（1）高压连接器：电动车渗透率提升和高压升级，行业量价齐升。2021 新能源汽车已进 入快速渗透期。伴随着电动汽车的快速市场渗透，高压连接器的用量将有显著提升。
（2）高速连接器：智能化大势所趋，多传感器、域集中式趋势驱动长期发展。车辆智能 化程度提升所带来的传感器数量提升趋势和域集中式整车架构趋势将提高 FAKRA 以及 MINI FAKRA 连接器的和以太网连接器的单车用量。
（3）上游家当链：上游铜合金和塑胶材料是核心。在上游材料方面，高端铜合金和塑胶 材料是核心，博威合金率先实现了铜合金的入口替代，推出了 EValloy 的棒材系列产品等， 该系列产品已广泛利用在新能源汽车的充电枪端子、高压线束接头和车用继电器端子等领 域。
PCB：
汽车电子化加深带动汽车用 PCB 市场规模显著提升。汽车电动化能够显著提升汽车电子化 程度，相应也带动 PCB 需求增加。电池、电机、电控是新能源汽车的三大核心系统。“电 池”总成，指电池和电池管理系统（BMS）；“电机”总成，指电动机和电动机掌握器；高 压“电控”总成，包含车载 DC/DC 转换器、车载充电机、电动空调、PTC、高压配电盒和 其他高压部件。汽车电动化能够显著提升汽车电子化程度，传统紧凑型车、中高档车、混 合动力汽车、纯电动汽车汽车电子本钱占整车整天职别为 15%、20%、47%、65%。汽车电 子化程度增加带动 PCB 需求增加，新能源汽车 PCB 用量为传统汽车的 5-8 倍。同时车用 FPC（挠性电路板）取代线束已经成为趋势，未来 FPC 在汽车上的运用也会逐渐增加，战 新 PCB 估量单车用量将超过 100 片，2022 年环球汽车用 FPC 市场规模将达 70 亿元。
车载毫米波雷达加速发展为高频 PCB 贡献增量。毫米波雷达具有体积小、质量轻、空间分 辨率高；穿透雾、烟、灰尘的能力强、传输间隔远、具有全天候全天时的特点；性能稳定， 不受目标物体形状、颜色等滋扰等多项优点，在自动驾驶感知层有广泛运用。在汽车 ADAS 渗透率和自动驾驶等级不断提升的背景下，毫米波雷达市场将进入高速发展阶段。毫米波 雷达传感器的不同 PCB 设计共同的特点是都须要利用超低损耗的 PCB 材料，从而降落电 路损耗，增大天线的辐射，车载毫米波雷达需求的快速增长有望为高频 PCB 贡献显著增量。
IGBT&第三代半导体：
新能源汽车开启半导体新一轮发展趋势，IGBT 为新能源运用刚需芯片，海内企业迎来国 产替代&行业红利双击
汽车电动化、网联化、智能化发展趋势中带动汽车半导体需求大幅度增长。IGBT 运用于新 能源的电压转换，例如：汽车动力系统、光伏逆变器等，IGBT 功率模块均是逆变器的核心 功率器件，在电动车动力系统半导体代价量中占比 52%。IGBT 透过掌握开关掌握改变电压 具备耐压的特性被各种下贱市场广泛利用，此外由于 IGBT 工艺与设计难度高，外洋企业 凭借多年的积累霸占较大的市场份额；海内厂商近年来通过积极投入研发成功在海内新能 源汽车用 IGBT 模块市场中占取到了一定份额，但仍有很大的替代空间。
海内 IGBT 企业已实现 0-1 打破，紧握缺货朝下国产化机遇启动放量
外洋企业凭借多年积累，在 IGBT 产品市场霸占了一定的先发上风与市场份额；海内新能源汽车 IGBT 模块市场中，外洋企业霸占垄断地位，个中英飞凌市占率达到 58.20%。海内 企业近年来通过积极投入研发，紧抓国产替代机遇，成功在海内新能源汽车用 IGBT 模块 市场中占取到了一定份额，实现 0 到 1 的打破；随着国产替代加速推进，包含时期电气、 士兰微、斯达半导、宏微科技、新洁能、华润微等海内厂商将迎来 1 到 N 放量的黄金期。
新能源汽车需求高起带动第三代半导体在大功率电力电子器件领域起量。电动汽车和充电 桩等都须要大功率、高效率的电力电子器件，基于 SiC、GaN 的电子电力器件因其物理性 能精良在干系市场备受青睐。第三代半导体有望成为绿色经济的国度栋梁，助力新能源汽 车电能高效转换，推动能源绿色低碳发展。举例来看，到 2030 年，如果有 3500 万电动车 利用 SiC，那么这一制造年生产出的新能源汽车总计在它们的利用期限中节约了的能源相 当于节省 1.92 亿桶油/ 相称于节省 82 亿美元电力本钱。
SiC 与传统产品价差持续缩小，估量 SiC 2022 年将迎来增长拐点, 2026 年将全面铺开。 SiC 与传统 Si 基产品价差持续缩小。1) 上游衬底产能持续开释，供货能力提升，材料端衬 底价格低落，器件制造本钱降落; 2) 量产技能趋于稳定，良品率提升，叠加产能持续扩展， 拉动市场价格低落; 3) 产线规格由 4 英寸转向 6 英寸, 本钱大幅低落。未来 SiC、GaN 综 合本钱上风显著，可通过大幅提高器件能效+减鄙吝件体积使其综合本钱上风大于传统硅 基材料，关注第三代半导体随着价格降落迎来大发展。
激光雷达：
新能源汽车是仿照芯片增长最快的市场，占比仿照芯片市场规模约 22.5%，估量 L5 级别的 汽车会携带的传感器达到 32 个，激光雷达将受益于新能源汽车起量增长。汽车电动化+ 智能化加速推动仿照芯片市场发展，相较于传统汽车，新能源汽车在充电桩、电池管理、 车载充电、动力系统和舒适系统等方面对半导体器件有了新的需求。智能驾驶通过传感器 得到大量数据，估量 L5 级别的汽车会携带的传感器达到 32 个（超声波雷达 10 个+长间隔 雷达传感器 2 个+短间隔雷达传感器 6 个+环视摄像头 5 个+长间隔摄像头 4 个+立体摄像 机 2 个+Ubolo 1 个+激光雷达 1 个+航位推算 1 个），可见仿照芯片是自动驾驶系统的必备 零件。
根据 YOLE 预测，汽车和工业运用的激光雷达市场在 2026 年将达到 57 亿美元，2020-2026 年复合年增长率高达的 21%。2020 年，高等驾驶赞助系统（ADAS）中的激光雷达仅占汽 车和工业激光雷达市场的 1.5%，但到 2026 年，ADAS 的比例估量将达到 41%。
发动机管理系统(EMS) 干系：
新能源汽车发达发展带动 EMS 需求加速起量，需求上稠浊动力汽车与 EMS、VCU 的配比 关系为 1:1，纯电动汽车与 VCU 的配比关系为 1:1，依据所用电机的数量，纯电动汽车或混 合动力汽车与 MCU 的配比关系为 1:1 或 1:2，因此新能源汽车的产量直接反响汽车动力电 子掌握系统的销量情形，EMS 将受益于新能源汽车销量增长而快速起量。
元器件干系：
新能源汽车高景气+入口替代加速，关注干系点电感/薄膜电容龙头发展机遇，及上游材料 国产化进程加速带来新机遇。我们估量随着新能源汽车行业加速发展等多重驱动，环球被 动元件高景气有望持续，叠加被动元件国产化趋势，关注薄膜电容板块法拉电子、电感板 块顺络电子等。
2.汽车电子核心板块第三代半导体十问十答2.1. 代价拆解：碳化硅家当链代价量拆解情形？
不同于传统 Si 材料，SiC 衬底材料本钱霸占整体本钱近五成，是家当链中代价量最高的环 节。以 SiC 6 寸晶圆本钱拆分来看， 总本钱约为 6400 元，个中衬底+外延代价量在 3840 元旁边。在传统硅晶圆中，衬底部分占比前道工序均匀本钱构造的 7%，晶圆制造设备及工 艺占比最高达 50%。SiC 器件家当链中，材料本钱霸占整体本钱的一半以上。SiC MOSFET 本钱构造分为 SiC 衬底、外延片、前道工艺、量产损耗等。根据华润微统计，在 SiC 器件 的制造本钱中，SiC 衬底本钱占比约 55%，SiC 外延的本钱占比约为 5%。因此，在 SiC 器件 中，衬底与外延是 SiC 器件最主要的组成部分。
2.2. 贬价趋势：碳化硅下贱器件价格趋势情形？与Si基器件的价差为多少？
下贱器件价格情形：
SiC: 基本呈现逐年低落趋势，SiC 电力电子器件价格与同类型 Si 器件价差缩小。 650V SiC SBD 均价为 1.58(元/A)；1200V SiC SBD 均价为 3.83(元/A)；650V SiC MOSFET 均 价为 1.92 (元/A)；900V SiC MOSFET 均价为 2.37 (元/A)；1200V SiC MOSFET 均价为 3.04 (元 /A)；1700V SiC MOSFET 均价为 5.95(元/A);
GaN：基本呈现逐年低落趋势，2020 年 GaN 器件价格基本坚持平稳，与传统产品价差持 续缩小。 2020 年 650V GaN HEMT 均价为 2.73 (元/A)；RF GaN HEMT 均价为 23.89(元/W)；
Si：2020 年 650V Si IGBT 均价为 0.42 (元/A)；650V Si FRD 均价为 0.42 (元/A)；1200V Si FRD 均价为 0.86 (元/A)； 整体来看， SiC、GaN 产品的价格近几年来快速低落，较 2017 年低落了 50%以上，而 主流产品与 Si 产品的价差也在持续缩小，已经基本达到 4 倍以内。（报告来源：未来智库）
2.3. 器件构造：碳化硅各种器件占比情形？不同器件适用的下贱运用情形？
2019 年，SiC 二极管占比显著高于 SiC MOSFETS 及模组，随着 SiC MOSFETS 技能不断成 熟估量未来会超过二极管占比，模组增速最快未来有望占比五成。
下贱运用中，光伏逆变模块紧张利用 0.6~1.2kV，电流等级在 20A 以上的器件；电动汽车 模块紧张利用 0.6~1.2kV，电流等级在 20~50A 的器件；风力发电紧张利用 1.2~3.3kV，电 流等级高于 20A 的器件；高铁运用处所中则须要 3.3~6.5kV，电流不低于 100A 的器件； 直流输电的运用处所中须要大于 6.5kV 电压等级且导通电流大于 100A 的器件。
现阶段在 SiC 二极管器件中，0.65~1.7kV 的 JBS 器件较为成熟，能供应超过 100A 电流 的单管芯片，知足光伏逆变、电动汽车以及风力发电场合的运用。在高压大电流器件方面， 由于材料和工艺的缘故原由，PiN 二极管器件仍旧间隔市场化较远，需通过成长毛病度更低的 碳化硅外延材料以及开拓成熟的增强寿命的工艺以知足实际运用处所大电流的需求。在开 关器件中，JFET 器件较为分外，一样平常利用 USCi 公司的级联结构，其特性与 MOSFET 相 类似，但驱动对开关速率等参数的掌握能力削弱。
MOSFET 器件中 0.65~1.7kV 电压等级的器件也逐步推向市场，逐步在光伏逆变、风力发 电中运用，其栅氧工艺也在逐步完善。国外厂家的 MOSFET 器件都已陆续通过可靠性考验， 并利用在电动汽车等运用上。但是在高铁等大功率，高可靠性的运用处景，器件还存在提升空间。
在 5~10kV 以下 JFET 和 TMOSFET 的静态性能较为精良，但 JFET 驱动较为繁芜，而 TMOSFET 为较新的技能，其技能成熟度相对较低。另一方面，DMOSFET 静态性能相对较 劣，但其技能成熟度较高。
在 5~10kV 以上紧张利用 IGBT 和 GTO 器件，IGBT 器件开关速率较快，驱动较为方便。 GTO 器件驱动相对繁芜，能避免栅极氧化层带来的可靠性问题而更被关注，但是电流承载 及过流能力强。如何降落器件材料的毛病，增加器件的电流能力则是两类器件都亟待办理 的问题。
SiC 器件&模构成长驱动力 1：新能源汽车
SiC MOSFETS 新能源汽车市场的运用紧张为：主流 OBC（单机 5/6 颗（单向）、单机 12 颗 双向）），以及 IPU，单机 6 颗（或采取模组形式）；EV Charger（单机 4-10 颗）； V2L 需求，极大的促进了双向 OBC 的发展；SiC MOSFET 运用前景广阔； V2X 促进双向 EV Charger 的发展，带动 SiC MOSFET 的运用；
SiC 器件&模构成长驱动力 2：光伏
SiC MOSFET 紧张运用于中/大功率光伏逆变器的 MPPT/逆变电路中，电压在 1200-1700V 旁边； 100KW 以内功率紧张采取 SiC 分立器件，更大功率会采取 SiC 模组；
根据 YOLE： SiC 二极管 2021 年市场在 1540 万美元,估量到 2025 年达到 3140 万美元旁边的规模，4 年间 CAGR 11% SiC MOSFET2021 年市场在 6090 万美元,估量到 2025 年达到 9000 万美元旁边的规模，4 年间 CAGR 9% SiC 模组 2021 年市场在 6060 万美元,估量到 2025 年达到 14430 万美元旁边的规模，4 年 间 CAGR 27% 中国企业霸占 60%的市场份额，光伏逆变市场 SiC MOSFET/模组运用潜力较大。
2.4. 发展进程：碳化硅降落本钱核心是什么？何时迎来综合本钱上风及加速 发展拐点？
SiC 与 Si 基材料的本钱差别不断收窄，但仍旧为 Si 基 4 倍旁边：在公开报价方面，650V 的 SiC SBD 2020 年底的均匀价格是 1.58 元/A，较 2019 年底低落了 13.2%，与 Si 器件的 价差在 3.8 倍旁边。1200V 的 SiC SBD 的均匀价是 3.83 元/A，较 2019 年低落了 8.6%，与 Si 器件的差距在 4.5 倍旁边。据 CASA 调研显示，实际成交价低于公开报价。650V 的 SiC SBD 的实际成交价格约 0.7 元/A，1200V 的 SiC SBD 价格约 1.2 元/A，基本约为公 开报价的 60%-70%，较上年低落了 20%- 30%，实际成交价与 Si 器件价差已经缩小至 2-2.5 倍之间。而 SiC MOSFET 价格低落幅度达 30%-40%，与 Si 器件价差收窄到 2.5-3 倍 之间。
SiC 生产制造流程中的寻衅包括：
衬底部分： 1)SiC 只有固态和气态：功率器件须要的 4H SiC，由碳化硅粉末高温升华 PVT 形成 2)SiC 成长速递极为缓慢：约为 0.3mm/h，晶锭厚度约为 50mm，成长韶光为 100h+ 3)SiC 须要极高的升华温度：Si 升华须要 1400 摄氏度以上，SiC 晶体成长须要 2000 摄氏度 以上 4）SiC 周期长本钱高：锯切研磨抛光后得到 SiC 衬底，厚度大约为 350 微米，产出比率 60%。
外延部分： 难点在于毛病掌握+参杂浓度的均匀性 通过 CVT 形成外延层，用于制造功率器件，厚度约为 5-10 微米，参杂浓度低，电阻率高。
SiC 生产制造设备的寻衅包括： 高温单晶成长炉；外延炉；栅氧炉；专用切磨抛设备；高温粒子注入；碳膜溅射；背面减 薄；激光退火；激光划片等设备差异
高温单晶成长炉： 三种常见的外延方法为 PVT 法、HTCVD 法及 LPE 法 PVT 法因其价格+技能成熟目前为主流，缺陷为成长不连续，目前超过 95%的 SiC 衬底都使 用 PVT 长晶法，估量 2020-2025 的市场超过 5000 台。
由上剖析可得衬底端霸占 SiC 家当链核心本钱+技能高地，我们预测未来本钱的低落紧张 依托于： 1） 增加产能规模，通过规模效应摊薄研发本钱及人力本钱 ； 2） 引入智能制造手段，通过高效的数据及流程管理，增加生产效率 ； 3） 连续提高并优化现有 PVT（物理气相传输）长晶技能，改进切磨抛工艺，提高碳化硅 衬底综合良率 ；4） 开拓颠覆性创新技能（如液相熔体长晶技能、激光切割技能、Grinding 技能等），突 破现有传统技能的极限瓶颈，实现本钱的显著低落。
方法一及二属于非技能手段，改进空间有限，方法三由于 PVT 技能的固有秉性（成长速 度慢、扩径难、长厚难等）导致改进空间也受限。再进一步降落必须依赖方法四。
产品价格不断低落叠加新能源汽车拉动，估量 SiC 2022 年将迎来增长拐点。影响 SiC、GaN 功率器件价格低落的缘故原由有以下四个方面：第一，上游衬底产能持续开释，供货能力提升， 材料端衬底价格低落，器件制造本钱降落；第二，量产技能趋于稳定，良品率提升，产能 持续扩展，拉动市场价格低落；第三，器件的产线规格由 4 英寸转向 6 英寸、制造技能 进一步提升，单片晶圆产芯片量大幅提升，导致本钱大幅低落；第四，随着更多量产企业 加入，竞争加剧，导致价格进一步低落。整体来看，根据 CASA 的跟踪， SiC、 GaN 产品 的价格近几年来快速低落，较 2017 年低落了 50%以上，而主流产品与 Si 产品的价差也在 持续缩小，已经基本达到 4 倍以内，根据 Wolfspeed 测算估量 2022-2023 年碳化硅将受 益于新能源汽车的快速起量迎来增长拐点。
整体碳化硅发展可以分为 5 大阶段： 1）2019 年：尚未成熟阶段，仅有少部分厂商开始碳化硅研发 2）2019-2021 年：平稳增长阶段，市场空间约为 5 亿美元 3）2022-2023 年：增长拐点来临，市场空间约为 7-10 亿美元；4）2024-2026 年：加速成长期，市场空间约 15 亿美元 5）2026 年后：全面铺开阶段，市场空间将超过 21 亿美元。
2.5. 能源测算：碳中和时期下，碳化硅在车载端能带来多少能源节约？
新能源汽车利用 SiC 材料可带来的能源节约测算: 利用 SiC 助力汽车降落 5 倍能力损耗，可提高电机逆变器效率 4%，整车续航里程约 7%， 助力减少碳排放。
每辆车利用 SiC 相较于 Si 材料 1 年的能源节约测算： 1）相称于每辆轿车每年节省 5.5 桶的油量 2）车主每年节省超过$146.15 美元的电力本钱 （利用 2021 年 9 月 Global Petrol Price 的统计数据，假设中国均匀住宅电价为：0.086 美 元/千瓦时） 3）汽车设计利用年限内减少 690kg 的二氧化碳温室气体排放量，相称于节省了 77 加仑汽 油中的开释的二氧化碳。
到 2030 年，如果有 3500 万电动车利用 SiC，那么这一制造年生产出的新能源汽车总计在 它们的利用期限中节约了的能源测算： 1）相称于节省 1.92 亿桶油 2) 相称于节省 82 亿美元电力本钱 3) 减少的二氧化碳温室气体排放量相称于节省了 270 亿加仑汽油中的开释的二氧化碳。
2.6. 车厂布局：利用碳化硅的车厂有多少？估量有多少辆车利用 SiC？
根据 yole development 预测 SiC 在逆变器的运用将会受益于 2025-2026 年综合本钱上风凸显后加速提 升，OBC 及 DC-DC 的渗透增速或将小于逆变器系统。
环球情形：利用车数 2022 年有望较 2021 年翻倍
按照目前的情形来看， 特斯拉：2021 年现在交付了 62.7 万台，按照这个趋势 Q4 28 万台，今年估量能实现 90 万 台旁边 当代 Ioniq 5 2021 年交付 38,517 辆，按照这个趋势可以交付 6.5-7 万台旁边，起亚的 EV6 为 7508 台，按照目前的趋势 2021 年 1.8-2 万台，Genesis G80 BEV 1-9 月 327 辆，2021 年整年 1000 台，所有这些加起来大概在 8.4-9.1 万台 按照这个算法，今年估量有约 100 万台纯电动汽车采取了 SiC 的主逆变器，整体的规模主 假如随着特斯拉的需求在扩大规模。
据英飞凌最新的材料显示，我们看到英飞凌是当代 EMP 系列 SiC 的紧张供应商；美国的车 企中，根据当前的信息预测，可能是第一个导入 SiC 的是通用汽车，由于之前有一则： Wolfspeed 宣告，与通用汽车达成了一项计策供应协议，为通用汽车未来的电动汽车供应 碳化硅；亚洲 OEM 可能是韩国车企；小鹏则是第一次明确 800V 的 SiC 平台。
从 2022 年开始，我们可以估算下整体的用量： Tesla：2022 年估计有很大的提升，随着德州和柏林工厂的提升，从 2021 年的 90 万，提 升到 140-150 可期； GM：按照通用的调性，估计 2022 年 800V 的系统卖 1-2 万台； 当代：2022 年可能有 16 万台 800V 的利用 SiC 的汽车； 起亚：2022 年能有 8-10 万台 800V 的利用 SiC 的汽车； 蔚来：2022 年 ET7 估量交付 1-1.5 万台； 奥迪和保时捷：新的 PPE 平台，做 5-10 万台，不愿定 PPE 的实际状态 小鹏：2022 年 Q4 交付的 800V，估计在 1-2 万台。
我国情形：整车及零部件企业积极引入 SiC,市场前景十分明确
海内新能源汽车企业首先在 OBC 和 DC DC 中运用 SiC 器件，然后逐步渗透到可靠性哀求 更高的电机掌握器。多家零部件供应商发布了开拓+量产 SiC 电驱系统的操持。
2.7. 供给测算：海内碳化硅现有产能及未来产能布局情形？外洋布局及产能 情形？
衬底方面： 2020 年烁科晶体 SiC 衬底项目投产，同时天科合达、 同光晶体 、南砂晶圆 等几大衬底生产商均在扩展 6 英寸衬底产能。器件方面： SiC 产线从 4 英寸向 6 英寸发 展。 据 CASA Research 不完备统计， 2020 年海内投产 3 条 6 英寸 SiC 晶圆产线，截至 2020 年底，海内至少已有 8 条 6 英寸 SiC 晶圆制造产线（包括中试线），另有约 10 条 SiC 生产线正在培植。
GaN 电力电子产线方面， 已有 7 条 GaN-on-Si 晶圆制造产线，另有约 4 条 GaN 电力 电子产线正在培植。 GaN 射频产线方面，2020 年有 5 条 4 英寸 GaN-on-SiC 生产线， 约有 5 条 GaN 射频产线正在培植。值得把稳的是，大尺寸产线对材料技能和生产技能的 哀求更高，与国际比较，海内大尺寸晶圆制造技能尚未完备成熟，本钱高昂、良率较低。 企业要根据自身情形，综合考虑技能、本钱、生产效率等多方面成分，选取最优的工艺路 线。
2021 年，我国在家当链各环节的布局加速，根据我们对 CASA 及各公司官网的不完备统 计，布局第三代半导体的厂商数量提升为 70 家（已有产能或已投产厂商总数），个中布局 SiC 衬底的厂商 16 家、外延 11 家、器件 28 家。
近期多家公司宣告加码布局第三代半导体赛道，根据我们对 CASA 及各公司官网的不完备 统计，已宣告产能操持的厂商数量为 68 家。
近期多家公司宣告加码布局第三代半导体赛道，根据我们对 CASA 及各公司官网的不完备 统计，尚未宣告产能操持的厂商数量为 30 家。
环球产能测算：估量 2022 年环球折合为 8 寸的产能为 77.3 万片，2024 年为 111.9 万片。 目前，碳化硅晶片家当格局呈现美国环球独大的特点。以导电型产品为例， 2018 年美国 霸占环球碳化硅晶片产量的 70%以上，仅 Wolfspeed 就霸占一半以上市场份额，剩余份 额大部分被日本和欧洲的其他碳化硅企业霸占。 碳化硅产能环球占比：截至 2021 年 11 月 Wolfspeed 投资者报告表露其产能占比环球市场 份额高达 62%，第二名为 II-VI 占比 14%，第三名 SiCrystal 占比 13%，第四名为海力士占比 5%。
环球 SiC 产能测算： 根据 Wolfspeed 官方计策展望报告，Wolfspeed（CREE）SiC 估量 2022 年产能为 167k sq ft， 2024 年为 242k sq ft，折合 8 寸晶圆 324.29 平方厘米面积测算公司 8 寸产能将在 2022 年 达到 47.9 万片/年，在 2024 年扩展至 69.4 万片/年。 我们假设 Wolfspeed 的产能占比坚持 62%的份额，那么估量 2022 年环球折合为 8 寸的产 能为 77.3 万片，2024 年为 111.9 万片。
2.8. 需求测算：未来新能源汽车&光伏须要多少片碳化硅？
根据 Yole Development 报告可以看到 2025 年环球 SiC 下贱市场为 25.62 亿美元，个中新 能源汽车（电驱+DCDC+OBC）市场为 15.53 亿美元；光伏为 3.14 亿美元；充电桩为 2.25 亿美元。别的市场均小于两亿美元。
2.8.1. SiC 在新能源汽车中 6 寸硅片用量估量 2025 年将超过 120 万片
新能源汽车为 SiC 下贱运用中增长速率最快+占比最高的环节，根据意法半导体的测算， 2018-2025 年新能源汽车用 SiC 的增速高达 CAGR 52%
目前业界于电动车较积极导入 SiC 的紧张装置和部件有主驱逆变器、车载充电器、车 外充电器，SiC 功率元件发挥如下上风： 1） 极佳的内在特质：高效率，降落能量损耗；高转换频率，增加能量强度；可在更 高的温度下运行，提升长期可靠性。 2）性能改进和小型化：从 Si-IGBT 模组到 SiC MOSFET 模组，体积缩小了 50%，效率 提升了 2%，器件的利用寿命得到延长。 3）有助于降落电动车用户的利用本钱：提升效率以达到节电目的，在相同输出功率下 可增加续航里程、提升充电速率。
利用以上的主驱逆变器、车载充电器、车外充电器三者所须要的 SiC 的晶圆面积测算 可得 ，纯电动汽车: 8 寸晶圆可以知足 13 辆车的 SiC 需求; 6 寸晶圆可以知足 7 辆车的 SiC 需 求。
8inch wafer= 324.29 平方厘米，假设良率为 50%，BEV 各部件须要的 SiC 晶圆面积：1） 逆变器=10 平方厘米；2）OBC=1.8 平方厘米；3）DC/DC=0.9 平方厘米，那么 1 张 8 寸晶 圆可以知足 13 辆车的 SiC 需求。6inch wafer= 176.7 平方厘米, 假设良率为 50%，那么 1 张 6 寸晶圆可以知足 7 辆车的 SiC 需求。
油电稠浊车: 8 寸晶圆可以知足 17 辆车的 SiC 需求; 6 寸晶圆可以知足 9 辆车的 SiC 需 求。 8inch wafer= 324.29 平方厘米，假设良率为 50%，BEV 各部件须要的 SiC 晶圆面积：1） 逆变器=8 平方厘米；2）OBC=0.9 平方厘米；3）DC/DC=0.5 平方厘米，那么 1 张 8 寸晶 圆可以知足 17 辆车的 SiC 需求。6inch wafer= 176.7 平方厘米, 假设良率为 50%，那么 1 张 6 寸晶圆可以知足 9 辆车的 SiC 需求。
纯电动汽车占新能源汽车比重为 81%，以此数据假设，我国 2021-2025 年新能源汽车干系 8 英寸 SiC 晶圆需求为 25.4 万片、32.6 万片、41.9 万片、53.9 万片、69.2 万片， 6 英寸 SiC 晶圆需求我国为 45.1 万片、58.0 万片、74.5 万片、95.8 万片、123.1 万片。
2.8.2. SiC 在光伏领域 6 寸硅片用量估量 2025 年将超过 130 万片
根据测算得出，海内2020-2025年光伏领域对应的6寸SiC晶圆需求分别为59.50、77.30、 96.01、105.93、122.27 及 134.24 万片。
测算逻辑及假设：
（1） 根据 IHS Markit 预测，2020-2025 年环球光伏逆变器新增装机量分别为 135.7、187、 221、269.8、334.5 及 401 GW。 根据 PV-Tech 公众年夜众号援引由中国光伏行业协会主理的光伏家当配套供应链发展论 坛信息，海内需求占比在 2021 年为 30.02%，预测在 2022 年达到 33.96%，我们假 设 2023-2025 年占比均为 33%。 大略换算得到，对应海内光伏逆变器新增装机量在 2020-2025 年分别为 40.71、 56.14、75.05、89.03、110.39 及 132.33GW。
（2） 根据 PV-Tech "大众年夜众号援引由中国光伏行业协会主理的光伏家当配套供应链发展论 坛信息预测，2022 年海内光伏新增装机量项目构造中，户用、工商业等分布式、 集中式分别占比 40%、40%及 20%，对应美国国家可再生能源实验室发布的 2021Q1 太阳能光伏系统能源储存本钱基准报告中发布的光伏逆变器价格，同时基于我们 给出每年贬价 10%的假设，推算得到海内光伏逆变器市场空间在 2020-2025 年分 别为 265.75、329.82、396.85、423.70、472.78 及 510.09 亿元。
（3） 根据苏宁金融研究院，IGBT 等功率半导体器件占逆变器本钱约 15%，以此得到光 伏逆变器对应的功率半导体市场空间，在 2020-2025 年分别为 39.86、49.47、59.53、 63.56、70.92 及 76.51 亿元。
（4） 根据华润微统计的 6 寸 SiC 晶圆本钱趋势测算，我们得到我国光伏领域 2020-2025 年对应的 6 寸 SiC 晶圆需求分别为 59.50、77.30、96.01、105.93、122.27 及 134.24 万片。
2.8.3. GaN 在电力电子 6 寸硅片用量估量 2025 年近 70 万片
GaN 电力电子器件市场规模在国内外都将保持较高增速，带来需求高速增长。根据 CASA Research 的数据，未来 PD 快充 GaN 电力电子器件市场将迎来 3-4 年的黄金发展期间，2020 年海内 PD 快充 GaN 电力电子器件市场规模约 1.5 亿元，估量到 2025 年市场规模将 超过 40 亿元，年均复合增长率 高达 97%。
终端运用市场的需求繁荣将拉动对 GaN 晶圆的广阔需求空间。据 CASA Research 估计， 到 2025 年，环球干系 GaN 6 英寸晶圆需求将达到 129 万片，我国 GaN 6 英寸晶圆需求将 达到 67.4 万片。6 英寸、8 英寸 GaN 晶圆的面积分别为 176.71、314.16 平方厘米，按照 晶圆需求量与晶圆面积比例测算，那么可得 2025 年 GaN 电力电子器件在 PD 快充领域对 8 英寸的需求为环球 72.6 万片，我国 37.9 万片。
2.8.4. GaN 在射频中 6 寸硅片用量估量 2022 年达顶峰超 4 万片
2022 年，因 5G 基站培植带来的 GaN 晶圆增量需求将涌现高峰。据 CASA 统计，我国 5G 宏基站新建带来的 4 英寸 GaN 晶圆总需求量约为 40 万片，2020 年需求量为 6.4 万片，2022 年需求量进一步增长至 10 万片。此外，若毫米波基站开始支配，其 4 英寸 GaN 晶圆总需 求量约为 200-400 万片，将为晶圆厂带来较为可不雅观的增量市场需求空间。4 英寸、6 英寸、 8 英寸 GaN 晶圆的面积分别为 78.54、176.71、314.16 平方厘米，按照晶圆需求量与晶圆 面积比例测算。
2.9. 技能比拟：我国与外洋碳化硅家当链各环节的代差有多大？
总结来看，海内除了 LED 芯片国产化率超 80%外其他版块基本与国外存在一代代差。
2.9.1. SiC 衬底：海内以 4 寸为主，国际 6 英寸 SiC 衬底产品实现商用化
国际上 6 英寸 SiC 衬底产品实现商用化，主流几大厂家均推出 8 英寸衬底样品。此外，部 分国外 SiC 单晶成长研究企业开始投资培植 8 英寸 SiC 晶片生产线。
海内 SiC 商业化衬底以 4 英寸为主，逐步向 6 英寸过渡。国际上微管密度达到 0.6cm-2， 海内微管密度小于 1 个/cm2。 在研发水平上，海内实现了高质量 6 英寸 SiC 衬底材料的制备，微管密度为 0.5 个/cm2， 然而国产高性能衬底自给率仍旧较低，占环球的市场份额不到 5%。
2.9.2. SiC 外延：国际 6 英寸产品实现商用化，海内实现 4-6 英寸商业化产品供给
国际上 6 英寸产品实现商用化，已研制出 8 英寸产品，可知足中低压、高压、超高压功率 器件制备哀求；海内已实现 4-6 英寸商业化产品供给，可以知足 3.3kV 及以下功率器件制 备需求，而超高压（＞10kV）SiC 功率器件所需的 N 型 SiC 外延片以及双极型 SiC 功率器 件所需的 P 型 SiC 外延片等方面还处于研究阶段。
研发水平方面，海内已经实现厚度大于 200μm 外延成长，掺杂浓度小于 1×1013/ cm 3，在 5×1018/cm3量级掺杂浓度均匀性<6%。瀚每天成、东莞天域是专注于 SiC 外延片生产发卖 的企业，其产品除知足海内市场需求外，还有部分外销能力。中电科 55 所、中电科 13 所具备 SiC 外延生产能力，但紧张为自用。（报告来源：未来智库）
2.9.3. SiC 器件&模块：国际 6 寸产线工艺成熟，海内不断缩小代差
国际产品 6 英寸产线工艺成熟，Cree | Wolfspeed、II-VI 正在投资培植 8 英寸生产线。 海内 2020 年推出的 SiC 电力电子器件产品紧张集中在 SiC 二极管和 SiC MOSFET，大多达 到工业级产品级别。
依托中国电子科技集团公司第五十五研究所建立的宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室，致力于以 SiC 为代表的宽禁带半导体电力电子器件技能研究和开拓，建立了 600~3300 V SiC MPS 二极管和 1200~1700 V SiC MOSFET 产品技能，在新能源汽车、光 伏发电等领域实现了运用。
（1）SiC 二极管：国际产品击穿电压和最高导通电流约为海内产品的两倍
国际上有超过 20 家公司量产 SiC 二极管系列产品，击穿电压紧张分布在 600V-3300V，单 芯片导通电流最高达 109A（Littelfuse，1200V/109A）。根据 Mouser 数据，2020 年共有约 800 款 SiC SBD 产品在售，较 2019 年新增 122 款，中高压商业化产品逐年增多。个中，80% 以上的产品耐压范围集中在 650V 和 1200V；1700V 的 SiC SBD 产品达到 21 款，与 2019 年比较新增 6 款，3300VSiC SBD 产品约 3 款（GeneSiC，3300V/5A）。
海内 SiC 二极管实现 650V-1700V 全系列批量供货能力，导通电流最高 50A。泰科天润已 经发布 3300V/0.6A-50A SiC 二极管系列产品。
（2）SiC 晶体管：国际产品推出百余款，海内产品尚处于运用推广阶段
国际企业纷纭密集推出新一代的 SiC MOSFET。2020 年，国际上共有 10 余家公司推出 211 款 SiC MOSFET 系列产品，较 2019 年新增 70 款，击穿电压基本集中在 650V 和 1200V。 商业化产品单芯片导通电流最高达 140A（Microchip/Microsemi，700V/19mΩ），较 2019 年（120A）有所提升，最高击穿电压达到 6500V（GeneSiC）。
Cree | Wolfspeed、ROHM、Infineon 等均已推出车规级 SiC MOSFET 产品，与海内产品 比较，其元胞尺寸更小、比导通电阻更低、阈值电压更高。
海内 SiC MOSFET 实现 650V(120-17mΩ)、1200V(80-25mΩ)、1700V(80-45mΩ)产品小批 量生产，尚处于运用推广阶段，代表企业有中电科 55 所、三安集成、中车时期半导体、 环球能源互联网研究院、基本半导体、瞻芯电子等。
（3）SiC 功率模块：国际产品研发更近一步，海内正推进布局
国际上当前产品最高电压等级为 3300V，最大电流 700A，最高事情温度为 175℃，功率范 围为 10kW-350kW，代表企业有 Cree | Wolfspeed、Infineon、ROHM、安森美、三菱电机、 富士电机、日立、Semikron 等。在研发领域，SiC 功率模块最大电流容量达到 1200A，最 高事情温度达到 250℃，通过采取芯片双面焊接、新型互联和紧凑型封装等技能来提高模 块性能。
海内 SiC 功率模块量产产品电压等级 650V-1700V，个中比亚迪产品已经开始实现上车应 用。CASA 第三代半导体家当发展报告据公开拓布统计，目前正在推进布局的企业包 括华微电子、士兰微、江苏宏微、斯达半导体、中恒微等。
2.9.4. GaN 单晶衬底：国际产品量产领先，海内综合指标达国际前辈水平
美、日、欧均已量产 2 英寸 GaN 单晶的制备，位错密度到 106 cm -2，日本成功研制了 4 英 寸 GaN 衬底，并打破了 6 英寸关键技能，代表企业有住友电工、三菱化学、古河机器等。 海内商业化的 GaN 衬底尺寸以 2 英寸为主，4 英寸实现小批量出货，估量 2025 年前完成6 英寸衬底的批量生产并进入市场。紧张企业包括苏州纳维和东莞中镓等公司，苏州纳维 2 英寸 GaN 单晶衬底厚度 300±15μm，位错密度 104 cm -2 -5×106 cm -2，电阻率 0.01-108 Ω·cm，综合指标达到国际前辈水平。
2.9.5. GaN 异质外延：国际产品外延片主流为 6 英寸，海内基本并跑
（1）电力电子运用：国际海内产品外延片主流尺寸为 6 英寸
在国际上 Si 基 GaN 外延片主流尺寸为 6 英寸，代表企业有 IQE、EpiGaN 等；蓝宝石基 GaN 外延片尺寸为 4 英寸，代表企业有 Power Intergrations；GaN 基 GaN 外延片主流尺寸 2 英 寸，NexGen Power Systems 和 Odyssey Semiconductor 已经推出了商业化外延产品以及 沟槽型电力电子器件。 海内 Si 基 GaN 外延片主流尺寸为 6 英寸，英诺赛科率先实现 8 英寸 GaN-on-Si 外延材料 及晶圆制造大规模量产，外延材料的均匀性小于 1%。
（2）射频运用：国际 4 英寸和 6 英寸并存，海内正逐步向 6 英寸发展
在国际上 SiC 基 GaN 外延片 4 英寸和 6 英寸并存。6 英寸代表企业有 Cree | Wolfspeed、 Qorvo、NXP，4 英寸代表企业有住友电工；Si 基 GaN 射频运用属于非主流路线，但其成 本上风在未来有较大竞争力，外延尺寸 4 英寸和 6 英寸并存，代表企业有 OMMIC（被四 川益丰收购）和 MACOM。 海内 SiC 基 GaN 外延片主流尺寸为 4 英寸，并逐步向 6 英寸发展，代表企业包括中电科 13 所、55 所、三安集成、苏州能讯等。
（3）光电子运用：海内蓝/绿光激光器 GaN 基 GaN 外延片还未实现家当化
在国际上，LED照明以及UVA紫外LED用蓝宝石基GaN外延片主流尺寸为4英寸，UVB/UVC 紫外 LED 用蓝宝石基 GaN 外延片主流尺寸为 2 英寸；Mini/Micro-LED 市场主推 Si 基 GaN 技能，实现 8 英寸外延产品的家当化；蓝/绿光激光器 GaN 基 GaN 外延片主流尺寸 2 英寸， 代表企业有日本 Nichia、德国 Osram 等。
海内 LED 照明市场以及 UVA 紫外 LED 用蓝宝石基 GaN 外延片主流尺寸为 4 英寸，紧张 企业有三安光电、华灿光电、乾照光电等，UVB/UVC 紫外 LED 用蓝宝石基 GaN 外延片主 流尺寸为 2 英寸，紧张企业有中科潞安、圆融光电等；Mini/Micro-LED 用 Si 基 GaN 外延 片实现 8 英寸材料家当化，代表企业有晶湛半导体、晶能光电等；蓝/绿光激光器 GaN 基 GaN 外延片主流尺寸 2 英寸，海内企业目前还未实现家当化。
2.9.6. GaN 器件及模块：国际电子电力形成批量供货能力，海内产品与国际水平存在一定 差距
（1）电子电力运用：国际市场形成批量供货能力，海内产品与国际水平存在一定差距
国际上已经形成批量的 GaN 电力电子产品供货能力。国际上 6 英寸工艺产线成熟，Infineon 正在投资培植 8 英寸生产线。面向消费类运用的低压器件（300V 以下）、中压器件 （600-900V）均具有量产能力，但高压器件仍旧较少。
2020 年，国际上有超过 10 家公司量产 GaN 电力电子产品。击穿电压紧张集中在 300V 以 下和 650V，导通电流最高 90A（EPC，40V/80V；GaN System，100V）。Mouser 数据显示， 2020 年共有约 150 款 GaN HEMT 系列产品在售，较 2019 年新增 30 款旁边。EPC 推出的 产品最多（61 款），Transphorm 的产品最高耐压值达到 900V，GaN Systems 的产品耐压 集中在 100V 和 650V。安世在推出了 650V 工业级的 GaN 产品后，也将 GaN 芯片引入散 热更好、寄生电感更低的新型封装，打造完备符合车规哀求的产品。
海内实现 650V 产品，紧张为分立器件，已经开始批量运用，但导通电阻较高、系统集成 度较低，与国际水平存在一定差距；低压产品处于运用推广阶段。代表企业有英诺赛科、 赛微电子、能华微电子等。
2020 年，GaN 电力电子器件在 PD 快充领域的运器具有计策性意义， GaN 电力电子器件 得到 PD 快充领域的认可，干系器件产品快速渗透。海内企业如英诺赛科、氮矽科技、芯 冠科技、东科半导体、苏州量微、聚能创芯、能华微电子相继推出用于 PD 快充的 GaN 模 块产品。但 GaN 电力电子器件尚未在新能源汽车领域取得本色进展。比较较而言，海内 GaN 企业可参考国外企业的市场策略，先选择准入门槛较低的消费类领域，对材料、器件 和工艺、封装等家当链进行充分的验证，循规蹈矩推进 GaN 在更广阔范围的运用市场。因 此，建议首先布局消费类电源市场，如 PD 快充、LED 驱动电源等；然后切入工业类电源， 如数据中央；最后进入可靠性哀求较高的新能源汽车市场。
（2）射频运用：国际产品线持续扩充完善，各种技能并行发展，海内产品处于研发阶段
国际上，产品线持续扩充完善，各种技能并行发展。据 Mouser 和 Dikey 数据显示，截至 2020 年底，在售 GaN 射频器件和功率放大器共计 519 款，较 2019 年增加 70 款。GaN 射频器件最高事情频率 18GHz（Cree | Wolfspeed），输出功率最高达到 1862W（Qorvo， 1.0-1.1GHz）；GaN 功率放大器最大功率达到 800W，最大事情频率为 38GHz。
SiC 基 GaN 工艺方面，海内主流尺寸为 4 英寸，事情频段 DC6GHz，输出功率 10-700W， 代表企业紧张有中电科 13 所、中电科 55 所、苏州能讯、三安集成等。Si 基 GaN 工艺方 面，海内代表企业为四川益丰，其 Si 基工艺线为 6 英寸线，D01GH 工艺器件栅长 100nm， 功率达 3.3W/mm（@30GHz），截止频率达 110/160GHz（fT/fmax）。英诺赛科正在开拓 8 英寸 Si 基 GaN 射频器件工艺。
（3）光电运用：国际产品技能取得较快速进展，海内 LED 芯片国产化率已经超过 80%
国际上 Mini/Micro-LED 技能取得了较快速的进展。巨量转移效率不断提升，产品持续创 新，市场发展迅速，使2020年景为了Mini/Micro LED元年。ALLOS 开拓出200mm及300mm 的 GaN-on-Si Micro-LED 晶圆、X-Display 与 Daktronics 互助，加速巨量转移及显示运用 技能开拓、Plessey 与 Facebook 互助打造 Micro-LED AR/VR 显示运用，联手 Compound Photonics 开拓 0.26 英寸 Micro-LED 显示器、索尼推出 219 吋 4K Micro-LED 显示器、首尔 半导体推出 40μm RGB LED 封装、三星推出多款 Micro-LED 显示器、我国台湾地区錼创 携手友达开拓 9.4 吋 30μm 的 Micro LED 柔性显示器。但当前 Micro-LED 间隔实现产 业化，仍需办理高度同等性的外延技能、微米级的芯片制造工艺、超高效的巨量转移技能、 全彩实现技能、TFT、驱动及背板设计、高效的坏点检测修复技能等难点。
海内 LED 芯片国产化率已经超过 80%。南昌大学江风益团队利用 V 坑办理黄光鸿沟难题， 黄光 LED 芯片发光效率达到 27.9%，天下领先；发光波长在 UVA 波段（320nm-400 nm） 的紫外 LED 已有成熟的商业化产品并能知足运用的需求，外量子效率已超过 40%；发光波 长在 UVC 波段（280 nm）的深紫外 LED 产品的外量子效率约 5%，研发水平在 350mA 下 光输出功率达到 89.6mW；紫外单光子探测器探测效率和暗计数噪音达到国际领先水平。
随着 Mini-LED 技能快速打破，本钱迅速低落，在超高清电视、高阶显示器等市场需求拉 动下，Mini-LED 背光和显示市场开始起量，个中 Mini 背光家当链上中下贱协作成果斐然， 2020 年 Mini-LED 背光产品密集发布，如海信、康佳、华硕、TCL 等，规模商业化已经开 启；Mini 直显芯片技能基本成熟，器件性价比不断提升，全面推动了 Mini-LED 显示在专 业显示、商业显示和租赁市场的家当化进程。Micro-LED 作为下一代显示技能的主要技能 路线，因其在消费类电子市场的广阔运用空间，得到 LED 行业以及显示行业的高度重视， 从关键装备到芯片、封装、驱动、运用系统，海内企业也进行了全面布局。
2.10. 外洋龙头：Wolfspeed 产能&良率&财务方案如何？
1. 产能测算：根据 Wolfspeed 官方计策展望报告，Wolfspeed（CREE）SiC 估量 2022 年 产能为 167k sq ft，2024 年为 242k sq ft，折合 8 寸晶圆 324.29 平方厘米面积测算公司 折合 8 寸产能将在 2022 年达到 47.9 万片/年，在 2024 年扩展至 69.4 万片/年。 过去十年总产能测算：在过去的 10 年里，Wolfspeed 已经制造>6.15 亿平方厘米的碳化硅 晶圆，折合 8 寸晶圆 324.29 平方厘米面积测算相称于已产出 189.6 万片 8 寸碳化硅晶圆。
Wolfspeed 投资总金额为 10 亿美元，个中 4.5 亿美元投资于材料扩展和创建材料大型 工厂，以及建立第二个晶体成长工厂。4.5 亿美元投资于建造现有建筑，并创建一个具 有汽车级标准的 200mm 晶圆厂。1 亿美元投资其他与晶体成长干系的业务。
2. Wolfspeed 晶粒（Die）产出数量测算：6 寸 SiC 晶圆可以产出 448 颗 Die，8 寸 SiC 晶圆可以产出 845 颗 Die，以 2022 年 47.9 万片，2024 年 69.4 万片 8 寸晶圆产能测算 2022 年估量 Wolfspeed 晶粒（Die）产出数量 40476 颗，2024 年 58643 颗（假设良率 为 100%）。
3. Wolfspeed 良率情形：CMP 后良率 5x5 mm Die 良率 = 96.1%、2x2 mm Die 良率= 99.2%
4．Wolfspeed 专利数量：截至 2021.11 月第三代半导体干系专利数量为 2939 件，个中材 料干系专利 360 件，射频干系 1015 件，功率干系专利 984 件。
5. Wolfspeed 核心互助厂商：包括意法半导体、英飞凌、安森美等等公司，签订了 13 亿 美元干系 SiC 晶圆供应协议。
6. Wolfspeed 财务展望： 营收情形：Wolfspeed 估量 2021 财年实现 5.26 亿美元营收，2024 财年实现 15 亿美元营 收，2026 财年是此案 21 亿美元营收，CAGR 达到 30%，个中衬底外延材料发卖占比将减 少，器件发卖占比将逐步提升。
毛利率情形：Wolfspeed 估量 2022-2023 年实现毛利率 30%-40%+，2024-2025 毛利率 持续提高至 50%，2026 年后毛利率稳定在 50%-54%。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需利用干系信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站
