新能源應用牽引　碳化硅國產化加速

在全球碳化硅功率元件巨頭之一的Wolfspeed于2024年8月底發布其2023年財年（2023年7月至2024年6月）數據，其營業收入為8.07億美元，同比增長-12.44%，歸于母公司股東的凈利潤為-8.64億美元，同比增長-161.96%，收入、利潤雙雙走低。

相比之下，國內碳化硅頭部廠商業績則普遍上漲，據Choice數據，2024年上半年，天岳先進營業收入為9.12億元，同比增長108.12%，歸屬母公司股東的凈利潤為1.02億元，同比增長241.40%；三安光電營業收入為76.79億元，同比增長18.70%，歸屬母公司股東的凈利潤為1.84億元，同比增長8.44%；揚杰科技營業收入為28.65億元，同比增長9.16%，歸屬于母公司股東的凈利潤為4.25億元，同比增長3.43%。

產生上述差異的主要原因在于國內碳化硅廠商的快速崛起，國內碳化硅廠商憑借成本與價格優勢，其銷量與市場份額快速提升，致使部分海外廠商幾乎無利可圖，疊加固定資產折舊、產能利用率低下等因素，盈利能力大幅下滑。

不過，需要關注的是，碳化硅市場空間究竟有多大，國內廠商是否能在全球競爭中勝出呢？

下游應用中國先行

碳化硅屬于第三代半導體，廣泛應用在新能源汽車、5G、光伏發電等領域，相比于上一代半導體，在其基礎上制造的碳化硅功率器件有著諸多優勢，例如，能量損耗低、器件尺寸小、開關頻率高等優點。

具體來看，新能源汽車、光伏是碳化硅功率器件最主要的應用領域，據平安證券研報，碳化硅功率器件在車用領域主要涉及逆變器、OBC等零部件上，新能源汽車通過搭載碳化硅功率器件，將帶來逆變器效率提升、系統尺寸小型化、綜合成本降低以及行駛里程增加等好處。

盡管當前SiC-MOS成本約為Si-IGBT成本的3倍，但根據英飛凌的測算，前者可以減少6.00%至10.00%的電量損耗，電池節省成本將超過碳化硅器件增加的成本，且最高可以節省約6.00%的綜合成本。

更為重要的是，碳化硅的優勢在800V平臺中進一步放大，以小鵬G9為例，其800V高壓碳化硅平臺相較400V平臺續航能力提升5.00%，可實現充電5分鐘續航超過200公里。而且，隨著比亞迪EV、蔚來ES6、理想L9等熱門車型的陸續上市，碳化硅功率器件裝車量進一步擴大。

據TendForce測算，新能源汽車是未來碳化硅功率器件第一大應用市場，預計到2027年，全球導電型碳化硅功率器件市場規模將達到63.00億美元，其中，新能源汽車導電型碳化硅功率器件市場規模為50.00億美元。

在光伏發電領域，使用碳化硅可以將轉換效率從96.00%提升至99.00%以上，能耗降低一半以上，設備循環壽命提升約50倍，根據CASA預測，2025年，碳化硅功率器件在光伏發電領域將占到一半的比重。另外，CASA預測，預計到2026年，全球光伏碳化硅功率器件市場規模將接近20.00億美元。

從上述數據來看，碳化硅功率器件與新能源汽車市場發展呈現強相關關系，且中國是全球最大的新能源汽車生產與消費國市場，據中國汽車工業協會數據，2024年上半年，中國新能源汽車產量為493萬輛，同比增長30.01%，新能源汽車銷量494萬輛，同比增長32.00%，占全球新能源汽車銷量的比重也超過5成。

因此，中國新能源汽車市場的景氣程度是影響碳化硅功率器件市場規模的關鍵因素。

國產廠商發力襯底

海外廠商起步較早，且在碳化硅領域積累了大量經驗與技術，這導致全球碳化硅器件市場由海外巨頭所主導，其中，意法半導體、英飛凌等公司占據了絕大部分市場份額。

據集邦咨詢統計，若以營業收入為統計口徑計算，2023年，意法半導體、安森美、英飛凌、Wolfspeed、羅姆五家公司碳化硅MOSFET器件合計市場份額高達91.90%，幾乎壟斷全球市場。

細心的投資者可能會發現，全球碳化硅功率器件已經成為寡頭壟斷市場，為何巨頭之一的Wolfspeed還會出現虧損？其實，除了折舊、產能利用率等方面的因素，導致Wolfspeed虧損的核心原因在于碳化硅器件價值量的倒掛。

據TrendForce數據，從產業鏈角度來看，碳化硅功率器件主要包括襯底、外延、器件設計、晶圓制造、模塊封裝等環節，需要指出的是，襯底和外延合計占據碳化硅產品整體成本的7成以上，是決定其質量的關鍵，因此，得襯底、外延者得碳化硅市場的天下。

據東吳證券研報，海外龍頭企業在碳化硅襯底領域起步同樣早于國內廠商，其中，Wolfspeed和Coherent在研發和產業化發面領先國內數十年，例如，Wolfspeed的6英寸半絕緣型碳化硅襯底量產時間早于天岳先進15年，Coherent量產時間早于天岳先進10年。

根據Yole統計，2020年，海外廠商碳化硅襯底前三大廠商合計市場份額高達78.00%，其中，Wolfspeed市場占有率為45.00%，位于行業第一，羅姆市場份額約為20.00%，位列行業第二，國內龍頭廠商天科合達、天岳先進市場份額僅分別為3.00%、3.01%。

不過，隨著天岳先進、天科合達、三安光電等國內廠商持續擴產，中國碳化硅襯底在全球的市場份額快速提升，據TrendForce數據，截至2023年年底，中國6英寸碳化硅襯底產能占全球產能的比重已經達到42.00%，預計2026年將提升至一半左右。而且，天岳先進、天科合達兩家產能在2023年均已進入全球前三，合計市場份額達到15.00%。

更為重要的是，隨著產能利用率的提升以及出貨量的增長，國內碳化硅襯底龍頭企業天岳先進規模效應開始現將，其業績也成功扭虧為盈，據其財報數據，公司毛利率由去年的11.30%增長至2024年上半年的23.01%。

截至目前，全球前十大功率半導體企業中超過一半成為天岳先進的客戶，而且，公司還與英飛凌、博士等公司簽署了長期合作協議，向英飛凌提供6英寸導電型襯底和晶棒，占英飛凌需求的比重達到兩位數水平，與英飛凌形成穩定的業務關系。

作為國內位數不多的碳化硅產業鏈垂直整合平臺，三安光電子公司湖南三安已擁有碳化硅配套產能1.60萬片/月，硅基氮化鎵產能2000片/月；天科合達、露笑科技、東尼電子產能在2023年也分別達到29萬片/年、20萬片/年、13萬片/年。

除此之外，根據平安證券統計，東尼電子還將在2023年至2025年向T客戶提供93.50萬片6英寸碳化硅襯底；天岳先進將在未來兩年向F客戶銷售碳化硅產品，合作金額約為8.00億元，國內碳化硅襯底廠商進入快速發展階段。

值得一提的是，生產成本高是導致碳化硅器件成本明顯高于硅產品的主要原因，不過，隨著碳化硅襯底尺寸的增加，可能產的芯片總數也就越大，單位碳化硅器件成本將被明顯攤薄。

據Wolfspeed數據，8英寸碳化硅襯底相比6英寸襯底可生產的芯片總數將提升89.00%，邊緣浪費比例將降低7個百分點至7.00%，而且，根據GTAT預測，相較于6英寸，8英寸襯底的使用將使得碳化硅器件成本降低20.00%至35.00%，這將加速碳化硅器件滲透率的提升。

因此，國內碳化硅廠商紛紛投建8英寸襯底生產線，據集邦咨詢數據，湖南三安與意法半導體在重慶設立的合資公司已經實現襯底廠的點亮通線，項目完全投產后，每年將可以生產8英寸碳化硅襯底48萬片。

天岳先進也已于2022年通過自主擴張實現了高品質8英寸碳化硅襯底的制備，并在2023年實現了8英寸襯底的批量銷售，另外，2024年7月，公司還披露《以簡易程序向特定對象發行股票的提示性公告》，擬募集資金3.00億元，用于8英寸車規級碳化硅襯底制備技術提升項目。

不過，需要注意的是，碳化硅襯底產能的快速擴張有助于國內廠商在競爭中搶占先機，但也需要關注產能擴張導致產品價格下降對業績產生的負面影響。