电力设备及新能源行业功率半导体专题之二：SiC功率器件性能卓越，产业化在即-200302_24页__1mb

中信证券研究部：SiC功率半导体行业分析总结

核心内容

中信证券研究部对SiC（碳化硅）功率半导体行业进行了深入分析，指出SiC材料凭借其高禁带宽度、高饱和电子漂移速度、高热导率等优势，在EV（电动汽车）、轨道交通、通信及光伏等高功率场景中具备显著的替代潜力。随着SiC器件成本不断下降，其全生命周期成本优势将逐步放大，长期发展空间巨大。

主要观点

• 材料性能优势：SiC相较于Si和GaAs材料，具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电压、更高的饱和电子漂移速度和热导率，适用于高压、高频、高温等高功率应用。
• 产业化加速：SiC器件从二极管、晶体管到模块的产业化进程不断推进，其中SiC-JBS二极管和MOSFET晶体管因性能优越，成为当前应用最广泛、产业化成熟度最高的SiC功率器件。
• 下游应用广泛：SiC功率器件的下游应用包括电动汽车、快充桩、UPS电源、光伏、轨道交通、通信和航天军工等领域，其中电动车行业增长最快，预计CAGR达81.4%。
• 成本路径推演：SiC器件在2025年有望将单位成本降至与IGBT相当水平，从而实现系统成本的经济性。
• 国产企业崛起：国内企业正加速布局SiC产业链，部分企业已实现SiC器件的商业化应用，具备较强的竞争力。

关键信息

• 市场预测：2017年全球SiC器件市场规模为3.99亿美元，预计2023年将达16.44亿美元，复合增速约26.6%。
• 技术突破：SiC混合模块在降低功耗、提升效率、减少体积方面表现突出，可实现系统单位成本的优化。
• 重点推荐企业：中车时代电气（H）、比亚迪（A+H）、楚江新材、天通股份、有研新材。
• 风险因素：包括SiC下游应用不及预期、成本下降不及预期、国产企业产品研发及市场化推广缓慢。

下游应用与增长潜力

电动汽车（EV）

• 应用现状：特斯拉Model 3已采用SiC-MOSFET，预计功率半导体价值量约为850美元，单位电流成本约1.63美元。
• 前景：电动车行业增长迅速，SiC器件在提升续航、降低能耗方面具有明显优势。

轨道交通

• 能效提升：SiC器件可将功率损耗从5-6%降低至2-3%，减少冷却系统体积，提升能效。
• 应用情况：日本厂商在轨道交通市场渗透较深，混合SiC产品逐步向全SiC过渡。

通信

• 优势：SiC-MOSFET的高频特性可降低电源系统中的磁性单元体积与重量，SiC-JBS的零反向恢复时间特性可大幅降低开关损耗。
• 应用现状：通信电源主要由可控PFC、逆变和整流组成，SiC器件在其中具有重要地位。

光伏

• 效率提升：SiC光伏逆变器效率可达99%以上，能量转换损耗降低50%以上，有助于提升整体系统效率。
• 成本影响：尽管目前SiC器件成本较高，但随着技术进步和成本下降，其在光伏领域的应用前景广阔。

投资策略

• 全球视角：海外龙头起步较早，具备先发与协同优势，建议关注国内具备产业化能力的优质企业。
• 重点推荐：
  • 中车时代电气（H）：国内轨道交通电气系统龙头，SiC产品覆盖多个电压等级，盈利预测显示未来增长可期。
  • 比亚迪（A+H）：新能源汽车领域领军企业，已实现SiC模块的自主研发和批量应用，具有较强的技术与市场优势。
  • 楚江新材：专注新材料研发，具备SiC单晶生长及器件制造能力，盈利预测显示其未来成长性良好。
  • 天通股份：在SiC材料及器件领域有较强技术积累，给予35倍PE估值。
  • 有研新材：具备第三代半导体材料研发能力，未来有望实现产业化突破。

重点公司盈利预测与估值

总结

SiC功率半导体材料凭借其优越的物理性能，正在加速在高功率场景中的应用。随着成本下降，其在电动汽车、轨道交通、通信和光伏等领域的替代潜力逐步显现，全生命周期成本优势显著。中信证券建议投资者关注SiC产业链各环节的国内优质企业，重点推荐中车时代电气、比亚迪、楚江新材，同时关注天通股份和有研新材等潜在标的。