2023年碳化矽“疾馳”：擴産與出海加速 技術生态待完善

不同于發展相對成熟、有明确周期特征的矽晶片，被稱為“第三代半導體”之一的碳化矽（SiC）晶片市場正處在發展前期，是以即便2023年是半導體行業下行周期，圍繞該領域的相關公司都有明顯産品放量和技術競速的表現。

舉例來說，碳化矽襯底主要供應商天嶽先進在（688234.SH）2023年産量實作大幅提高，年内碳化矽襯底生産量為26.2萬片，銷售量22.6萬片；而在2022年生産量為7.1萬片，銷售量6.4萬片；2021年生産量6.7萬片，銷售量5.7萬片。可見市場的高景氣度。

這背後是越來越多國産碳化矽供應商與海外碳化矽器件廠商簽訂合約，并在市場佔有率層面站穩腳跟。新能源汽車和光伏兩大市場需求也強勢支撐該領域奔跑前行。

除了基于發展已經相對成熟的6英寸技術工藝，在全球巨頭帶動下，面向8英寸技術的競争也在繼續。

TrendForce集邦咨詢分析師龔瑞驕對21世紀經濟報道記者表示，目前國内在8英寸碳化矽方面整體仍處于研發驗證階段，其中襯底材料進展較快已有小批量供貨，有望在2～3年内量産；器件方面，芯聯內建等成熟且具規模的晶圓廠也已開始布局8英寸，但這對裝置、材料和工藝技術的整合要求極高，仍需大量時間來驗證、形成生态。

圖檔來源：IC photo

投産加速

在碳化矽産業鍊中，天嶽先進由于旗下業務均來自碳化矽襯底供應，其業績更具備代表性。不過目前産業鍊公司正處在積極擴産階段，由此将對相關公司利潤等财務表現帶來一定影響。

2023财年，天嶽先進實作營業總收入12.51億元，同比增加199.90%；歸母淨利潤為虧損4572.05萬元，歸母扣非淨利潤為虧損1.13億元，虧損同比收窄。

公司方面表示，得益于導電型産品産能産量持續提升，産品傳遞能力增強、毛利率上升，已連續七季度保持營收增長，在2023年第三、第四季度已經實作單季盈利。

回顧曆史，2021年天嶽先進本已實作盈利，但在2022年出現虧損。公司公告解釋，當年是因為進行了産能調整，逐漸加大導電型襯底産能産量，是以導緻臨時性産能産量下降，影響到産品收入和毛利率表現。

目前碳化矽産品主要包括導電型和半絕緣型兩種類型，差别在于，通過導電型碳化矽襯底，可以制成碳化矽同質外延片，被進一步制成的功率器件多用于新能源汽車、大功率輸變電等領域；半絕緣型碳化矽襯底上制得的多是異質外延片，此後被制成的器件多用在通信領域。相比之下，導電型産品的應用市場更為廣闊。

天嶽先進方面稱，2023年加快了上海臨港工廠投産進度，原計劃臨港工廠2026年30萬片導電型襯底的産能規劃提前實作，将繼續推進第二階段産能提升規劃。在電動汽車、光伏新能源、儲能、充電樁等終端需求帶動下，産業發展進入戰略機遇期。

根據日本權威調研機構富士經濟報告測算，2023年全球導電型碳化矽襯底材料市場占有率前三的公司有1家來自中國，天嶽先進超過高意(Coherent)躍居全球第二。

其他産業鍊廠商多為同時部署了矽基和碳化矽基功率半導體相關産品，其中在2023财年，碳化矽相關細分業務先後實作規模量産或商用成為主要趨勢。

士蘭微（600460.SH）财報顯示，2023年公司主營業務收入同比上升12.28%，主要系公司IPM（智能功率）子產品、IGBT器件、PIM子產品、快恢複管、SiC器件、32位MCU等産品的營業收入增長較快。

年内公司加快推進“士蘭明镓SiC功率器件晶片生産線”項目建設。截至目前，士蘭明镓已形成月産6000片6英寸SiC MOS晶片的生産能力，預計2024年底将形成月産12000片6英寸SiC MOS晶片的生産能力。

公告指出，基于公司自主研發的II代SiC-MOSFET晶片生産的電動汽車主電機驅動子產品已認證部分客戶測試，在2024年一季度開始實作批量生産和傳遞，預計全年應用于汽車主驅的碳化矽PIM子產品銷售額将達10億元人民币。

芯聯內建（688469.SH）公告顯示，公司從2021年起投入SiC MOSFET晶片、模組封裝技術的研發和産能建設。目前用于車載主驅逆變器的SiC MOSFET器件和子產品于2023年實作量産，截至2023年12月，公司6英寸SiC MOSFET産線已實作月産出5000片以上，2024年公司還将計劃建成國内首條8英寸SiC MOSFET實驗線。

平安證券指出，随着SiC頭部廠商紛紛采取擴産，以及生産工藝、流程持續優化改善，目前SiC價格開始持續下探，在量增+價降的雙重驅動下，SiC上車速度明顯加快。

應用拓展

由于碳化矽本身具有耐高溫、耐高壓、高熱導率等原生優勢，其正越來越多被應用到新能源汽車上。尤其目前，800V快充平台正成為一種主流解決方案；此外，受綠色低碳發展趨勢所推進，碳化矽在光伏領域應用也在擴大。

目前碳化矽應用面臨的其中一大挑戰在于成本，此前特斯拉宣布将大幅減少碳化矽用量就被認為有這層考量。但有業内人士向21世紀經濟報道記者分析，目前處在産業發展初期，其單價的确偏高。但不能從單個元器件角度看碳化矽的應用，而是其将為整車帶來系統成本的顯著下降，包括續航增加、電池使用率提高等。

平安證券也認為，盡管目前SiC-MOSFET成本約為Si-IGBT的3倍，但是根據英飛淩測算，SiC-MOSFET可以減少6%～10%電力損耗，電池成本節省将超過SiC器件增加的成本，最高可以節省6%的綜合系統成本。同時，SiC優勢在800V平台中将進一步放大，以小鵬G9為例，其800V高壓SiC平台相較400V平台續航提升5%，可實作充電5分鐘續航超過200km。

這側面解釋了2023年有諸多整車廠在加速采用碳化矽器件，甚至國内供應商也與海外廠商開啟多種合作。

天嶽先進财報顯示，公司先後與英飛淩、博世簽訂了長期供應協定；此外，全球前十大功率半導體企業超過50%都是公司客戶。公司向英飛淩提供6英寸導電型襯底和晶棒，占英飛淩需求的兩位數水準，同時公司還将助力英飛淩向8英寸産品轉型。

斯達半導公告指出，2023年，公司海外新能源汽車市場取得重要進展，新增多個IGBT/SiC MOSFET主電機控制器項目定點，海外新能源汽車市場呈現快速增長趨勢。

光伏領域也是重要應用市場。平安證券指出，降本增效成為SiC功率器件在光伏領域的主要驅動力。在光伏發電應用中，使用SiC材料可将轉換效率從96%提升至99%以上，能量損耗降低50%以上，裝置循環壽命提升50倍。2021年全球光伏碳化矽功率器件市場規模為1.54億美元，預計2027年将增加至4.23億美元，2021年—2027年的複合增長率為18%。

在技術疊代方面，目前全球頭部廠商也在積極競速更大尺寸、更優良率的碳化矽産品供應。

産業間率先實作8英寸碳化矽産品量産的是全球巨頭Wolfspeed，此後英飛淩、意法半導體也在該領域快速發展。業界普遍認為，在6英寸方面，國内與海外之間的差距正在逐漸縮小。當然，6英寸和8英寸碳化矽産品在較長時間内将并存發展。

天嶽先進指出，公司已實作8英寸導電型襯底、6英寸導電型襯底、6英寸半絕緣型襯底、4英寸半絕緣襯底等産品的批量供應，主要客戶包括國内外電力電子器件、5G通信、汽車電子等領域客戶。

平安證券認為，從技術參數來看，目前國産碳化矽晶圓廠在4英寸/6英寸碳化矽襯底品質上已到國際先進水準，但整體與國際廠商仍存在5—8年技術代差，主要差距為：良率低、成本高；襯底擴徑相對落後。

華泰證券則表示，碳化矽行業有兩大趨勢：2024年襯底從國産應用到出海，國内頭部襯底廠6英寸性能比肩海外大廠，以價換量思路明确，國産襯底在海外大廠中占比提升；2024年或是8英寸元年，目前8英寸缺陷等方面向6英寸看齊，良率、長晶時間、一緻性等方面有待提升，裝置廠也回報8英寸下訂或提貨節奏明顯加快，預計8英寸今年或将實作從1到10突破。

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