出品 | 妙投APP
作者 | 宋昌浩
头图 | 视觉中国
核心看点：
电动车新车型陆续增加800V快充平台，第三代半导体碳化硅预计将会受益；
从产业链角度来看，衬底和设备相关公司会更加受益，关注相关投资机会。
从电动车诞生以来，续航就一直是一个令人头疼的问题。为了解决当前汽车电池的续航问题，一方面汽车在不断的增加动力电池的里程，另一方面，汽车在充电方面不断地改进。
近期，随着华为在智界新车型上陆续增加800V快充平台，第三代半导体碳化硅成了市场关注的热点。
在800V快充平台上，高压快充下硅基IGBT芯片材料达到极限，要满足新能源汽车快充需求，具备耐高压、耐高温、高频等优势的碳化硅成为了最优选择。
那么从投资角度来讲，第三代半导体碳化硅的成长性如何？产业链上哪些公司值得重点关注？本文将一一梳理。
一、行业增长将进入快车道
碳化硅是一种重要的半导体材料，也就是之前人们所熟知的第三代半导体的一种。
半导体材料作为电子信息技术发展的基础，经历了数代的更迭。按照历史进程分为：第一代半导体材料，大部分为目前广泛使用的高纯度硅，是目前半导体最常用的；第二代化合物半导体材料砷化镓和磷化铟等，常用在射频、光电等领域，第三代化合物半导体材料，碳化硅和氮化镓，其中碳化硅是市场关注的重点。
相较于前两代材料，碳化硅具有更好的耐热性、耐高电压性、抗辐射性、以及更低的能量损失，因此，碳化硅材料可应用于汽车、光伏、通信设备、充电以及军工等多个领域。
其中，新能源车是碳化硅最重要的增量市场。新能源汽车中，碳化硅器件可用于电机驱动系统、车载充电系统（OBC）、电源转换系统（车载DC/DC）和非车载充电桩。
在电动车上，碳化硅基功率器件能够有效降低开关损耗，这意味着电动车可以更加的省电，提高自身的续航能力；另外，碳化硅由于耐热性的特点，可以提高极限工作温度，搭载成本更低的冷却系统，使汽车更加轻量化。
相关数据显示，碳化硅基器件可以提高5%-10%左右新能源汽车的续航能力，另外，使用SiC模组后，主逆变器尺寸降低43%，重量降低6kg，推进了汽车轻量化的步伐；加上碳化硅耐高压的特性，这也是市场关注碳化硅的主要原因。
虽然碳化硅有众多优点，但目前碳化硅在汽车的渗透率并不高，整体渗透率只有8%左右，其中75%约是特斯拉使用，其他的电动汽车品牌占比仅在25%左右，究其原因是使用碳化硅的成本太高。
相比于硅基材料，碳化硅产品生成时所需的条件苛刻，因此整体良率只有40%-50%左右，加上所需的时间长，以传统的硅材来说，通常约3-4天即可以长出约200-300cm的晶棒，但以目前碳化硅，可能要2个礼拜才能长出不到10厘米长度，在产出上非常受限。
所以，目前使用碳化硅功率器件的产品相比普通硅基功率器件产品价格要高5000元左右，这也是当前碳化硅产品渗透率比较低、只要中高端车型使用的重要原因之一。
不过，随着技术的积累，碳化硅的良率不断提升，产品的成本逐渐下降，加上使用碳化硅等于在电池和轻量化的成本减少，因此越来越多的新能源汽车在车上增加碳化硅的用量。特别是近期吉利银河18.8w的车型（碳化硅首次在20万以下车型上用），也配上了800V+碳化硅，对于碳化硅行业的渗透率的提升具有重要意义。
根据Yole的数据，2022年碳化硅功率器件市场规模为18亿美元，2028年有望达到89亿美元，22-28年CAGR高达31%。其中汽车占据主导地位，市场规模占比超过七成，2022年市场规模为13亿美元，2028年有望达到66亿美元，22-28年CAGR高达32%。
因此，第三代半导体碳化硅将是半导体中未来值得关注的一个赛道。那么产业链的结构是怎样的？哪些公司值得重点关注？
二、产业链哪些公司值得关注？
从产业链的角度来看，碳化硅产业链依次可分为：衬底、外延、器件应用等环节，此外还包括产业链上所用到的设备和材料等支撑性环节，其中衬底和设备环节当前阶段最值得关注。
衬底是碳化硅产业链中价值量最高的环节，根据芯八哥数据，2021年碳化硅器件制造成本结构中，衬底成本占比约46%，不过根据近期产业数据显示，随着衬底环节良率的提升，价格的下降，当前衬底占整个器件成本只有35%左右。
从竞争格局来看，美国Wolfspeed、美国Ⅱ-Ⅵ和日本Rohm在衬底市场占据全球主要地位，三家企业合计占据全球约72%的市场份额，国内企业中天科合达（市占率14%，全球第四）和天岳先进（市占率2%，全球第六）占有一席地位。
由于碳化硅行业发展整体起步较晚，因此国内和国外在技术上差别不大，行业整体处于发展的初期，所以近年来中小厂商批量涌现，上市公司中天岳先进、东尼电子、三安光电、露笑科技、晶盛机电等公司均有所布局，非上市公司中包括天科合达、河北同光、山西烁科等20多家公司均有产能规划。
其中，上市公司天岳先进值得重点关注。由于国产SiC衬底厂商产能快速扩张，根据现有市场上产能的规划，预计到2026年，衬底环节可能会出现产能过剩，这也是近段时间相关公司持续下跌的主要原因。因此，能在良率控制较好、客户优质订单稳定、交付能力强的公司更值得关注，而天岳先进就是其中的代表。
天岳先进在国内甚至全球导电型衬底都属于第一梯队龙头企业，2020年及之前，公司业务核心聚焦半绝缘型碳化硅衬底，营收受通信基站、无线电探测等市场拉动，之后公司开始转向导电型碳化硅衬底（相比半绝缘型衬底，导电型衬底的技术要求能力稍低，利于公司转型）。
从技术能力上来讲，22年初，公司公布了自主制备的高品质8寸衬底，已实现2英寸到8英寸完全自主扩径（行业多数仍在6寸），在长晶速度、缺陷密度等方面均处于领先位置。
在产能规划来看，公司目前已形成山东济南、上海临港、山东济宁碳化硅半导体材料生产基地，上海临港工厂实现产品交付，将早于原规划的26年达产年产能30万片，并已将总产能规划扩大至96万片，远期公司年产能将超100万片。
从客户端来看，天岳先进在上市公司中客户最好。22年7月，公司已与某客户签订长期协议，23年-25年预计销售13.93亿元6英寸导电型碳化硅衬底。2023年4月，公司年报披露已与博世签订长期合作。
23年5月，公司披露已切入英飞凌供应链。23年8月，公司披露与客户F签订8亿框架采购协议，24-26年预计销售碳化硅产品8.05亿元。（由于存在同行竞争问题，天岳未具体披露部分具体客户名称）
因此，往后看，受益临港新工厂产能爬坡、大客户订单放量，重迎业绩拐点，天岳先进在衬底环节业绩层面确定性最强，最值得关注。
当前阶段，除了衬底环节，另一个值得关注的设备环节相关公司。产能扩张，设备先行，根据相关公司的产能规划，到2026年，各家公司的扩产计划都会比较激进，预计未来两年行业景气度将会逐步提升，相关设备公司将会受益。
设备根据碳化硅的制备流程又主要分为单晶炉、外延炉、激光切片设备、衬底加工设备等，其中单晶炉设备的市场空间最大，值得关注。
相比于其他半导体设备，单晶炉的技术壁垒并不高，因此本土厂商在国内占据了主要的份额。其中北方华创占国内碳化硅厂商采购份额的比重约50%以上，晶升股份市占率在30%左右，由于北方华创还有其他半导体设备，所以单一产品对其业绩弹性影响有限，因此晶升股份值得重点关注。
晶升股份是我国主要的半导体专用设备供应商，其主要设备包括半导体级单晶硅炉、碳化硅单晶炉以及其他定制化的晶体生长设备。其中碳化硅单晶生长炉是晶升股份的主要营收来源，约占公司营收的66%左右。
晶升股份的主要客户包括三安光电、东尼电子、浙江晶越等，其中三安光电主要向晶升股份采购碳化硅单晶炉产品，晶升股份占三安光电采购碳化硅单晶炉比例约80%，占东尼电子采购碳化硅单晶炉比例约55%。
往后看，除了碳化硅长晶炉外，晶升股份在其他碳化硅设备上也有所布局。预计到2024年公司碳化硅切割设备有望形成批量收入，2025年外延炉设备有望形成批量收入，将为公司打开更大的成长空间。
除了晶升股份，另一家设备公司晶盛机电同业也具有较强的预期差。晶盛机电之前是光伏设备的龙头企业，在光伏单晶炉领域，晶盛机电占据国内80%以上的市场份额。
在碳化硅领域，晶盛机电的最大预期差在于公司不仅在设备上布局，同时也是国内唯一向下游产业链延伸的企业。
在设备方面，长晶和核心加工设备均为自制，设备国产化率达到90%以上，公司除了激光切割设备，其他公司均有布局，且公司6寸单片式外延设备，在国内市占率第一，超过50%。
在衬底方面，自2017年开始碳化硅晶体生长设备和工艺的研发，相继成功开发6英寸、8英寸碳化硅晶体和衬底片，是国内为数不多能供应8英寸衬底片的企业。
11月4日，公司举行“年产25万片6英寸、5万片8英寸碳化硅衬底片项目”签约暨启动仪式，标志着公司在半导体材料领域的技术实力和市场竞争力将进一步提升。在光伏行业成长变缓的背景下，碳化硅行业将成为公司的新的成长曲线。
三、小结
除了衬底和设备之外，其他的细分行业存在一些市场担忧的问题。
外延价值量占比第二，但是外延两家龙头公司翰天天成、东莞天域均没有上市，加上行业衬底的往下游延申，器件的往上游延申的发展趋势，预计单一外延行业的发展空间将会逐渐被挤占，因此外延行业暂没有合适的上市公司投资机会。
器件和材料方面存在相同的问题，目前相关产品主要是海外占据主导地位（例如碳化硅MOS 90%用的是海外产品），国内和国外还存在一些差距，短期对公司的业绩拉动将会非常有限，预计对股价的弹性影响也会有限。
因此，总的来讲，随着越来越多的电动车搭配800V快充，特别是中低端车型开始增加碳化硅的用量，第三代半导体碳化硅的行业将迎来快速的增长，其中衬底和设备环节值得重点关注，衬底环节重点关注天岳先进；设备环节重点关注晶升股份和晶盛机电两家公司。
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