全球第三代半导体 半导体行业报告.docx

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1、全球第三代半导体半导体行业报告域,随着成本持续下降,碳化硅器件与硅基器件价差逐步缩小,加速 进入新能源汽车供应链；碳化硅材料性能优越，能够高效管理热量累 积、提升太阳能转换效率，有望加速渗透光伏市场;碳化硅器件具有 大功率、高效率的性能优势，应用于铁路和电幅区动器，有望打开轨 交市场；受5G基础设施建设推动，射频功放器件市场呈现高速增 长态势，碳化硅衬底市场前景广阔。图12:全球碳化硅电力电子市场规模（百万美元）图13:全球碳化硅下游应用领域（2020年）数据来源：Yolc,东吴证券研究所数据来源：Yolc,东吴证券研究所2.1. 电动车新能源汽车销量及渗透率快速提升,是碳化硅市场的重要驱动

2、力。能源安全、双碳、工业自主三大诉求叠加，新能源汽车迎来市 场驱动拐点，进入非线性增长新阶段。据中汽协和乘联会数据，2021 全年新能源汽车累计销售352.1万辆，同比增长158% ,渗透率达 14.8% ,较2020年提升9 pcto展望2022年，据中科院院士欧阳 明高预测，新能源汽车全年销量有望达到500万辆,市场渗透率超 过20%。新能源汽车作为碳化硅的重要应用终端，拉动市场规模快 速增长。碳化硅优越特性加持，伴随价格进一步下降，有望加速渗 透新能源车产业链。碳化硅材料耐高频、易散热、高电流密度、低功 率损耗，能够解决新能源汽车轻量化、续航里程、高电平要求等需求痛点，目前主要用于主逆变

3、器，搭载碳化硅功率模块，部分用于OBC 和DC/DC ,搭载单管器件。此前影响碳化硅器件放量的主要约束为 成本经济性问题，现今随着晶圆生产制造成本下行、与硅基器件价差 持续缩小，同时若考虑散热系统成本节约、空间节约、电驱系统性能提升和整车价值跃升等附加价值，碳化硅器件已具有一定竞争优势。困14:中国新能源车销量及增速ffl 15:破化硅在新能源车中不同环节的应用数据表源：罗姆公司，5车金年报，东笑证季研完所自特斯拉Model 3首次使用碳化硅以来，碳化硅越来越受到新能源汽车市场青睐。特斯拉在2018年发布的Model 3首次采用了意法半导体供应的碳化硅MOSFET器件,被视为碳化硅上车的风向标

4、 事件。随后，比亚迪、吉利、现代、广汽、小鹏等车企都发布了搭载800V高电压平台的车型,部分车企已经将量产时点定在2022年。 国内2020年发布的比亚迪汉纯电动高性能四驱版成为国内首款采 用自研碳化硅模块的车型，功率密度提升了一倍。通用、丰田、一汽 等亦提出了采用碳化硅产品的规划。随着碳化硅器件持续降本，更多车型有望使用碳化硅。 碳化硅市场规模测算：随着新能源车销量增长，以及碳化硅在各品牌 车中的渗透率提升，碳化硅市场呈现快速增长。仅考虑中国新能源车 市场,预计从2020的14.6亿元增长到2024年的164.7亿元， 年均复合增长率达83.2%。,4UM !. Sin &：.4BCA44I

5、CC图16:碳化理应用于折能源车的优势数据来游：英飞波.东吴证券研究所图17:搭截碳化建的新能源车型机理数据来源：各公司公告，东吴证券研究所图18：中国新能源车碳化硅市场规模测算（百万人民币）*中：IS41KOno11%12%/f/ZwS9loonoz/fin/fim国户*等力（CR6）U4480100Hl12%i$%14%88208290MO64159153%51%137352$503:91%92X93%小98%比昼造2W22W35、40%国户针力5%10%IS%25*35%传他gIS3%地10%SK尊奉输（人瓦布允6* $.5,189 4.126顷？ 3,275 6.440 。皿&4881

6、2. 352SK羊*价小（人K帝也】1.*9)865S04?48SIC3*村埼外横 U2$461,0?)l012, 059SK*价便人氏币也）i.m m 865 to?481825461.0?31.012. 059中03*此月各SICE件市绮妃慎（G万人氏市）1.4564. 367. 58712. IOS16.469中国*俭号-iqsiCB件*均埒之200%97%4n29%数据来源：比亚迪、特斯拉、蔚来等年报，中汽协，各公司公告，东吴证券研究所测算2.2.光伏全球光伏新增装机容量持续上升，碳化硅应用市场空间广阔。随 着光伏投资成本的下降及发电效率的提升，近年来光伏发电呈高速发 展态势，2011

7、至2020年装机容量复合增长率达到28.9%。根据 国际能源署（IEA ）数据显示，2020年全球光伏累计装机容量达到 760.4GW，占全球新增发电装机的三分之一。据IEA预估,2021年 全球光伏装机容量新增156.1GW，为达到2050年净零排放,2020 年-2030年的全球太阳能光伏年均增量须达到422GW。碳化硅主 要应用于光伏逆变器，可提升转换效率、降低系统成本,有望高速渗 透光伏市场。基于硅基器件的传统逆变器成本虽较低（仅占系统10%左右),却是系统能量损耗的主要来源之一。而碳化硅材料的击穿电 压是传统硅的十倍以上,同时具有更高的热导率、更低的导通电阻、 栅极电荷，能够承受更高

8、的电压和电流，同时保留了低压硅器件的开 关频率优势,确保高转换效率,实现双赢。数据显示,在光伏逆变器 中使用碳化硅功率器件可使转换效率从96%提升至99%以上，能量 损耗降低50%以上，大幅提高设备循环寿命，降低生产成本。据 CASA预测，到2048年，光伏逆变器中碳化硅功率器件占比可达 85%O图19:全球光伏新增装机量及增速数据来源：IEA.东英证券研究所图20：或化涯应用于光伏领域的优势数据来恐：天科合达招股书，阳光电源、东美证苏研究所经我们测算，碳化硅在光伏领域应用潜在成长空间较大。碳化硅在光 伏领域中主要应用于组串式光伏逆变器和集中式光伏逆变器。我们参 考CIIA光伏逆变器中的组串式

9、和集中式的占比、CASA预测的碳化 硅在光伏逆变器的渗透率,测算全球光伏领域碳化硅市场规模，2025 年有望达到75.4亿人民币。图21:全球光伏用碳化硅市场规模测算(2020-2025E)数据来源：前瞻产业研究院，东吴证券研究所测算2.3.轨交牵引变流器是机车大功率交流传动系统的核心装备，碳化硅器 件由于具有高温、高频和低损耗特性，能够降低牵引变流器综合能耗, 提升系统的整体效能，符合轨道交通大容量、轻量化和节能的应用需 求。据西门子为期一年的碳化硅技术测试成果,碳化硅电车在操作过 程中噪音水平较低，且能源消耗减少约10% ；经装车试验测试，中 车株洲所与深圳地铁集团联合研发的地铁列车全碳化

10、硅牵引逆变器 在节能化方面表现优异，同比硅基IGBT牵引逆变器的综合能耗降低 10%以上，中低速段噪声下降5分贝以上，温升降低4CTC以上。碳 化硅在轨道交通已有大量应用案例。截至2021年12月，国内已 有至少8条列车线路采用了碳化硅技术，日本、欧洲的轨交牵引系 统也大面积采用了碳化硅，仅2021年下半年,日本推出了搭载碳 化硅车载设备、主电路设备的E131 Series 500系列列车；搭载碳 化硅牵引变流器的德国慕尼黑Avenio有轨电车已通过测试，正式 投入使用敏洲PINTA项目将重点在双系统有轨电车中使用碳化硅, 有望在整个欧洲推广。此外，碳化硅逐步进入高铁领域，如日本 N700S新

11、干线、西门子Velaro列车已引入碳化硅;2019年底， Cree与ABB宣布达成合作，助力Wolfspeed进入高铁等市场。 节能、高效助推碳化硅渗透，政策环境积极助力。根据中国城市轨道 交通协会的数据，如果全国城轨全面采用碳化硅，仅2019年就可节 省15.26亿度电，节省的电量足够整个北京的轨道交通使用。碳化 硅渗透轨道交通得到政策支持，2021年8月，交通运输部提出和发布的预期成果包括：形成碳化硅器件应用技术路线及电力电子变压 器应用技术路线；通过3-5年时间，在动车和城轨牵引系统中完成 碳化硅MOSFET装车应用。据我们测算，仅在轨交牵引变流器领 域，2025年全球碳化硅器件市场规模

12、将达到33.8亿元，5年 CAGR为29.2% ;到2025年，中国轨交牵引系统碳化硅器件市场规模将达到11.3亿元，5年CAGR为29.5%。图22:碳化硅在轨交领域的应用数据来源：第三代半导体风向、东笑证券研究所20HE2WI2KM2O24B2O2SI I147. S1S2.2157.1U2.I167.2m.s49.551.0M. J56.161minIM9.412.11S.I24.226.13kB个*卓|系晚化(CJt)3.14.1S.24.1S.S11.)图23:轨交牵引变流常领域碳化碇市场规模测算数据表源：智研咨询，东笑证弟研完所2.4. 充电桩我国充电基础设施产业持续高速增长，碳化

13、硅应用前景广阔。中 国充电桩市场规模在2015年至2020年总体呈增长趋势，由 2015年的12.5亿元增长到2020年的65.3亿元,CAGR达到 39.2%。根据中国充电联盟统计数据，截至2021年12月，全国充 电基础设施保有量达261.7万台,联盟内成员单位总计上报公共类 充电桩114.7万台，同比增长56.4%，其中直流充电桩47.0万台, 同比增长52.1%。碳化硅主要应用于直流充电桩中，其高功率能够提 升充电效率、缩短充电时间,有望实现加速渗透。2016年至2020 年中国新能源车桩比逐步改善，碳化硅在充电桩的市场规模预计随新 能源车增长快速放量。根据中国充电联盟和公安部统计数据

14、，初步计 算我国车桩比从2016年的4.27下降到了 2021年的3.00。根据国务院发布的2030年前碳达峰行动方案指引和工信部的规划， 预计到2025年我国车桩比应在2:1到3:1之间，到2030年接 近1:1的合理值。新能源汽车作为运输工具低碳转型的重要推动力， 即将进入快速发展期，与之相匹配的公共基础配套设施充电桩也将随之迎来广阔的市场前景，带动碳化硅市场空间持续扩容。图24:中国充电槌市场规模及增速敬据来源：头豹研完院，东关证券矫完所图25:新能源牟、充电槌保有量及车桩比数据来源：中国电幼汽车充电基础设施促进联盟，公安 部.东吴证苏研完所碳化硅在大功率充电领域具备较强的竞争优势,渗透

15、率有望进一步提 升。充电桩行业发展主要围绕着大功率直流快充进行，充电模块是构 建高功率充电基础设施的核心部分。相较于硅基功率器件，使用碳化 硅功率器件可以实现高功率密度、超小体积，同时能够支持快速充电, 因此可以实现充电模块的高效化和高功率化，进而实现充电速度的提 升和充电成本的降低。参考泰科天润提供的一款基于碳化硅的直流快 速充电桩，输出功率为60kw ,其体积比同样输出功率的硅基充电桩 小30-35%左右，因而能够通过散热性能和所占空间节省成本。根据 CASA的测算,2019年碳化硅在直流充电桩的充电模块渗透率约 10% ,预期未来随着成本的降低，渗透率将进一步提升。根据我们 测算，202

16、5年我国应用于直流充电桩的碳化硅功率器件市场规模将 达至U 27.1 亿元,2020-2025 年 CAGR 为 72.7%。图26:充电桩碳化硅市场规模测算（2020-2025E）201920201 26212O22E2O23E2024E2O25E中国新能源汽奉保有量（万俯）3814927841291199728413768中国新能源泠奉倘量硬浏（万料）111292507705844927饼能源冗车车槌比2.93.02.62.32.01.8中闵新能通汽亢电桩et量 万台）121.9168. 1261.7489.8860.71391.62097.6公其克电槌占比42. 3%48. 0%43.

17、8%45.0%45. 0%45.0%45. M宣直充电桩占公其充电桩.化41.7%38. 3%41.0%42%42%42%42%公共无电植数登 万G）51.680.7114.7220.4387.3626.2943.9公关尤电桩增量 万台）29.134.0105.7166.9238.9317.7R就充电桩数量（万台）21.530.947.092.6162.7263.0396.4互渔充电帷增量 MUICtmiILIMtmujIltMniK.4M52，W以4MM9，”UI imIMKIItTKInn i nix iINIW3 mimmIMMSMtMMlmmHe m194Mw城&l1.1l. 91.4

18、rw，HM ) M tt 3MtlXnt14.1itsX，tM l.f图28:中国5G射颇领域碳化硅市场规模测算数据来源：工信部，前疏经济学人，东笑证弟研完所3. 供给端:技术壁垒及中国产业链3.1. 生产工艺及壁垒碳化硅生产流程主要涉及以下过程：1）单晶生长，以高纯硅粉 和高纯碳粉作为原材料形成碳化硅晶体；2 ）衬底环节，碳化硅晶体 经过切割、研磨、抛光、清洗等工序加工形成单晶薄片，也即半导体 衬底材料；3 ）外延片环节,通常使用化学气相沉积（CVD ）方法, 在晶片上淀积一层单晶形成外延片；4 ）晶圆加工，通过光刻、沉积、 离子注入和金属钝化等前段工艺加工形成的碳化硅晶圆，经后段工艺 可制

19、成碳化硅芯片；5）器件制造与封装测试，所制造的电子电力器 件及模组可通过验证进入应用环节。碳化硅产品从生产到应用的全 流程历时较长。以碳化硅功率器件为例，从单晶生长到形成衬底需耗时1个月，从外延生长到晶圆前后段加工完成需耗时6-12个月， 从器件制造再到上车验证更需1-2年时间。对于碳化硅功率器件 IDM厂商而言，从工业设计、应用等环节转化为收入增长的周期非 常之长，汽车行业一般需要4-5年。图29:碳化硅生产全流程数据来源：宽禁带半导体技术创新联盟、新材料，东吴证券研究所就技术路线而言，碳化硅的单晶生产方式主要有物理气相传输法 (PVTX高温气相化学沉积法(HT-CVD 液相法(LPE )等

20、方法， 目前商用碳化硅单晶生长主流方法为相对成熟的PVT法。1 ) PVT 法通过感应加热的方式在2300C以上高温、接近真空的低压下加热 碳化硅粉料，使其升华产生包含Si原子、Si2C分子、SiC2分子等 气相物质，通过固气反应产生碳化硅单晶反应源；在温度梯度的驱 动下，这些气相物质被输运到温度较低的碳化硅籽晶上形成碳化硅晶 体。整个固-气-固反应过程都处于一个完整且密闭的生长腔室内,任 意生长条件的波动将导致整个单晶生长系统的变化,且由于200多 种碳化硅的同质异构晶型之间能量转化势垒极低，导致PVT法下生 长系统稳定性不佳、晶体生长效率低、易产生标晶型杂乱以及各种结 晶缺陷等严重质量问题

21、，进一步导致碳化硅材料成本高昂。2 )目录1. Wolfspeed :全球第三代半导体龙头31.1. 发展历史及主营产品31.2. 股权结构及瓣层41.3. 财务梳理6需求端:碳化硅市场空间及发展节奏81.4. 电动车101.5. 阳犬121.6. 轨交141.7. 充电桩151.8. 射频17供给端:技术壁垒及中国产业链181.9. 生产工艺及壁垒181.10. 供应链产能睡22海内外对标:国产厂商的成长路径251.11. 国产现状:剧示澎卜差距较大251.12. 关键问题探讨30风险提示36HT-CVD法起步较晚，其原理是在1500-2200C的高温下，通入硅 烷、乙烷、氢气等高纯气体，先

22、在温度较高的裂解反应区形成SixCy 的前驱物，再经由气体的带动下进入较低温的籽晶端前沉积形成单晶。 因为特气纯度高、杂质含量低，因此HT-CVD法能够制备高纯度、 高质量的半绝缘碳化硅晶体；其原料可持续添加、参数可调整,具有 产品多样性等优势。但由于设备昂贵、高纯气体价格不菲,该方法商 业化慢于PVT法。3 )LPE法则类似硅晶制备的提拉法，使用长晶 炉结构，碳化硅籽晶固定在籽晶杆前端，石墨t甘埸里装填硅原料以及 少量的掺杂物，加热至硅的瘩点以上(1500-1700C 将硅熔化后， 加入如过渡金属元素等助熔剂,在硅的熔体中熔解碳，然后在液相外 延通过籽晶向上提拉，借由缓慢降温使溶液过饱和后在

23、籽晶前端生长 出碳化硅单晶。LPE法虽目前尚未成熟，但优势显著，可以大幅降 低生产温度、提升生产速度，且在此方法下熔体本身更易扩型,晶体 质量亦大为提高,因而被认为是碳化硅材料走向低成本的较好路径, 有积极的发展空间。图30:碳化硅晶体生产工艺比较数据来源：行家说，Snow Intelligence,上海大革智能科技有限公司，东吴证券研究所PVTHT-CVDLPE1品型4H A 6H411 1 6H411 1 611生长湛度(1)2200-25002200460-1800生长(na/h )0. 2-0. 40. 3-1. 00. 5-2优点反就熟成雷用可持也的原村 可调堑系供 一体化心其似捉4

24、1法半他埠体制 *.4度安限 没有一体化议&速率和婕陷拉新金属亲度.残溶液 成的溶解度有限主宾厂家Voirspeed/rs/ IV t. I5*4心VtTlT*rT*3T*TVVV.40以上尺寸。smu/ tt久金乞：e4 虬尸】4gV*/4 k1上4$原25年221*2022 4-yr、.)0小/VV20244VV.2SH182019l2flV. A.44，氧4万Ngs回平VV V2, 2，、.Q.*/JA.JUen201泠*/0. 8 8书*au/V620114VV、K.A.).bK A.KAI与JUO万人/劣3.122I*V-55VK. 二是光玄长夕ItOU卢:加，用泌41/、.13.甩

25、套子54.7M-V.u I *r IM.)时3皿tsw皿I. A.，冬43珀，伴客户”9. .rw 个府何，场，”客。ItM*-.:)*11 flKFHW，化”堆WW-DWIS-，鼻44%晚稽奉WE .3H2022# 必MS顿峻N.A.嫉秀IS万只横峻.2W5JL4fXK-yy. nriT0O/|J(NMiW. UWI. A.*114-mg-KkKl.Fablea*於2.H2021*4乞H址曜U1E”屹力,3Fables*J 月*。入4牝jc电厦、aat 4-5,if65(rr.Uu|K2IQI*Oy数据来源：Wind.东笑证弟研完所国内龙头与海外龙头的同尺寸产品在技术参数上仍有差距。虽然国产

26、 厂商已经具备一定的生产能力，但仍存在单晶性能一致性差、成品率 低、成本高等问题，产能较低。海内外龙头产能差距较大，仍需较长 时间追赶。根据天岳先进招股书，公司在2021年16月碳化硅衬 底产能2.8万片;天岳先进目前在上海临港新建工厂，预计2022年 试生产,2026年达产30万片。天科合达在2020年Q1产能约 5000片（等效6英寸）；目前于北京大兴在建的新工厂预计2022 年初投产，产能可达12万片。2019年，Wolfspeed宣布未来5年 投资10亿美元用于扩大碳化硅产能，将在纽约州建立新工厂及扩 建现有工厂；2021年投资者日，公司宣布当前碳化硅衬底的总产能 为16.7万平方英尺

27、,约合85万片每年（等效6英寸），未来两年 将逐步扩张产能至24.2万平方英尺，约合123万片每年（等效6 英寸X图40:海内外龙头产品对比（衬底质量）4矣寸率此缘型硬化建村每.6英寸率危麻型硬化建村A.卢界姓忱VolTspeedtolfipeedAft100.0. /0. too. 0. 0/-0. J100. 0m 0.5ai ISO. Cu i 0. 2$bo150.0m t 0.2mI50.0m0. Of傲管富度 1*-2Sc*-2 0. 5k2 2$5!而枳5（面女）不兄许本允许$% (tr本允许不丸许电4率苑GBX , I/6Q c1 - 10*80 - co) IOA9Q !0A

28、6n c1 10A8Q c1 10*90 - co化l5paIOpi5pn10hb4mb2S|15|ia25pi 30|i超的度45|i3Sya30m40ys40|40mbh 0. 2naR . 2naRa0. 2mRa 0. 2molfspce4大史逮大科会还Volf speed大乞燃天的含14AS100. Om 0. t/-0. 5150.0m t 0.215Q0m0. 0/-0.5mkA-2 !*-： W21 0. 5c*-2 MF多欠而供（而由）不尢许不允许(面50不允许不允许也供奉危四。小528。 cfl0. 015-A. 02SQ ca.015-0.02$Q 80.0IS-0. 0

29、2SU CB.015-0.02$n 80.01f 02SC) ca化 U10hb10|5m垣物度45ha3$|040mbJ0.40mR 0. 2noRa0. 2nRa0.2naRa 0. 2m数据来源：天岳先进招股说明书，天科合达官网，东吴证券研究所国内龙头天岳先进客户集中度较高，与主要客户合作时间较长，合作 关系的稳定性及可持续性良好。天岳先进2018-2020年向前五名客 户合计销售金额占当期销售总额的比例分别为80.15%、82.94%、 89.45% ,客户集中度较高。天岳先进与客户B于2014年建立合作 关系，双方于2019年签订了销售框架协议，客户B开始向天岳先 进批量采购，202

30、0年客户B成为天岳先进的第二大客户。2021年 双方签订了全年上万片的采购框架协议。天岳先进的下游领域均具有 广阔前景，同时，天岳先进与大客户均达成稳定良好的战略合作关系, 与重要客户均有长期合作的意愿，未来的业务合作量有望持续增长。 天科合达客户集中度相对分散。海外龙头Wolfspeed的2021财 报显示,其当年前三大客户分别为意法半导体、艾睿电子和住友电气 工业株式会社，此外没有单一客户占营业收入超过10%。类似地， 天科合达2020年1-3月主要客户为客户B、客户D （合计占营业 收入的21%）,三安集成、客户A以及广西梧州星亿系公司,此外 没有单一客户占营业收入超过10%。海内外龙头

31、研发经费相差数十 倍，国内产业拓展任重而道远。海外龙头Wolfspeed技术团队经过 数十年发展已经形成完整的碳化硅产业链，且与下游企业深度合作。 2020年6月与宇通集团签订战略合作协议，2021年10月与通用汽车签订战略合作协议。图42:海内外龙头研发水平对比图42:海内外龙头研发水平对比图41:海内外龙头客户对比小I数据来源：天岳先进（2020年）、夭科合达（2020年1-3 月）招股书，Wolfspccd公告（2021年），东吴证券研究所敏据来源：备公司公告，东关证弟研究所；注：天科合 达斯发费用数据为2019年，专利数据为2020年I -3月. 其余公司全部数据为2020年图43:国

32、内外技术水平差距AV r 帆4工 iA M HAHllihiilh数据来源：产业链访谈（纵轴代表水平得分），东吴证券研究所数据来源：产业链访谈（纵轴代表水平得分），东吴证券研究所图45:国内龙头大力扩产、投研发数据来源：备公司招股书，东关证弟研究所9Mt整体看，行业需求快速增长及半导体国产化浪潮为国产供应链带来机 遇。碳化硅供需趋紧.2021年，仅特斯拉一家需求便可消化近50万 片6寸衬底产能，国产缺货带来导入机会。国产碳化硅厂商积极扩 产、投研发，随着技术发展不断成熟，验证进展推进，未来有望实现 放量。图44：碳化硅供需处紧带来国产化机遇数据来源：特斯拉官方微磐，Munro & Associ

33、ates. GaN世wolfspccd公告，东吴证弟研究所测算竞争要素：优先导入供应链，上车验证。碳化硅器件十分重视工艺，需要不断循环迭代验证，优先导入供应链对于获取份额具有重要意义。1. Wolfspeed :全球第三代半导体龙头Cree成立于1987年，于1993在纳斯达克上市，原是集 LED外延、芯片、封装、LED照明解决方案、化合物半导体材料、 功率器件和射频于一体的著名制造商和行业领先者，现更名为 Wolfspeed ,专注于碳化硅和氮化镣材料、功率和射频应用的设备， 是目前全球最大的碳化硅功率器件供应商。1.1. 发展历史及主营产品Wolfspeed原为Cree主莒第三代化合物半导

34、体业务的部门。 公司技术最初商业化应用于LED市场致力于推动LED照明变革。 自2017年，公司开始战略性转型，将发展重心转移至Wolfspeed 部门，并于次年宣布将创建一家更加集中的强大半导体公司，为 Wolfspeed、其核心功率和射频业务提供发展基金。2018年3月， 公司宣布收购英飞凌的射频功率业务,稳固了 Wolfspeed在射频碳 化硅基氮化镣(GaN-on-SiC )技术方面的领导地位。公司分别于 2019年、2021年出售其照明业务与LED业务，2021年10月 正式更名为Wolfspeed ,专注于第三代化合物半导体领域的开发与 创新。图1: Wolfspeed公司历史重要

35、事件梳理数据来源：公司官网，东吴证券研究所图46:国内外产品迭代情况图46:国内外产品迭代情况nwspeeaROHm数据来源：各公司招股说明书，各公司公告，半导体行业观察，东吴证券研究所42 关键问题探讨4.2.1. 降成本路径市场关注降本速度，衬底降本先行。碳化 硅的成本直接决定了渗透率，影响市场规模，因此需要密切关注产业 降本节奏。以山东天岳为例,其2020年整体成本（除股份支付成 本）中，营业成本占比66.2% ；其主要原材料采购金额中，石墨件、 石墨毡为主要原材料，采购金额占比分别为34.74%、48.87%。衬 底降本快于器件，衬底发展类似于LED行业。LED行业早期成本较 高，被国

36、外厂商垄断，国内的三安等企业切入市场后开始快速降价, 实现了份额的提升，带来行业格局洗牌。衬底制造难度高于LED , 但仍有一定可比性，我们判断未来降成本速度将快于器件。图47：山东天岳成本折解图48:山东天岳材料成本诂构数据来源：天岳先进招般书，东美券研究所数据来源：天岳先进招成书.东美券研究所长晶效率提升为最重要降本因子。我们以山东天岳披露的公开数据做 测算就衬底降本的详细路径及因子做一个探讨。在6寸片转为8寸 片的情况下，降本的贡献因子大小排序为：长晶效率提升一倍切片 损失较少一倍良率提升10%晶圆尺寸加大产能扩张10倍。图49:村底降成本因子析分图50:村底降本曲我Vf mg2020.

37、IE数据来源：天岳先进.大科合达招股书，wo瓜peed材料、东关证M究所测算数据来源：天岳先进、天科合达招股书，东吴证宗研完所注：假设良率从70%提升至80%远期盈利能力良率提升较慢，国产厂商短期盈利能力有待 提升。碳化硅全产业链生产环节较长，衬底制作环节就包括晶体生长 和切磨抛等，整体来看技术难度较大,工艺进展缓慢，目前国产厂商 大多处于实验室阶段，尚不具备大批量供货能力。盈利能力方面， Wolfspeed公布的2021年毛利率为31.3%，国产厂商由于产品阶 段的不成熟，财务数据不具有显著可比性，有待产能和良率的进一步 提升,以及产品正式的验证、通过、迭代。单炉出片量与整体良率 为盈利核心

38、影响因素。我们拆解产业链不同环节，发现单炉出片量和 整体良率为盈利关键影响指标，单炉出片量也对应晶体生长速度。通 过山东天岳和天科合达公开数据进行测算,我们认为良率达30%、 单炉年产量1000片4寸片时，可以达到盈亏平衡。如果维持单炉 年产量1000片4寸片，良率提升到50%以上，有望实现30%以 上的利润率。牛炉户出量数据来源：天岳先进、大科合达招股书，东吴证券研究所测算100200300400500600700800900100011001200130014001500-400%-267%-222%-2001-187%-17H-171%-1671-163%-160%-158%-156X-

39、154%-152U-151%20%-160%-71%-60%-53%-49%-46%-43*-41%-40%3暗-37%睥-36、3部-80%-36%-21%-13%9%-61-4%-n-1%1%1%2%3X3%40%-40%-?4、10%13%16%17%19%也21%2H22%22%22%5M-16%1K20%24%2H281 130%31%31%32%32%33、33%34%34%60%22% |3W |3W3713*$yn40%顺40%m41%41%41%7M| 11% |30%|37%4衅42%43、44X45%45%46%46%46、47%47%47%80%I 20%yn42%45%47%48%49%50%5俗50%51%St