文｜MIR睿工業(yè)
近日，特斯拉在投資者日活動公開稱該公司下一代驅動單元成本將降低約1000美元，碳化硅（SiC）將減少75%，相應的工廠占地面積將減少50%。
此消息一出，引起了全球碳化硅板塊股票市場的波動，各種猜測議論紛紛。特斯拉這次的宣布是預示著相關產品的即將面世，還是空口無憑的噱頭呢。
01、面對投資壓力，減少碳化硅使用是無奈之舉
隨著各汽車企業(yè)的價格競爭不斷加強，特斯拉壓力倍增。前一段時間特斯拉公布了2022年第四季度及全年汽車交付量數(shù)據(jù)。其中最為重要的數(shù)據(jù)是特斯拉2022年總計生產137萬輛汽車，交付131萬輛，較2021年的93.6萬輛增長40%，未能實現(xiàn)年交付量增長50%的目標，導致特斯拉股價在去年12月暴跌37%，去年一年暴跌65%。
因此，若特斯拉在2023年依然無法完成既定目標，則會加劇投資者的信任危機，繼續(xù)面臨股價下跌的風險。面對特斯拉如今的境況，伯恩斯坦公司分析師托尼·薩克納吉（Toni Sacconaghi）在一份報告中寫道，“我們認為特斯拉面臨嚴重的需求問題，我們認為，特斯拉要么需要降低增長目標 （工廠不再滿負荷生產），要么維持或加大近期在全球范圍內的降價，但這會對利潤率構成壓力?！彼脑u價無疑是對特斯拉今后的生產經營狀況抱著不看好的態(tài)度。
雖說碳化硅未來市場發(fā)展?jié)摿薮?，但就現(xiàn)階段而言，碳化硅SiC功率器件價格較高，是硅基IGBT的3~5倍左右，這個價格對現(xiàn)在面臨投資壓力的特斯拉來說太貴了。根據(jù)特斯拉的設想，舍棄部分碳化硅這一決定不僅能完成既定的生產目標，也能增加一定的利潤空間。
根據(jù)特斯拉如今的言論與表現(xiàn)，可以看出特斯拉選擇了“產能拉滿，降本增量”的銷售方案，這也是其減少碳化硅使用量的主要原因。
但從研究技術角度來說，目前市場已知的材料與碳化硅比，同等性能的材料比碳化硅價格高，價格更低的材料性能卻比不上碳化硅。特斯拉在投資日上并沒有解釋通過何種技術去實現(xiàn)減少75%碳化硅的使用量，若馬斯克沒有說大話，我們猜測該技術可能還在研發(fā)階段，短時期內還無法大批量地代替碳化硅應用在下一代汽車上。
02、如何定義碳化硅的市場地位？
雖然是否真的能實現(xiàn)減少75%碳化硅使用量的目標還未可知，但是特斯拉減少碳化硅使用量這一消息的宣布立刻在A股碳化硅板塊引起軒然大波。3月1日-3日，東尼電子、天岳先進、天富能源等碳化硅原材料生產和銷售的公司股票持續(xù)走低。由此可以看出特斯拉作為全球頭部電動汽車企業(yè)對碳化硅生產廠家股票市場的影響力。
此次特斯拉在投資日的宣布是否會像2018年那樣影響全球碳化硅市場發(fā)生巨大變化，中國碳化硅市場及企業(yè)是否能維持穩(wěn)定發(fā)展？我們將從全球碳化硅功率器件市場與中國碳化硅生產鏈發(fā)展角度來進行分析。
從全球市場來看，近幾年全球廠商積極布局，逐步完善碳化硅產業(yè)鏈。受新能源汽車、5G通訊、交通等應用領域的高速發(fā)展的影響，碳化硅功率器件市場規(guī)模增速也非?？捎^。
2018-2022年全球碳化硅功率器件市場規(guī)模預測趨勢圖
（數(shù)據(jù)來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
從生產鏈上來說，碳化硅功率器件生產環(huán)節(jié)主要為襯底、外延和器件三個環(huán)節(jié)。其中襯底是最核心的一環(huán)，由于對溫度和壓力以及晶型的要求較高，使其加工階段存在許多難點。襯底制造技術壁壘最高、價值量最大，是未來SiC大規(guī)模產業(yè)化推進的核心。
碳化硅器件工藝流程
（數(shù)據(jù)來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
目前全球碳化硅襯底的核心廠商包括Wolfspeed、II-VI Advanced Materials和ROHM等，其中Wolfspeed一家獨大，在2020年擁有高達62%的市場占有率。
全球碳化硅襯底頭部公司市場份額占比
（數(shù)據(jù)來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
從中游器件市場來看，全球碳化硅器件市場格局仍由海外巨頭主導。2021年全球導電型碳化硅功率器件市場規(guī)模為10.90億美元，市場份額由海外巨頭意法半導體、Wolfspeed、羅姆、英飛凌、三菱電機、安森美等廠商壟斷，全球TOP6占據(jù)99%的市場份額。
2021年全球導電型碳化硅功率器件市場競爭格局
（數(shù)據(jù)來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
由以上可以看出，碳化硅功率器件產業(yè)鏈從原材料到襯底生產到器件生產，產業(yè)鏈上的各個環(huán)節(jié)都非常完整。碳化硅功率器件未來發(fā)展?jié)摿κ欠浅４蟮?，碳化硅原料自身的?yōu)勢、巨大的市場需求都是推動其發(fā)展的重要因素。
碳化硅目前存在著制備成本高，成品良率低等難點，以特斯拉現(xiàn)在面臨的投資壓力預測減少碳化硅的使用只是其短期內的計劃，不會動搖碳化硅作為第三代半導體的地位。從長期發(fā)展來看，碳化硅器件的大面積應用是未來趨勢，隨著技術和設備的突破，碳化硅功率器件在未來很可能完全替代傳統(tǒng)硅基。
03、中國碳化硅產業(yè)鏈不斷完善，下游市場需求帶動發(fā)展
無論是從原材料還是從下游終端市場來看，中國碳化硅產業(yè)都有著非常大的發(fā)展?jié)摿?。近些年，隨著中國新能源汽車、消費類電源、光伏、5G通訊等產業(yè)的市場需求不斷增加，中國國內碳化硅產業(yè)鏈也越來越完善，碳化硅功率器件市場規(guī)模不斷擴大，緊跟全球發(fā)展腳步。
2021年中國碳化硅功率器件應用市場結構
（數(shù)據(jù)來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
2017-2021中國碳化硅功率器件應用市場規(guī)模
（數(shù)據(jù)來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
與海外相比，中國碳化硅市場在技術和產能上都有一定的差距。但是近些年從生產鏈上看，上中下游都產生了許多優(yōu)秀的企業(yè)，碳化硅功率器件國產化正在逐步進行。
首先從上游原材料分析，目前中國碳化硅產量十分豐富，出口量遠遠大于進口量，基本上可以實現(xiàn)自給自足，不依賴進口。2020年受疫情影響出口量有所下降，但在2021年恢復為374.8萬噸。
2015-2022年H1中國碳化硅出口量及增速統(tǒng)計圖
（信息來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
2015-2022年H1中國碳化硅進口量及增速統(tǒng)計圖
（信息來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
在核心環(huán)節(jié)襯底制造中，中國受技術層面限制，碳化硅綜合良率較低。且國外主流大廠正陸續(xù)量產8英寸產品，中國目前還主要以4寸和6寸為主。想要縮小與國外差距，中國企業(yè)必須持續(xù)加大投入研發(fā)，提高技術積累。
2018-2021年H1碳化硅良率統(tǒng)計圖
（信息來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
據(jù)不完全統(tǒng)計，中國國內目前已有30余家碳化硅襯底企業(yè)，投資金額已經超過500億元。其中天岳先進和天科合達為中國主要襯底生產廠商。
但是碳化硅襯底無法直接加工，需要在襯底上面再生長一層質量更高的單晶材料，我們管其叫做外延片?，F(xiàn)階段外延設備基本上被海外企業(yè)壟斷，且技術壁壘相對較高，中國外延片生產發(fā)展受到一定限制。目前中國國內相關外延廠商東莞天域和廈門瀚天天成，兩者均已實現(xiàn)產業(yè)化，可供應4-6英寸外延片。
從中游碳化硅器件生產分析，器件設計上碳化硅二極管（SiC SBD）商業(yè)化逐步完善，目前中國國內多家廠商已設計出SiC SBD產品，中高壓SiC SBD產品穩(wěn)定性較好，但碳化硅 MOSFET仍與海外存在一定差距。中國目前碳化硅 MOSFET設計雖已基本完成，多家設計廠商正與晶圓廠流片階段，但后期客戶驗證仍需部分時間，因此距離大規(guī)模商業(yè)化仍有較長時間。碳化硅器件制造的工藝環(huán)節(jié)與硅基器件基本類似，包括涂膠、顯影、光刻、減薄、退火、摻雜、刻蝕、氧化、清洗等。但由于碳化硅材料獨有的特性，在生產中無法與傳統(tǒng)硅制程設備、工藝完全通用。所以中國在碳化硅設備方面還存在一定的局限性，從而導致當前SiC晶圓制造產能緊缺。
全球碳化硅市場正處于高速發(fā)展階段，中國碳化硅國產替代空間較大，國內已有眾多優(yōu)秀企業(yè)不斷發(fā)展，在襯底、外延片，器件封測等環(huán)節(jié)擁有優(yōu)秀成果。
1、天岳先進
山東天岳是山東大學晶體研究所的產業(yè)化基地，主要從事寬禁帶碳化硅半導體襯底的研發(fā)與生產，廣泛應用于電力輸送、航空航天、新能源汽車、半導體照明、5G通訊等技術領域。
天岳先進較早在中國國內實現(xiàn)了 4 英寸半絕緣型碳化硅襯底的產業(yè)化，成為全球少數(shù)能批量供應高質量 4 英寸半絕緣型碳化硅襯底的企業(yè)；完成了 6 英寸導電型碳化硅襯底的研發(fā)并開始了小批量銷售。同時天岳先進已計劃發(fā)展“8 英寸寬禁帶碳化硅半導體單晶生長及襯底加工關鍵技術項目”。
2017-2022年天岳先進營業(yè)總收入情況
（信息來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
2、三安光電
湖南三安半導體有限責任公司半導體產業(yè)化項目主要從事碳化硅、硅基氮化鎵等第三代化合物半導體的研發(fā)及產業(yè)化，包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝產業(yè)鏈。
三安光電公司主要產品為高功率密度碳化硅二極管、MOSFET 及硅基氮化鎵產品。碳化硅 MOSFET 工業(yè)級產品已送樣客戶驗證，車規(guī)級產品正配合多家車企做流片設計及測試；碳化硅 MOSFET 車規(guī)級與新能源汽車重點客戶的合作已經取得重大突破。
2017-2022年第三季度三安光電營業(yè)總收入情況
（信息來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
3、新潔能
新潔能公司的主營業(yè)務為MOSFET、IGBT等半導體芯片和功率器件的研發(fā)設計及銷售。通過持續(xù)的自主創(chuàng)新，新潔能在溝槽型功率MOSFET、超結功率MOSFET、屏蔽柵功率MOSFET以及IGBT等產品的設計研發(fā)方面擁有多項核心技術。
目前新潔能已擁有覆蓋12V~1700V電壓范圍、0.1A~450A電流范圍的多系列細分型號產品，是國內MOSFET產品系列最齊全且技術先進的設計企業(yè)之一。新潔能還擁有完善的產品質量管控體系，針對產品進行全流程質量管控，產品性能優(yōu)良、質量穩(wěn)定、一致性高，公司產品在細分市場具有較高的品質優(yōu)勢。
2018-2022年第三季度新潔能營業(yè)總收入與歸母凈利潤變化情況
（信息來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
近年來，中國出臺了一系列相關政策支持碳化硅行業(yè)的發(fā)展，2019年底，工信部將GaN單晶襯底、功率器件用GaN外延片、SiC外延片，SiC單晶襯底等第三代半導體產品列入《重點新材料首批次應用示范指導目錄》。2021年，在《中華人民共和國震果學邊和共牽規(guī)劃和2035遠景目標綱要》中明確表明集中電路設計工具、重點裝備和高純靶材等關鍵材料研發(fā)，集中電路先進工藝和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、微機電系統(tǒng)(MEIS等特色工藝突破，先進存儲技術升級，碳化硅、氮化鎊等寬禁帶半導體發(fā)展。
中國巨大的市場需求是碳化硅行業(yè)發(fā)展的核心動力，中國碳化硅企業(yè)應盡快抓住光伏行業(yè)快速發(fā)展以及汽車市場回暖的契機，加快碳化硅器件國產化替代，沖擊國際碳化硅市場。