器件|半导体行业深度研究报告( 九 ) 世界500强|中国移动|5g+|5g|芯片

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外延片市场主要被IDM公司主导，如三菱、英飞凌和意法半导体。在国内纯粹做外延片的有瀚天天成和东莞天域，均可供应4-6英寸外延片，中电科13所、55所亦均有内部供应的外延片生产部门。器件方面，意法半导体、安森美、英飞凌和罗姆都是重要供应商，华润微的国内首条6寸商用SiC产线已经正式量产，三安光电拟投资160亿元的碳化硅全产业链布局的湖南子公司也于2020年开工。由于碳化硅器件的成本结构导致全产业链的优势，我们看到器件公司逐步布局上游材料，如意法半导体在2020年2月份以1.4亿美元现金收购了瑞典SiC晶圆制造商Norstel，Norstel生产6英寸SiC衬底和外延晶圆。

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在碳化硅产业链各个环节，国内领先水平与国际领先水平仍有一定差距，但是工艺水平和发展状况的差距远小于相比硅半导体。

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需求增长，全球供需即将失衡

特斯拉Model3逆变器集成意法半导体的SiC MOSFET的功率模块，该主逆变器需要24个电源模块。另外假如OBC、DCDC转换器、快充电桩等都使用SiC的话，每台特斯拉约消耗0.5片6英寸碳化硅衬底。

2020年特斯拉全年共交付新车49.96万辆，同比增长35.87%。如果2022年特斯拉车型全部采用碳化硅，交付量达到100万辆的话，那么仅特斯拉一年就将消耗掉50万片晶圆产量。目前全球碳化硅衬底产能为40-60万片。因此电动车的快速发展或将造成碳化硅衬底短时间的失衡。

在此背景下，全球加大碳化硅衬底投资：2020年Cree计划投资10亿美元用于碳化硅产能扩充，这次产能扩大在2024年全部完工后，将带来碳化硅晶圆制造产能的30倍增长和碳化硅材料生产的30倍增长，以满足2024年之前的预期市场增长。罗姆公司也宣布2024财年碳化硅生产能力相比2019财年提升5倍以上。

国际企业通过提前锁定衬底产能保证未来供应。如Cree与英飞凌、意法半导体等欧美主要碳化硅下游企业签订长期供货协议，公司四分之三的材料业务都签订了长期协议。

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Cree:宽禁带化合物半导体的引领者

Cree是碳化硅领域的绝对领先者。其在导电型碳化硅衬底的市场占有率约60%，车载领域市占率超过80%，公司在SiC基板领域研发超过35年，主要技术来源实际是北卡莱罗纳大学，1991年即发布世界上第一个商业SiC晶片。

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国内衬底技术与Cree存在差距。目前国内长晶炉效率不到Cree的五分之一。Cree在车载领域市占率超过80%，而车规级SiC MOSFET单价达到7~10美元/颗，而工业级碳化硅二极管产品单价是几毛到几块钱不等。公司2020年旗下Wolfspeed实现营收约4.7亿美元左右，公司预计2025年实现营收15亿美元，实现毛利率50%。

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而在GaN上，Cree也积极布局。2018年，Cree以3.45亿欧元的对价收购英飞凌的射频部门，其中包括位于加利福尼亚州摩根希尔的LDMOS和GaN技术工厂。在宣布的10亿美元扩产中，GaN的外延（onSiC）和器件制造也包含其中。Cree在宽禁带半导体上的技术、应用、资产和市场上有三十多年积累，2019年剥离照明部门之后专注于宽禁带化合物半导体，是我们在此领域建议关注的重点公司。