华泰证券:SiC商业化进程领先GaN三年 预计2026年投资扩产或转向GaN

华泰证券:SiC商业化进程领先GaN三年 预计2026年投资扩产或转向GaN
2023年10月26日 10:15 智通财经网

华泰证券发布研究报告称,SiC和GaN作为新型功率半导体材料,已进入快速发展阶段。2018年特斯拉的功率器件应用加速了SiC应用于新能源车的进程。SiC相较GaN有三年的商业化领先,全球市场由Wolfspeed、Coherent、安森美等公司垄断。在小米推出手机快充后,GaN产业规模迅速扩大,产业龙头有住友化学、英飞凌、三安光电等。

▍华泰证券主要观点如下:

SiC商业化进程领先GaN三年,预计2026年投资扩产或转向GaN

SiC和GaN作为新型功率半导体材料,已进入快速发展阶段。2018年特斯拉的功率器件应用加速了SiC应用于新能源车的进程。SiC相较GaN有三年的商业化领先,全球市场由Wolfspeed、Coherent、安森美等公司垄断。在小米推出手机快充后,GaN产业规模迅速扩大,产业龙头有住友化学、英飞凌、三安光电等。

GaN相较SiC长晶速度快、成本更低,GaN可以利用现有的硅(Si)工艺和设备,在普通的硅衬底上生长。而SiC则需要采用高纯度的SiC衬底,大幅提高了材料成本。GaN未来的增长动能取决于能否在工业、汽车领域应用,但GaN上车仍处于送样测试阶段,车规级器件放量预计会在2028年左右。

展望未来,SiC和GaN或将形成各自的市场格局,预计2026年随着SiC产能饱和,大型公司可能将目光转向GaN领域投资扩产。

SiC领域M&A活跃,Coherent通过合资子公司提前锁定日本市场

在SiC领域,融资并购活动主要是公司为了掌握核心技术提升良率,从而实现规模效应来降本增效,或是为了锁定产能确保衬底供应的稳定性。2008年罗姆公司收购SiCrystal,2019年意法半导体收购Norstel,以及2021年安森美收购了GT Advanced,在后续业务实践中都实现了双赢。2022年II-VI收购Coherent后,新公司命名为Coherent,并加速SiC业务布局。

今年10月11日,三菱电机和Denso分别投资5亿美元在Coherent 子公司Silicon Carbide LLC各占股12.5%,签署6英寸和8英寸SiC晶圆的长期供应协议,提前锁定日本市场。

国内SiC龙头在质量和工艺取得突破,降本增效取决于多方面因素

国内SiC衬底龙头在质量方面实现较大突破,但在工艺上仍有差距。1)技术来源:国内60余家SiC衬底企业,主要的技术和人才来源于天科合达和天岳先进;2)质量:国内SiC衬底质量能与国外巨头相媲美,具备竞争力;

3)工艺:海外内龙头企业在长晶速度上距离也缩小;4)长晶设备:国内PVT设备国产率高,性价比较高;5)能源:由于长晶炉内温度高达2400摄氏度,能耗大。而国内太阳能、风电水电充足,有潜在降本可能性;6)技术人才:国外龙头企业的技术团队更加稳定。

长晶技术为大尺寸SiC衬底研发核心挑战,激光切割或为下一代技术主流

国内晶圆尺寸在从4到6英寸过渡,6英寸去年开始大规模量产,8英寸全球只有Wolfspeed在纽约的莫霍克谷工厂有小批量试产,良率为公司核心机密未披露。8英寸晶圆性价比较低,面积约为6英寸晶圆的1.8倍,但价格高达2000美元为6英寸片价格的2.5倍。

长晶技术是研发8英寸SiC衬底的核心挑战,由于长晶过程类似“黑匣子”,在高成品率和拉晶长度之间取合适平衡需要大量的工艺经验积累,还需要对材料、坩埚、热场、SiC粉末等不断进行优化和升级。后续切磨抛过程中,8英寸由于其更大尺寸,在切割过程中出现的应力、翘曲等问题亟需技术迭代,激光切割技术或为下一代主流方案。

风险提示:

SiC长晶技术研发不达预期、SiC器件降本不达预期、价格竞争愈演愈烈等。

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