深度报告-20201231-国金证券-半导体行业研究_新能源车快速发展_碳化硅迎来发展良机_22页_2mb

半导体行业研究：碳化硅技术与新能源车应用

核心内容

碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料，凭借其优异的物理性能，正在成为新能源汽车、光伏、轨道交通等领域的重要技术支撑。其宽禁带特性使其在高温、高频及大功率应用中表现突出，具备降低能耗、减小体积、提升性能等优势。随着技术进步与产能释放，SiC成本有望显著下降，推动其在多个领域的广泛应用。

主要观点

1. 碳化硅性能优势显著

• 性能优越：SiC具有宽禁带、高击穿电场、高热导率及高电子饱和速率，更适合高温、高频、大功率器件。
• 效率提升：SiC MOSFET在导通损耗和开关损耗方面优于传统Si IGBT，适用于600V以上电压等级，能有效提升系统效率。
• 应用广泛：SiC主要应用于新能源汽车、光伏、工业电源等，其中新能源汽车是其最大增长动力。

2. 新能源汽车推动SiC需求增长

• Model 3与比亚迪汉引领应用：Model 3率先采用SiC MOSFET，比亚迪汉也采用SiC模块，提升加速性能、功率和续航能力。
• 市场增长预期：2025年全球新能源汽车销量预计达1100万辆，中国占50%。SiC器件单车价值量增加，且应用范围不断扩大。
• SiC在新能源车中的价值：48V轻混车型增加约90美元功率半导体成本，而电动汽车或混动则增加330美元以上，采用SiC后价值量进一步提升。

3. SiC成本有望大幅下降

• 晶片尺寸扩大：6英寸SiC晶片将成为主流，提升芯片利用率和生产效率，从而降低生产成本。
• 价格趋势：2018-2020年SiC产品价格平稳，预计2021年保持稳定，2025年价格将降至当前的1/5~1/4。

4. 国际巨头主导市场，国内企业快速追赶

• 国际企业优势：美国Cree占据全球SiC晶片市场45%，欧洲和日本企业也在SiC领域具有较强竞争力。
• 国内发展迅速：天科合达、山东天岳等企业已实现6英寸SiC衬底量产，预计2025年中国SiC晶片全球占比将提升至16%。

5. 多领域应用前景广阔

• 光伏逆变器：预计2025年SiC渗透率将提升至50%，显著提高转换效率，降低能量损耗。
• 轨道交通：2030年SiC渗透率预计达30%，在牵引变流器等关键部件中发挥节能与轻量化优势。

关键信息

• 市场数据：国金半导体指数为5856，沪深300指数为5114，显示半导体行业具备一定增长潜力。
• 投资建议：推荐关注科锐（Cree）、意法半导体（STMicro）、英飞凌（Infineon）、斯达半导、三安光电等企业。
• 风险提示：SiC成本居高不下、技术难度大、市场渗透率不达预期、产能过剩等风险。

技术与市场趋势

• 技术发展：SiC晶片向大尺寸发展，6英寸晶片将成为主流，未来8英寸晶片可能实现产业化。
• 应用拓展：SiC在新能源汽车、光伏、轨道交通等领域的渗透率将持续提升，推动市场快速增长。
• 成本下降：随着产能释放和制造技术进步，SiC器件成本将显著下降，提升其在终端市场的竞争力。

行业前景

• 市场规模预测：2027年全球SiC功率器件市场规模将超过100亿美元，其中SiC MOSFET将成为最畅销的分立器件。
• 国产替代空间：随着国内SiC产业链逐步完善，国产替代进程加快，未来在新能源汽车、光伏等领域有望实现更大突破。

投资策略

• 关注重点企业：推荐关注具备SiC技术优势与产业布局的国内外企业。
• 把握行业趋势：SiC在新能源汽车、光伏、轨道交通等领域的应用将带来显著增长机会。
• 注意风险控制：需关注SiC技术成熟度、成本下降速度及市场渗透率等关键因素。

总结

碳化硅作为第三代半导体材料，因其优异的性能在新能源汽车、光伏、轨道交通等领域展现出巨大潜力。随着技术进步和产能释放，SiC成本有望大幅下降，推动其在更多场景中的应用。尽管当前国际巨头占据主导地位，但国内企业在SiC晶片、外延片、模块等环节快速布局，市场占有率持续提升。未来，SiC在新能源汽车中的应用将成为主要增长点，同时在光伏、轨道交通等领域也有望实现快速渗透。