨科友宣布其 6 英寸 SiC 导电型晶体厚度达到 32mm,SiC 晶 锭的厚度提升能增加切片得到的衬底片数,降低衬底生产成本。

产品性能方面,目前国际上 8 英寸 SiC 衬底样品微管密度达到 0.6cm-2,国产 SiC衬底实现微管密度小于1个/cm2,衬底面积95%可用,位错约在103/cm2;在单晶一致性、成品率方面与国际先进水平仍有差距。但国内 SiC 龙头企业技术 水平也在不断提升,例如天岳先进、天科合达已经掌握半绝缘型 SiC 衬底和导电 型 SiC 衬底的生产技术,其产品参数包括直径、微管密度、多型面积、电阻率范 围、总厚度变化、弯曲度、翘曲度、表面粗糙度等已经能够比肩国际先进水平。

2)SiC 外延中低压应用领域相对成熟

产品性能方面,国外 6 英寸外延材料可以实现厚度均匀性小于 2%,掺杂浓度均 匀性小于 4%,同时生长出 6 片 6 英寸高质量 4H-SiC 同质外延材料;国内的 瀚天天成、东莞天域是专注于 SiC 外延片生产销售的企业,其产品除满足国内市 场需求外,还有部分外销能力,国内已实现掺杂浓度小于 1×1013/cm3,在 5×1018/cm3 量级掺杂浓度均匀性<6%。

3)SiC 器件、模块加速发展,覆盖的电压等级已经基本无差别

SiC 二极管:实现 650V-1700V 全系列批量供货能力,导通电流最高 50A。泰 科天润在北京拥有一座完整的半导体工艺晶圆厂,可在 4/6 英寸 SiC 晶圆上实现半导体功率器件的制造工艺,已经发布 3300V/0.6A-50A SiC 二极管系列产 品,产品质量可以比肩国际同行业的先进水平。2022 年 2 月,泰科天润发布消 息称,其 SiC 芯片量产线已进入生产状态中,预期年产 6 万片 6 英寸 SiC 功率 芯片,可实现国产 SiC 功率半导体的自主控制,填补国内产业空白。SiC MOSFET:实现 650V(120-17mΩ)、1200V(80-25mΩ)、1700V (80-45mΩ)产品小批量生产,尚处于应用推广阶段,代表企业有中电科 55 所、三安集成、中车时代半导体、全球能源互联网研究院、基本半导体、瞻芯电 子等。已经研制出 6.5kV(25A,45mΩcm2),10kV(10A,114mΩcm2, 15kV(10A,204mΩcm2),20kV(4A,443mΩcm2)SiC MOSFET 样 品,深圳基本半导体的 1200V SiC MOSFET 性能达到业界领先水平。SiC 功率模块:国内 SiC 功率模块量产产品电压等级 650V-1700V,其中比亚 迪产品已经开始实现上车应用,目前正在推进布局的企业包括华微电子、士兰微、 江苏宏微、斯达半导体、中恒微、基本半导体等。

正迎国产替代黄金期。在输出相同电流的前提之下,比导通电阻越低,需要的器 件数越少,器件的芯片面积可以越小,成本也越低。在 1200V 领域,ROHM 做 到 2.3 毫欧,Wolfspee(Cree)做到 2.7-2.8 毫欧之间,英飞凌、ST、安森美做 到 3-3.5 毫欧之间,而国产接近 4.5-5 毫欧。意味着输出相同的电流,国产器 件的面积是 Wolfspee(Cree)和 ROHM 两倍左右,造成了海外器件的成本优势。但随着国内加大研发投入,提升良率及技术水平,凭借我国在新能源汽车、光伏 等 SiC 应用的主要市场的一定先发优势,恰逢缺芯以及国产替代黄金期,产品验 证壁垒及周期相对较低,使得我国 SiC 器件加速发展。



4.2.2. 加快产线建设,国产供应链逐步完善

目前国内已基本形成完整的产业链结构。据 CASA Research 不完全统计,截 至 2020 年底,国内有超过 170 家从事第三代半导体电力电子和微波射频的企 业,而 2018 年尚不足 100 家,覆盖了从上游材料的制备(衬底、外延)、中游 器件设计、制造、封测到下游的应用,我国第三代半导体供应链的自主保障能力 得到增强。国内已沉淀了 SiC 技术和产品的企业包括天岳先进、天科合达、东莞 天域、瀚天天成、泰科天润等,逐步实现商业化盈利。

国产衬底有效供给仍存在缺口。假设使用 SiC 的新能源车 SiC 用量如下:1)电控:Tesla M3/Y 采用 24 个分立器件并联的方式打造电控,共用到 48 颗 MOS 芯片,面积 25mm2;以一辆 800V 平台的 B 级车为例,需要 1200V 的 碳化硅MOS,其三相逆变器涉及6个开关,每个开关会用到5-6颗1200V/500A 的 MOS 并联组成模块。总体而言,一辆车用 36 颗 MOS 芯片;若双电机车型, 则用量翻倍。每颗 MOS 面积 25mm2。2)车载充电机(OBC):11kW 的 OBC 中会用到 6-8 颗碳化硅 MOS,来满 足双向流动和更高的功率密度,每颗 MOS 面积 10mm2。3)DC-DC:高压转低压,用 2-4 颗 1200V 的器件,每颗 MOS 面积 10mm2。综合来说,一辆 800V 平台新能源车会用到 50 颗左右的 MOS 芯片,电流越大 的芯片面积越大,良率越低,因此每片 6 寸碳化硅衬底对应约 4-6 辆车需求量。据 CASA 统计,2020 年国内 SiC 导电型衬底(折算 4 英寸)年产能约 40 万 片;据 CEMIA 统计,2021 年国内 SiC 衬底生产企业预计规划年产能超 200 万 片,规划包含 4-6 寸衬底,但受限于良率及技术影响,实际产能开出率较为有 限。考虑到大功率充电桩、光伏、轨交等行业对于 SiC 的使用同样将快速增长, 国产衬底有效供给仍存在缺口。

国产器件逐渐导入终端产品供应链。国内 SiC 各环节龙头企业正紧抓国产替代 机遇,主动与下游应用企业开展合作,推动国产器件的快速应用。以华为为代表 的应用企业调整供应链,国内 SiC 企业获得了试用、改进的机会,并且紧抓国内 新能源汽车、光伏等应用大市场,国产器件逐渐导入终端产品供应链。

在车规级 SiC 领域,从成本、品质、供应链以及对新技术需求从发,OEM 和 Tier1 倾向把控模块设计和封装环节。目前国内 OEM 出于国产化替代,供应链 稳定的考量愿意培养自主半导体产业,投资或成立合资公司共同探索车规级半导 体技术和质量达标方案,或自建 SiC 模块产线,将品质牢控于自己手中。当 OEM 和 Tier供应商对功率模块的设计和制造进行完整的评价测试和长期管理培养后, 将方便采用部分本土的功率芯片,从而在成本控制上找到合适的方案。在综合把 控规模成本和品质后,OEM 和 Tier 们在选用下一代电机控制器和电驱动时也将 拥有更多的选择权。以股权合作参与的多为 OEM 与国内的 Tier 供应商,如上汽、吉利、东风、一 汽、正海集团;以投资形式参与的多为 OEM 旗下的产投;自建产线的多为 Tier 1,如博格华纳、联合电子、纬湃科技、电装,OEM 也有部分选择自建产线,如 比亚迪、蔚来。

5.重点公司分析

5.1.天岳先进:半绝缘型衬底龙头,发力导电型衬底市场

天岳先进是国内领先的 SiC 衬底生产商。公司成立于 2010 年,于 2011 年购买 了山东大学晶体国家重点实验室蒋明华院士专利,并投入了大量研发,历经多年 工艺积累,将 SiC 衬底从实验室的技术发展成为了产业化技术。据 Yole 数据, 2019-20 年,公司已跻身半绝缘型碳化硅衬底市场的全球前三。



作为国内较早从事 SiC 衬底业务的生产企业,公司已掌握涵盖了设备设计、热场 设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工等环节的核心技术,2011-18 年,公司 将半绝缘型和导电型衬底的量产能力从 2 英寸扩展到 6 英寸,逐步缩小与海外 龙头厂商差距。目前公司已启动 8 英寸导电型衬底研发工作,有望借助 IPO 募 投项目形成量产能力。

主营半绝缘型衬底和导电性衬底。公司主要产品为半绝缘型 SiC 衬底,导电型 SiC 衬底材料也已形成小批量销售。公司 2021 年实现营业收入 4.94 亿元,同 比增长 16.25%,其中 SiC 衬底营收占比 78.38%;在 2021 年上半年天岳先进 营收构成中,半绝缘型衬底占比高达 77%,导电型衬底占比可以忽略不计。公司持续投资碳化硅设备增加产能,公司营收规模有望持续增长。长晶炉的数量 决定了天岳先进的产能,2019 年,公司晶炉接近 250 台,衬底销量约 2.5 万片, 2020 年,公司 SiC 衬底产能为 4.8 万片,较上年增长 140.52%,产能利用率 维持 100%左右,接近饱和状态。2021 年 SiC 衬底产能为 6.7 万片,较上年增 长 41.43%。据公司招股书,截至 2021 年上半年,公司长晶炉达到 585 台。2022 年 7 月,公司与客户签订长期供货协议,预计 2023-25 年,公司将向客 户销售 6 英寸导电型碳化硅衬底产品合计约人民币 13.93 亿元(美元兑人民币 汇率以 6.7 折算)。依靠上海临港工厂的导电型衬底产线投产,公司导电型 SiC 衬底营收占比和规模将持续增长。

公司毛利率呈上升趋势,但由于宏观经济影响,2022 年上半年公司毛利率下降 幅度较大。公司核心生产环节的晶棒良品率由 2019 年的 38.57%上升至 2020 年的 50.73%。2018-20 年公司衬底良品率总体保持在 70%以上。随着良率提 升降低了生产过程的废品率,单位衬底的成本下降,利润率提升明显。毛利率从 2018 年的 8.45%提升至 2021 年的 32.83%。由于疫情及国际形势变化对公司 新建产能进度造成不利影响,公司调整现有产能,将济南工厂部分设备生产由半 绝缘衬底调整为导电型衬底,导致临时性稼动率和良率的下降,2022H1 毛利率 为 5.92%。此外,也由于宏观经济影响下市场需求波动等有所下降,导致公司产 品价格及毛利率下跌。未来随着导电型产品销量提升带来的规模效应及良率提升, 公司盈利能力有望得到改善。公司 2021 年扭亏为盈,2022 年上半年受营收影响出现亏损。2019-20 年公司 未实现盈利主要由于实施股权激励确认高额股份的支付费用,扣非后 2019- 2020 年均已实现营利。公司 2021 年公司扭亏为盈,2021 年公司归母净利润为 0.89 亿元,2020 年亏损 6.42 亿元。2022H1 公司亏损 0.73 亿,主要受营收 下降,同时研发费用提升带来的影响。

5.2.天科合达:导电型衬底国内第一,再度重启 IPO 工作

天科合达是是国内成立时间最早、规模最大的碳化硅晶片制造商之一,产业涵盖 碳化硅单晶炉制造、碳化硅单晶生长原料制备和碳化硅单晶衬底制备。公司 2006 年 9 月由新疆天富集团、中国科学院物理研究所共同设立,2020 年 7 月在科创 板申报 IPO,2020 年 10 月终止 IPO,2022 年 4 月公司再度重启 IPO 上市辅 导工作。公司建立了国内第一条碳化硅晶片中试生产线,是国内最早实现碳化硅晶片产业 化的企业之一。自设立以来,通过持续研发投入已经相继实现 2 英寸至 6 英寸碳 化硅晶片产品的规模化供应,并于 2020 年 1 月启动 8 英寸产品研发工作,工艺 技术水平处于国内领先地位。根据 Yole 统计,2018 年公司导电型晶片的全球 市场占有率为 1.7%,排名全球第六、国内第一。

导电型 SiC 晶片是公司核心产品。公司主要产品包括 SiC 晶片、其他 SiC 产品 (碳化硅籽晶、碳化硅晶体)和 SiC 单晶生长炉,其中导电型 SiC 晶片是公司 核心产品。公司根据市场需求规模和经济效益测算,自 2018 年起不再生产 2-3 英寸 SiC 晶片,客户需求由 4 英寸 SiC 晶片改直径切磨抛等工序后满足,于 2017-20 年陆续实现 4 英寸导电型、半绝缘型等产品的规模化生产并实现销售。2020 年 3 月前,销售的 6 英寸 SiC 晶片全部为研发部门在研发过程中的合格产 品,2020 年 4 月起,由于良品率已经提升至具有商业效益,6 英寸正式转入生 产部门进行规模化生产,销售开始逐渐增加。



业务快速发展,盈利能力持续增强。一方面,公司通过长期技术研发投入和工艺 积累,SiC 晶片尺寸和产品质量不断提升,另一方面,终端应用场景逐步明确, 公司根据市场需求情况不断扩大 SiC 晶片产能,并设立沈阳分公司专业从事 SiC 单晶生长炉业务,产品供给能力不断提升,SiC 晶片和单晶生长炉等产品销售规 模快速扩张。2016-19 年,公司营业收入从 0.13 亿元增长到 1.55 亿元,期间 CAGR 约 127%。2015 年前,由于技术不够成熟,产销规模较小,公司毛利率为负,归母净利率 也处于下降通道,毛利率直到 2016 年开始转正,归母净利率在 2018 年开始转 正。2019 年,公司归母净利润 0.30 亿元,同比 1445.44%。国产材料强强联手。公司与金博股份于 2022 年 4 月签署《战略合作协议》,就 高纯热场材料、高纯保温材料、高纯粉体材料在第三代半导体领域的开发和应用, 达成深度战略合作伙伴关系,合作期 5 年可续签,以满足公司对相关材料国产化 的需求,长期看毛利率有进一步上升的空间。

5.3.露笑科技:定增切入碳化硅衬底,实现第二增长曲线

露笑科技创立于 2003 年,是国内主要电磁线产品供应商之一,主要产品有各类 铜、铝芯电磁线、超微细电磁线、小家电节能电机、无刷电机、数控电机、涡轮 增压器和蓝宝石长晶设备等 卸下历史包袱,专注主营业务。电磁线业务是公司传统强势业务,但电磁线行业 经多年持续高速增长,已步入发展周期中的成熟期,因此公司不断寻求转型,实 现公司第二增长曲线。公司已将前期新能源车及蓝宝石业务剥离上市公司,目前 主营业务仅保留电磁线制造、光伏电站运营(由全资子公司顺宇洁能科技运营) 及碳化硅衬底片制造 3 项。2022H1 年公司在工业、光伏、新能源汽车行业收入 占比分别为 79.25%、17.30%、1.73%。

经营转型期,业绩仍有波动。由于公司主营电磁线业务以成本加成模式定价,而 2021 年内铜、铝等大宗原材料价格持续上行,造成公司产品售价上行,2021 年 公司实现营业收入 35.53 亿元,同比增长 24.75%。但是也因上游原材料价格大 幅波动,同时旗下位于光伏电站因雪灾计提 7307.65 万元资产减值准备,2021 全年实现归属母公司股东的净利润 0.67 亿元,同比下滑 48.57%。2022H1 实现营业收入 17.63 亿元,同比减少 4.96%,公司碳化硅业务前期资 本投入较大,研发费用同比去年增加较多,以及实施 2021 年员工持股计划造成 相关费用的增加,实现归属母公司股东的净利润-0.34 亿元。



牵手合肥国资,定增助力百亿产业园有序推进。公司于 2020 年 10 月与合肥北 城资本管理有限公司、长丰四面体新材料有限公司签署《合资协议》,约定三方 合作在合肥长丰县投资建设“第三代功率半导体(碳化硅)产业园项目”,项目 公司即合肥露笑半导体材料有限公司,露笑科技近期增资完成后将持有合肥露笑 半导体 55.65%股权。该项目分三期拟合计投资 100 亿元,分阶段实现 6 英寸 及 8 英寸导电型碳化硅衬底片及外延片的量产。合肥露笑半导体衬底片加工车间 2021 年 12 月建成并投入使用,已具备年产 10 万片的产能规模,实现了 6 英寸衬底片的销售。截至 2022 年 6 月,公司已安装 280 台长晶炉并开始批量生产,长晶良率达 50%,处于全球先进水平后道切磨 抛设备已经安装调试完成,处于爬坡阶段;认证方面,公司已完成三轮 SBD 认 证,MOSFET 认证接近尾声。

5.4.民德电子:构建功率半导体 smart IDM

成功进军半导体行业,依靠投资打通半导体全产业链。民德电子于 2004 年在深 圳成立,从一家专业从事条码识读设备的设计、研发、生产和品牌营销的科技公 司依靠收购整合泰博迅睿进军半导体行业。2022 年起,公司投资广微集成(功率 半导体设计)、浙江晶睿(硅片外延厂)、广芯微(晶圆代工厂)、芯微泰克(超薄 片背道代工厂),形成体系化投资战略布局,打通功率半导体全产业链,构建 smart IDM 生态圈。既可以依靠协同效应保障战略供应稳定,又能实现自主发 展规划和独立运营。



公司在 SiC 全产业链上布局完善,有望驱动未来增长。公司通过定增加大碳化 硅功率器件领域投资,2021 年,公司依靠 5 亿募集资金及 3.98 亿自有资金投 资碳化硅功率器件的研发和产业化。公司从事芯片设计的控股子公司广微集成在 SiC 领域具有多年的技术积累。涉及 SiC 外延片的子公司晶睿电子已有意向客 户,正准备 SiC 外延片的生产。广芯微电子(晶圆加工)计划明年实现 SiC 功 率器件的量产。从事超薄片背道代工的芯微泰克预计在明年投产后开展 SiC 背 道减薄代工业务。

5.5.三安光电:SiC 全产业链布局,具备一体化优势

三安光电成立于 2000 年,主要从事全色系超高亮度 LED 外延及芯片、以及砷 化镓、氮化镓、碳化硅、磷化铟、氮化铝、蓝宝石等半导体材料的研发与应用, 产品应用领域包括照明、显示、背光、农业、医疗、微波射频、激光通讯、功率 器件、光通讯、感应传感等。

2018 年之前,公司经营重心聚焦在 LED 业务上,产能持续增长带动公司营收 快速增长。2011-17 年公司总营收和归母净利润 CAGR 分别达到为 29.90%和 22.51%。2019 年开始,LED 芯片行业竞争激烈,产品价格连续下降,公司收入增长停滞, 利润率降幅较大;2021 年 LED 行业引来拐点,上半年整体需求强劲,产品毛利 率水平得到一定程度提升,与此同时公司培育多年的集成电路业务快速成长, 2021 年公司实现总营业收入 125.72 亿元,同比+48.71%,归母净利润达 13.13 亿元,同比+29.20%。2022 年以来,LED 领域,尽管 Mini/MicroLED 等 LED 高端业务同比+84.80%, 但传统 LED 受国内外经济环境动荡、疫情反复、房地产市场低迷、消费市场需求萎缩等多重因素影响,销售未达预期。集成电路领域,因疫情砷化镓射频、滤 波器业务受到一定程度影响,而电力电子业务快速推进,行业需求强劲。2022H1 公司实现总营业收入 67.62 亿元,同比增长 10.60%,归母净利润达 9.32 亿元, 同比+5.46%。

客户拓展、产品验证顺利推进。公司 SiC 衬底已向多家国际大厂送样验证,已获 得客户的验证通过并实现销售;SiC 二极管产品出货客户超 200 家,已覆盖 PFC 电源、车载充电机、光伏逆变器、家电等应用领域的头部客户;SiC MOSFET 产品已送样数十家客户验证,车规级 MOSFET 与新能源汽车重点客户的合作已 取得重大突破,业务合作意向深度及广度不断延伸。2022 年 9 月,公司发布自主六寸全链整合平台的 1200V SiC MOSFET 系列, 系列产品在比导通电阻特性,击穿电压特性和阈值电压稳定性上,测试显示出对 比友商更为优越的结果,能有效提高电驱动系统的效率和可靠性,在后续导入客 户的过程中具备显著的优势。公司在 20222 年中报披露,目前,砷化镓射频产能已扩充到 12,000 片/月、光技术产能 2,000 片/月、湖南三安电力电子碳化硅产能 6,000 片/月、电力电子硅 基氮化镓产能 1,000 片/月。

5.6.中瓷电子:背靠强大科研资源,进军第三代半导体领域

立足于电子陶瓷系列产品,依靠收购进军第三代半导体领域。中瓷电子于 2009 年成立,是一家专业从事无线通信、激光、消费电子、汽车电子等领域电子产品 研发、生产和销售的高新技术企业。公司于 2021 年 1 月宣布在深圳交易所中小 盘上市,2022 年 1 月公司宣布,计划收购控股股东中电科十三所氮化镓/碳化硅 资产,正式进军第三代半导体领域。

以电子陶瓷为主,产品高端化带动公司业务持续快速增长。公司产品包括光通信 器件外壳、无线功率器件外壳、红外探测器外壳、大功率激光外壳、声表面晶体 振荡器外壳、3D 光学传感器模块外壳、5G 通信终端模块外壳、氮化铝陶瓷基 板、陶瓷元件、集成加热器等。公司的主要产品通信器件用电子陶瓷外壳,市场 需求旺盛。公司整体营业收入呈持续增长趋势,从 2016 年的 2.31 亿元增加到 2021 年的 10.14 亿元,复合增长率为%,国内销售收入的占比逐年提高。在 2022H1,公 司营收将达到 6.33 亿元,同比增长 27.62%。2016 年至 2021 年,公司归属于 母公司的净利润 CAGR 为 35.2%。2022H1,归属于母公司的净利润为 7800 万元,同比增长 37.45%。



国资股东背景加持,科研资源及技术积累强大。公司的控股股东为中国电科十三 所,是国内从事半导体技术研究历史最长、规模最大、专业结构配套齐全的综合 性工程类半导体骨干研究所之一。公司董事长卜爱民为中国电科十三所所长,公 司高管付花亮、梁向阳、邹勇明等人也来自于中国电科十三所,具有强大的科研 及研发背景。来自中国电科十三所的强大科研背景为公司实现技术领先夯实基础。乘国家政策东风,充分受益国企改革。公司是中国电科十三所目前唯一控股的上 市公司,受益于国有企业改革和兼并重组的相关政策,有望高效实现内部资源整 合,优化公司产业结构,发挥公司间协同作用,提高企业竞争力和抗风险能力。

5.7.斯达半导:车规级 SiC 模块率先放量

IGBT 龙头企业,产品应用于众多新兴领域。斯达半导于 2005 年成立,是国内 IGBT 模块龙头企业,主营业务包括 IGBT、快恢复二极管等功率芯片的设计以 及 IGBT、MOSFET、SiC 等功率模块的设计、制造和测试,产品广泛应用于工 控与电机节能、新能源、变频白色家电及其他领域。目前,国内新能源汽车、光 伏及风电逆变器、头部变频企业均为公司 IGBT 模块的主要客户。2021 年,根 据 Omdia 数据,公司在全球 IGBT 模块市场排名第六,是唯一一家进入全球前 十的中国企业。

公司早已涉足 SiC 领域,推出涉及不同应用领域的 SiC 模块产品。2019 年公 司在机车牵引辅助供电系统推出低电感 SiC 模块,在新能源汽车行业推出低损 耗车用 SiC 模块,在光伏行业推出混合 SiC 模块。公司新增多个使用全 SiCMOSFET 模块的 800V 系统的主电机控制器项目定点,车规级 SiC 模块也 已获得国内外多家车企和 Tier1 的项目定点,公司 SiC 模块进入小鹏 800V 高 压平台,应用于国内首款基于 800V 高压 SiC 平台量产车小鹏 G9 上。截止到 2021 年 9 月 8 日,公司 SiC MOSFET 模块订单金额超过 3.4 亿,预计在 2022- 23 年交货。公司募投项目更是加码 SiC 芯片,向产业链上游芯片领域延伸。2020 年 12 月, 公司发布公告,计划投资建设全 SiC 功率模组产业化项目,总投资 2.29 亿元, 建设年产 8 万颗车规级全 SiC 功率模组生产线和研发测试中心,项目将按照市 场需求逐步投入。2021 年 11 月,公司通过非公开发行股票的方式拟募资 35 亿, 其中 5 亿用于 SiC 芯片研发及产业化项目,拟通过新建厂房、购置设备等配套 设施,开展 SiC 芯片的研发和产业化,本项目计划建设周期为 3 年,预计项目 达产后将形成年产 6 万片 6 英寸 SiC 芯片生产能力。

5.8.时代电气:高压领域领军者,布局 SiC 有优势

时代电气(中国中车旗下股份制企业)的前身中车株洲电力研究所成立于 1959 年,专注电力机车及相关产品的研究开发,是我国轨道交通行业具有领导地位的 牵引变流系统供应商。公司于 2006 年在香港联交所主板上市,2021 年科创板 上市,实现 A+H 股两地上市。

不断向产业链上下游延伸。公司主要从事轨道交通装备产品的研发、设计、制造、 销售并提供相关服务,具有“器件+系统+整机”的产业结构,产品主要包括轨道 交通电气装备、轨道工程机械、通信信号系统等。同时,公司还积极在功率半导 体器件、工业变流产品、新能源汽车电驱系统、传感器件、海工装备等领域开展 业务。其中,公司功率半导体器件覆盖 IGBT/FRD 模块、SiC 芯片及器件、整 流管及晶闸管等产品,公司 IGBT 在轨交、电网领域批量交付,2021 年市占率 为全国第一。目前公司是全球为数不多的同时掌握 IGBT、SiC、大功率晶闸管及 IGCT 器件 及其组件技术,并且集器件开发、生产与应用于一体的 IDM 模式企业。

2021 年之前公司轨道交通装备业务营收占比超 80%,因此受国家铁路投资影响 较大,过去 2008-10 年与 2013-15 年分别对应了国家高铁大规模建设规划, 高景气带动公司营收快速增长。2007-15 年公司总营收和归母净利润 CAGR 分 别达到为 31.68%和 30.95%。2015 年后公司收入与利润成长趋势减弱,2020-21 年,受疫情影响,产业链、 供应链受阻,国家铁路投资额下降,总营收与利润连续两年负增长,2021 年公 司实现总营收 151.21 亿元,同比下降 5.69%,归母净利润达 20.18 亿元,同 比下降 18.46%。随着海外需求复苏,以及复工复产后带来的行业需求释放,2022 年轨道交通业 务企稳回升,新兴装备业务实现了翻倍增长,前三季度公司总营业收入达 108.76 亿元,同比+27.56%,归母净利润达 15.63 亿元,同比+29.97%,同比增速均 创下 2015 年以来的新高。

5.9.士兰微:IDM 龙头规模初具,具备长期配置价值

士兰微成立于 1997 年 9 月,经过二十多年的发展,从一家 Fabless 公司发展 成为 IDM 模式的综合型半导体产品公司,产品也从包括集成电路、,逐步拓展至 半导体分立器件、LED(发光二极管),涉及二极管、MOSFET、IGBT、MEMS 传感器、PMIC、IPM、LED 芯片等多种产品型号。其中,公司的分立器件和大 功率模块除了应用在白电、工业控制等市场外,已开始加快进入新能源汽车、光 伏等市场。



2021 年,公司扭亏为盈,2022 年持续增长趋势。2020 年之前,尽管士兰微收 入稳定增长,但 IDM 模式带来的折旧压力,以及需求不振(如 2019 年)带来 的产能利用率压力,两重因素叠加导致公司在利润端承压。进入 2021 年,随着 全球半导体需求的繁荣,公司积累多年的产能和产品优势得到集中释放,利润迎 来快速增长。2021 年公司实现收入 71.94 亿元,同比增长 68.07%;归母净利 润 15.18 亿元,同比增长超过 20 倍,大幅扭亏为盈。2022 年上半年,公司营 收实现大幅增长。2022 年上半年公司营收 41.85亿,较上年同期增长 26.49亿。归母净利润为 5.99 亿,较 2021 年同期增长 39.12%。

公司硅基器件产能持续攀升,扩产后 12 寸产能领跑全国。公司士兰集成(5/6 寸)、士兰集昕(8 寸)、士兰集科(12 寸)三座硅晶圆厂。根据公司公告,士兰 集成和士兰集昕 2021 年产出晶圆规模分别 255.44/65.73 万片。2022 年上半 年,士兰集成处于满负荷生产状态,总计产出 5、6 寸芯片 127.66 万片,比上 年同期增加 4.43%,士兰集昕总计产出 8 吋芯片 31.14 万片,比上年同期减少 1.61%。12 寸晶圆方面,2020 年底,士兰集科正式投产 12 英寸晶圆,目前每 月产能为 6 万片。2022 年 4 月,公司向士兰集昕投资 39 亿元以建设 12 寸晶 圆片,扩建完成后,外加士兰集科每月 6 万片的产能,公司将实现 12 寸晶圆片 每月产能 9 万片。2022 年 10 月 14 日,士兰微发布公告称,公司拟定增募资不 超过 65 亿元,用于年产 36 万片 12 英寸芯片生产线项目、SiC 功率器件生产线建 设项目、汽车半导体封装项目(一期)、补充流动资金。

5.10. 博敏电子:新型覆铜陶瓷衬板打造第二成长曲线

博敏电子成立于 1994 年,起家高精密印制电路板业务,特色产品包括 HDI 板、 高频高速板、多层板、刚挠结合板和其他特殊规格板等,公司通过内生发展和外 延并购相结合的方式,从横向和纵向两个维度进行业务延伸(PCB+)。公司战略 横向延伸至陶瓷覆铜工艺,积极推进 AMB 陶瓷基板产业化落地,凭借核心钎焊 料工艺配方产品性价比大幅领先海外厂商,同时在军品领域供货经验助力公司产 品顺利通过车规级碳化硅模块大厂的验证。

公司收入连续十年维持增长,2021 年营业收入 35.21 亿元,归属母公司股东净 利润2.42亿元,2011-21年公司总营收和归母净利润CAGR分别达到为17.09% 和 16.85%。2022 年因为宏观环境下消费电子市场疲软对 HDI 板需求明显下降,公司收入及 盈利能力出现下滑,22H1 实现营业收入 15.34 亿元,同比下滑 6.78%,22H1 归母净利润为 1.09 亿元,同比下滑 28.35%。22H1 公司汽车电子占 PCB 业务 的 33%,汽车电子业务同比增长 27%,占比提升 8pcts。逐季度盈利能力来看,22Q2 公司毛利率 17.42%,环比回升 1.56pct;净利率 7.99%,环比回升 1.80pct。

5.11. 晶升装备:碳化硅单晶炉具有较强竞争力

晶升装备是一家半导体专用设备供应商,主要从事晶体生长设备的研发、生产和 销售。公司基于高温高真空晶体生长设备的技术同源性,结合“晶体生长设备— 工艺技术—晶体材料”产业链上下游技术协同优化的能力,聚焦于半导体领域, 向半导体材料厂商及其他材料客户提供半导体级单晶硅炉、碳化硅单晶炉和蓝宝 石单晶炉等定制化的晶体生长设备。陆续开拓了上海新昇、金瑞泓、神工股份、 三安光电、东尼电子、合晶科技等客户,确立了公司在半导体级晶体生长设备领 域的市场地位。

2021 年,公司营收为 1.95 亿元,同比增长 60%;净利润为 0.47 亿元,同比 增长 58%。2022 年上半年,由于上海新冠疫情对公司供应链产生影响,公司部 分产品生产、交付客户时间有所延迟,导致当期收入规模仍相对较小。2022 年 上半年公司营收 0.65 亿,同比增长 8.1%,增长率较上年同期有所下降。公司预计2022年全年收入为2.1亿元至2.3亿元,同比增长7.73%至17.99%, 归母净利润预计为 0.16 亿元至 0.18 亿元,同比下降 48.04%至 53.81%。

碳化硅单晶炉占公司主要营收占比。2021 年,半导体级单晶硅炉、碳化硅单晶 炉和蓝宝石单晶炉等定制化的晶体生长设备实现营收 0.49 亿元/1.24 亿元/0.11 亿元,占公司营收占比 25.21%/63.81%/5.64%。2021 年,公司半导体级单晶 硅炉、碳化硅单晶炉单价分别为 1228.41 万元与 65.80 万元,公司蓝宝石单晶 炉 2020 年单价为 73.15 万元。因持续开拓下游客户及新型产品市场,推进新增 产品序列后续实现大批量生产销售,当期碳化硅单晶炉新型及首台(批)产品收 入占比增长至 27.69%。

5.12. 德龙激光碳化硅晶锭切片技术已完成工艺研发

德龙激光成立于 2005 年,是业内少有的同时覆盖精密激光加工设备及激光器的 厂商,聚焦于泛半导体、新型电子及新能源等应用领域,产业链一体化优势显著。2018-21 年公司营收从 3.23 亿增长到 5.49 亿,净利润从-0.07 亿增长到 0.88 亿。2022H1,上半年受疫情拖累设备验收进度,公司实现营业收入 2.42 亿元,同比+7.99%,归母净利润 0.25 亿元,同比-13.94%。公司精密激光加工设备业务贡献主要收入,2021 及 22H1 收入占比分别为 73.46%和 74.50%。公司精密激光加工设备已在集成电路芯片的晶圆加工领域 应用,面向第三代半导体中电科的碳化硅晶圆切割设备加速进入市场,面向硅晶 圆半导体华为海思和士兰微等的硅晶圆切割设备实现国产替代。2021 年公司其 中面向集成电路领域的半导体及光学市场激光加工设备收入 0.49 亿元。

5.13. 宇环数控:前瞻布局碳化硅磨削和研磨抛光设备

公司 2004 年在浏阳制造产业基地设立,从汽车发动机凸轮用数控双端面磨床起 家,专业从事数控磨削设备及智能装备业务,成长为行业领先企业之一。目前主 要产品包括应用于汽车发动机领域的数控磨床、3C 领域的数控研磨抛光机,以 及智能制造生产线,主要客户包括富士康、蓝思、捷普等行业一线企业。公司营收从 2012 年 6.26 亿增长到 2021 年 14.98 亿,CAGR 为 10.1%;公 司净利润从 0.39 亿增长到 2021 年 1.03 亿,CAGR 为 11.4%。2022H1,公 司实现营业收入 2.40 亿元,实现归母净利润 0.47 亿元。其中,消费电子制造业 领域实现营收 2.09 亿元,占公司总营收的 87.11%;汽车零部件制造业领域实 现营收 0.20 亿元,占公司总营收的 8.44%;其他领域实现营收占公司总营收的 4.45%。

前瞻布局碳化硅为代表的半导体材料加工磨削和研磨抛光设备。目前公司部分样 机基本达到客户的要求,但该设备的验证需要一定的周期。公司产品可参与到碳 化硅材料加工的晶锭端面磨削,晶锭外圆磨削、磨参考边,晶圆片双面减薄、抛 光等工序,目前,公司已有设备在精度、表面粗糙度等多方面达到了部分客户的 要求,暂未形成批量订单。后续将在技术完善后,根据市场和客户的需要逐步进 入小批量试生产。

5.14. 晶盛机电:设备+材料自主可控

晶盛机电成立于 2006 年,是国内晶体生长设备领域的龙头企业。公司围绕硅、 碳化硅、蓝宝石三大主要半导体材料,从事关键设备的研发、制造和销售,并延伸到材料领域,产品主要应用于集成电路、光伏、LED、工业 4.0 等新兴产业。

受益于光伏行业持续发展、硅片厂商积极扩产带动半导体设备国产替代进程加速, 公司光伏设备、半导体设备订单量大幅增长,蓝宝石材料及辅助耗材业务也初露 锋芒。公司 2021 年收入 59.61 亿元,5 年 CAGR 为 32.2%;归母净利润 17.12 亿元,五年 CAGR45.0%。2022H1 公司营收 43.70 亿元,同比增长 91.02%;归母净利润 12.07 亿元,同比增长 101%。

SiC 材料有望打开长期增量。在碳化硅领域,公司的产品主要有碳化硅长晶、抛 光、外延设备以及 6 英寸导电型碳化硅衬底片。公司从 2017 年开始布局碳化硅 业务,凭借在硅晶体设备领域先进的技术支撑,2020 年实现 SiC 外延设备的销售,建设了 6 英寸碳化硅晶体生长、切片、抛光环节的研发实验线,实验线产品 已通过下游部分客户验证。2022 年 8 月,公司宣布成功生长出 8 英寸导电型碳化硅晶体,解决了 8 英寸碳 化硅晶体生长过程中温场不均,晶体开裂、气相原料分布等难点问题,还破解了 碳化硅器件成本中衬底材料占比过高的难题,进一步缩小国内外技术差距,保障 我国 SiC 产业在关键核心技术上的自主可控。



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