国产碳化硅替代机遇显现 第三代半导体群雄逐鹿资本入局

　　《投资者网》葛凡梅

　　近年来，以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等材料为代表的第三代半导体，因其宽禁带、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等优异的性能而备受关注。碳化硅芯片作为目前主流的第三代半导体芯片，被广泛应用于新能源汽车等新兴高端行业。

　　受益于市场对碳化硅芯片的需求加大，第三代半导体已成为群雄逐鹿之地，不仅国际巨头“跑马圈地”，国内企业也不甘落后，纷纷布局碳化硅，扩张产能，试图以国产替代争夺市场份额。

　　今年10月，浙江晶盛机电股份有限公司（下称“晶盛机电”，300316.SZ）拟定增募资不超57亿元，投资碳化硅衬底晶片等生产项目；嘉兴斯达半导体股份有限公司（下称“斯达半导”，603290.SH）拟定增募资不超35亿元，投资碳化硅芯片研发及产业化项目等。

　　事实上，碳化硅市场目前已经形成了供不应求与国产替代的产业竞争格局，给国内碳化硅相关企业带来了快速发展的良好机遇，2021年以来，派恩杰、泰科天润等国产碳化硅功率器件制造企业也获得千万元级别融资。

　　加码碳化硅领域扩张产能

　　在半导体领域中，半导体材料已经历了三个发展阶段：第一阶段是以硅、锗为代表的IV族半导体；第二阶段是以GaAs和InP为代表的III-IV族化合物半导体，其中GaAs技术发展成熟，主要用于通讯领域；第三阶段主要是以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料，也被称为第三代半导体产品。

　　半导体材料经历三个发展阶段

　　碳化硅作为第三代半导体代表材料，相关业务布局正在如火如荼地展开，在资本市场上，半导体类上市公司紧锣密鼓进行融资，助力碳化硅业务发展。

　　具体来看，10月25日，晶盛机电发布公告宣布拟向特定投资者发行募资不超过57亿元，其中31.34亿元用于碳化硅衬底晶片生产基地项目，5.64亿元用于12英寸集成电路大硅片设备测试实验线项目，4.32亿元用于年产80台套半导体材料抛光及减薄设备生产制造项目，15.7亿元用于补充流动资金。

　　根据公告，晶盛机电本次募投碳化硅项目为年产40万片6英寸及以上尺寸的导电型和半绝缘型碳化硅衬底晶片，预计投入33.6亿元，项目建设期60个月，预计达产后新增销售收入23.56亿元，年平均利润总额5.88亿元，内部收益率14.7%（税后），投资回收期（静态）（含建设期）为8.3年，投资回收期（静态，不含建设期）为3.3年。

　　无独有偶，斯达半导也在积极布局碳化硅芯片业务，其主营业务是以IGBT为主的功率半导体芯片研发生产。今年10月12日，该公司关于非公开发行股票申请获得中国证监会核准批复。斯达半导本次计划定增募集资金总额不超过35亿元，碳化硅芯片研发及产业化项目就是此次定增资金的用途项目之一。

　　根据定增预案，目前斯达半导车规级碳化硅模块已经获得国内外多家著名车企和Tier1客户的项目定点，将对公司2022年-2028年车规级碳化硅模块销售增长提供持续推动力。为进一步提升产品的竞争力，公司将通过该项目实施对进口碳化硅芯片进行替代。

　　《投资者网》注意到，除了斯达半导体、晶盛机电外，还有华润微、赛微电子、闻泰科技、三安光电、士兰微、露笑科技、扬杰科技、亚光科技、聚灿光电，东尼电子等一众知名上市公司亦在布局第三代半导体产业。

　　举例来看，闻泰科技的碳化硅产品今年5月宣布，目前已经交付了第一批晶圆和样品；华润微7月宣布，正式向市场投放1200V和650V工业级碳化硅肖特基二极管功率器件产品系列，同时其6英寸商用碳化硅晶圆生产线正式量产；三安光电投资总额为160亿元、包括但不限于碳化硅等化合物第三代半导体的研发及产业化项目，已于7月20日开工；

　　赛微电子于8月称在碳化硅基氮化镓材料及制造方面已具有技术储备；露笑科技8月宣布，将与合肥市长丰县人民政府在合肥市长丰县共同投资建设第三代功率半导体（碳化硅）产业园，包括但不限于碳化硅等第三代半导体的研发及产业化项目，包括碳化硅晶体生长、衬底制作、外延生长等的研发生产，项目投资总规模预计100亿元：东尼电子10月称公司碳化硅半导体材料项目尚处于研发打样阶段；等等。

　　公开信息显示，据不完全统计，今年1-8月所披露新开工以及新签约第三代半导体产业项目的投资总额已超450亿元。

　　风头正盛资本争相入局

　　据CASA不完全统计，2020年国内投产3条6英寸碳化硅晶圆产线，截至2020年底，国内至少已有8条6英寸碳化硅晶圆制造产线（包括中试线），另有约10条碳化硅生产线正在建设。

　　在行业赛道火热、扩产扩能延续之际，以碳化硅等材料为代表的第三代半导体已经吸引了大中小企业以及各路资本的投资布局，后续预期仍将有更多企业及资本入场。

　　具体来看，今年10月，上海瞻芯电子科技有限公司（下称“瞻芯电子”）宣布完成总金额达数亿元的A+和A++轮融资。公司本次融资由国投招商、光速中国和小米产投共同领投，宁德时代、广汽资本、广发信德、沃赋资本、浦东科创、钧犀资本、光谱投资跟投，老股东临芯投资继续加持。本轮融资将用于市场开拓、补充研发和运营资金，并持续引入优秀人才。

　　同月，国产碳化硅功率器件制造和应用企业——泰科天润半导体科技（北京）有限公司（下称“泰科天润”）完成D轮融资，融资金额未披露。自2011年成立以来，该公司获得某国际半导体大厂和元禾重元的联合助力，投资方众多，包括遨问创投、TCL创投、瑞业资产、哇牛资本、辰途资本，新鼎资本、三峡资本等。

　　公开资料显示，泰科天润的主要产品为碳化硅芯片和碳化硅功率器件，本轮产业资本的加持将进一步贯通公司在碳化硅晶圆材料、器件批量化生产供货、下游规模化应用的全产业链链条协同，为实现更为广泛和更大规模的的市场应用提供核心支持。

　　近期，碳化硅功率器件设计及方案商——派恩杰半导体（杭州）有限公司（下称“派恩杰”）也正在积极推进募资计划。事实上，根据企查查信息，今年3月与9月，派恩杰已获得Pre-A轮数千万融资，投资方有创东方投资、天际资本、湖杉资本等，公司本次融资资金将用于更高电压平台功率器件产品的研发和全球市场的布局。

　　高瓴资本作为知名的投资公司，也持续加注在第三代半导体领域投资，投资了专业从事第三代半导体碳化硅晶片研发、生产和销售的北京天科合达半导体股份有限公司（下称“天科合达”）。企查查信息显示，天科合达成立于2006年，是国内成立时间最早、规模较大的碳化硅领域公司，2018年碳化硅晶片产能为7万片，曾于2017年4月10日挂牌新三板，2019年12月摘牌后申请科创板上市，然而，公司却在2020年10月撤回申请文件，终止IPO，公司2019年总营收为1.55亿元。

　　资本入局以碳化硅等材料为代表的第三代半导体赛道，一方面基于行业契合国家新基建战略；另一方面则源于其下游需求旺盛，国产替代机遇正在显现。

　　需求旺盛国产替代迎来机遇

　　以碳化硅等材料为代表的第三代半导体功率器件，产品具有优越的性能和能带结构，应用领域较为广泛，目前已逐渐渗透新能源汽车、可再生能源发电、变频家电等新兴领域。

　　纵观全球第三代半导体产业，头部企业仍是以国外企业为主。根据Omdia数据显示，2018年全球排名前十第三代半导体功率器件企业来自于美国、欧洲和日本，合计市占率达60%。目前，科锐、意法半导体、罗姆、安森美、英飞凌、Qorvo、住友、恩智浦、三菱电机等国际巨头们仍在不断通过扩大产能、合作结盟或兼收并购等方式在第三代半导体市场跑马圈地、加速布局。

　　对比来看，在全球碳化硅行业中前十位尚无中国企业，我国在该领域目前依旧处于早期的产品导入阶段。资料显示，我国国内碳化硅领域企业多数处于在建、试产、计划等阶段，如瞻芯电子、派恩杰、泰科天润等。

　　目前国内第三代半导体市场自给率偏低，国产替代空间巨大。中国电子技术标准化研究院以及yole数据显示，2019年，第三代半导体碳化硅以及氮化镓的渗透率合计约为1.77%，预计到2023年可提升至约4.75%。

　　瞄准国产替代机遇，一众半导体公司也在积极布局碳化硅相关业务。碳化硅产业链主要包括衬底（晶片）、外延、芯片设计、晶圆制造、封装测试、模组及应用等环节，其中涉及产业链企业众多，如衬底和外延方面有天科合达；设计方面有瞻芯电子、派恩杰、泰科天润；制造方面有海通华芯、海特高新；封测方面有华天科技、长电科技；应用方面有比亚迪、吉利汽车。

　　国金证券认为，对于碳化硅行业而言，目前整体市场规模较小，2020年全球市场规模约6亿美元，但是下游需求确定且巨大。根据IHS Markit数据，受新能源汽车庞大需求的驱动以及电力设备等领域的带动，预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将超过100亿美元，2020-2027年复合增速近50%。目前制约行业发展的因素主要是成本高昂和性能可靠性。碳化硅行业一旦到达综合器件成本趋近于硅基功率器件的“奇点时刻”，行业将迎来爆发性增长。

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