东方财富证券：功率器件皇冠上的明珠，SiC行业进入黄金期
【本文来自持牌证券机构，不代表平台观点，请独立判断和决策】①SiC期间具有耐高温、易散热、低损耗、可实现更高的工作频率等特点，因此在高频率开关、650V-3.3kV高压场景下更具有应用前景。②在光伏和新能源车推动下，SiC行业进入风口期，预计2020-2025年中国SiC、GaN电力电子器件市场规模CAGR为45%，其中2025年光伏逆变器中SiC器件占比将提升至50%。③SiC晶圆制造难度较大，全球SiC晶圆供给紧张，美国在SiC晶圆市占率较高，但国内企业也在加速布局，全产业链企业将具备更大优势。【本文来自持牌证券机构，不代表平台观点，请独立判断和决策】东方财富证券指出，SiC材料适用于高压、高频场景，在新能源和光伏推动下，行业进入风口期。1）SiC高性能材料，适用于高压、高频场景与Si相比，SiC禁带宽度更大，热导率、击穿电厂强度更高，在高压高频等应用场景具有优势。与SI器件相比，SiC器件的特性有：①耐高温，SiC器件的极限工作温度为600℃以上，Si器件不能超过300℃。②易散热，SiC材料的热导率是Si的2-3倍，因此SiC器件对散热设计的要求更低。③低损耗，相同规格下，SiCMOS的总能量损耗较SiIGBT降低70%。④可实现更高的工作频率。因此SiC器件适用于高频率开关、650V-3.3kV高压场景。目前制约SiC大规模应用的因素是价格，预计随着上游衬底产能逐步释放，良率提高，价格或将逐步降低。2）SiC市场进入风口期根据Yole数据，全球SiC功率器件市场规模将从2019年的5.4亿美元增加至2025年的25.6亿美元，CAGR为30%。根据CASAResearch数据，2020-2025年中国SiC、GaN电力电子器件市场规模CAGR为45%，新能源汽车和光伏储能是SiC功率器件增长的主要推动力。补能焦虑是新能源汽车阿喀琉斯之踵，汽车800V高压平台技术逐渐冒尖，使用SiC的新能源汽车系统成本或与使用Si器件成本相差不大，因此汽车高压平台涌现促进SiC器件渗透率提升。此外SiC器件能够促进能源高效转换，在光伏储能领域也起着至关重要作用，CASA预计至2025年光伏逆变器中SiC器件占比将提升至50%。3）产能扩张+衬底尺寸扩大是未来的趋势SiC晶圆制造难度较大，全球SiC晶圆供给紧张，美国在SiC晶圆市占率较高，主因发达国家较早布局SiC晶圆片。各国纷纷布局SiC产业，通过产能扩张和扩大衬底尺寸缓解产能紧平衡的状态，中国也在加大投资力度缩小与国外差距。中国与全球在SiC产业的差距表现有：①衬底：目前全球SiC衬底从6吋向8吋逐渐演变，中国SiC商业化衬底以4吋为主，正在逐步向6吋过渡。②外延：全球6吋SiC外延已商业化，且研制出8吋产品，而国内基本实现4-6吋外延供给。③器件：全球SiC器件电流和电压设计大于中国。全球量产SiC二极管电压分布在600V-3300V，电流覆盖2A-100A，SiC晶体管量产产品击穿电压主要分布在650V-1700V，导通电流超过100A，推出的SiCMOS最高导通电流和击穿电压分别为140A和6500V。而中国二极管覆盖电压为650V-1700V，电流达到50A，SiCMOS电压覆盖650V、1200V和1700V。4）SiC行业技术壁垒较高SiC衬底成本在SiC器件制造成本中占比较高，目前PVT为主流晶体生长法，工艺难点包括①生长环境苛刻，黑匣子操作难以控制；②生长速度慢，晶体尺寸扩大难；③SiC存在加工困难、制造效率低、制造成本高等问题。在器件制造过程中，主要挑战在于设备和工艺以及材料的选择和供应。来源：东方财富证券