Wolfspeed对国产SiC的启示（五）

国内外技术水平差距：

数据来源：产业链访谈（纵轴代表水平得分），东吴证券研究所

整体看，行业需求快速增长及半导体国产化浪潮为国产供应链带来机遇。碳化硅供需趋紧，2021年，仅特斯拉一家需求便可消化近50万片6寸衬底产能，国产缺货带来导入机会。国产碳化硅厂商积极扩产、投研发，随着技术发展不断成熟，验证进展推进，未来有望实现放量。

碳化硅供需趋紧带来国产化机遇：

数据来源：特斯拉官方微博，Munro&Associates，GaN世界，wolfspeed公告，东吴证券研究所测算

国内龙头大力扩产、投研发：

数据来源：各公司招股书，东吴证券研究所

竞争要素：优先导入供应链，上车验证。碳化硅器件十分重视工艺，需要不断循环迭代验证，优先导入供应链对于获取份额具有重要意义。

国内外产品迭代情况：

数据来源：各公司招股说明书，各公司公告，半导体行业观察，东吴证券研究所

关键问题探讨

降成本路径：

• 市场关注降本速度，衬底降本先行。碳化硅的成本直接决定了渗透率，影响市场规模，因此需要密切关注产业降本节奏。以山东天岳为例，其2020年整体成本（除股份支付成本）中，营业成本占比66.2%；其主要原材料采购金额中，石墨件、石墨毡为主要原材料，采购金额占比分别为34.74%、48.87%。
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• 衬底降本快于器件，衬底发展类似于LED行业。LED行业早期成本较高，被国外厂商垄断，国内的三安等企业切入市场后开始快速降价，实现了份额的提升，带来行业格局洗牌。衬底制造难度高于LED，但仍有一定可比性，我们判断未来降成本速度将快于器件。

山东天岳成本拆解：

数据来源：天岳先进招股书，东吴证券研究所

山东天岳材料成本结构：

数据来源：天岳先进招股书，东吴证券研究所

长晶效率提升为最重要降本因子。我们以山东天岳披露的公开数据做测算，就衬底降本的详细路径及因子做一个探讨。在6寸片转为8寸片的情况下，降本的贡献因子大小排序为：长晶效率提升一倍>切片损失较少一倍>良率提升10%>晶圆尺寸加大>产能扩张10倍。

衬底降成本因子拆分：

数据来源：天岳先进、天科合达招股书，wolfspeed材料，东吴证券研究所测算；注：假设良率从70%提升至80%

衬底降本曲线：

数据来源：天岳先进、天科合达招股书，东吴证券研究所

远期盈利能力

良率提升较慢，国产厂商短期盈利能力有待提升。

• 碳化硅全产业链生产环节较长，衬底制作环节就包括晶体生长和切磨抛等，整体来看技术难度较大，工艺进展缓慢，目前国产厂商大多处于实验室阶段，尚不具备大批量供货能力。
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• 盈利能力方面，Wolfspeed公布的2021年毛利率为31.3%，国产厂商由于产品阶段的不成熟，财务数据不具有显著可比性，有待产能和良率的进一步提升，以及产品正式的验证、通过、迭代。

单炉出片量与整体良率为盈利核心影响因素。我们拆解产业链不同环节，发现单炉出片量和整体良率为盈利关键影响指标，单炉出片量也对应晶体生长速度。

• 通过山东天岳和天科合达公开数据进行测算，我们认为良率达30%、单炉年产量1000片4寸片时，可以达到盈亏平衡。如果维持单炉年产量1000片4寸片，良率提升到50%以上，有望实现30%以上的利润率。

良率-产量敏感性分析：

数据来源：天岳先进、天科合达招股书，东吴证券研究所测算；注：单炉产出量单位为片/年

远期格局推演

国产化率有望提升，份额有望提升10%以上。我们复盘了第一代半导体硅和第二代半导体砷化镓的发展历史，探寻碳化硅与其的同与不同。

• 回顾第二代半导体砷化镓的发展，砷化镓在手机射频领域和光电子领域占据了主导地位，而碳化硅主要应用于电力电子领域，下游应用的区别使得它们的发展方向有较大差别。
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• 砷化镓产业链主要环节有衬底外延生产、IC设计、晶圆制造/代工、IC封装测试，下游应用包括手机射频、LED、激光、光伏等。
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• 衬底环节，仅IQE和全新光电两家就占比89%，外延环节中IQE和全新光电合计占比达79%。
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• 晶圆制造环节，稳懋独占全球71%的市场份额，一家独大。器件市场中，美国Skyworks占据32%的市场份额，其他厂商竞争较为充分。

砷化镓产业链及下游应用：

数据来源：前瞻产业研究院，Yole，东吴证券研究所

碳化硅的市场格局演化可能更加类似第一代半导体硅片，市场集中度仍然较高但龙头合计市占率逐步下降。

• 就硅片而言，2015-2020年全球前五大硅片制造商合计市占率分别为98%，91%、94%、93%、92%、87%，CR5在6年时间整体下降11pct。
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• 碳化硅产业中国产份额较低，2020年国内龙头天科合达全球份额仅4%，未来国产份额提升空间或大于硅片。以天科合达为代表的国产厂商有机会加速扩产，挤压海外厂商市场份额。

全球碳化硅衬底市场格局演变：

数据来源：Yole，Wolfspeed，东吴证券研究所

全球硅片市场格局演变（2015-2020）：

数据来源：SEMI,SUMCO,Garter，东吴证券研究所

国产有望长出大公司：

• 当前碳化硅衬底市场格局呈现寡头垄断，以导电型碳化硅衬底为例，近三年全球前三大碳化硅衬底制造商Wolfspeed、贰陆、罗姆合计市占率分别为88%、87%、89%。较高的市场集中度体现了行业的高进入门槛和竞争壁垒。
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• Wolfspeed作为行业龙头，独占近60%份额，说明技术学习曲线相对陡峭，一旦跑出竞争优势，可以维持较持续的竞争优势。国产厂商目前呈现百花齐放态势，但行业终局更有可能会跑出赢家，长出较大体量的公司。

行业发展后期有望发生并购潮。第一代半导体硅片的市场格局演变中，各大制造商均通过并购来扩大市场份额。回顾龙头硅片制造商发展历史，日本信越化学1996年并购了意大利硅企业SIMCOA，扩大了硅原材料生产。

• 日本Silicon United Manufacturing Corp.于2002年并购SUMITOMO和MITSUBISHI，更名为SUMCO，市场份额成为全球第二，并于2006年又收购了KOMATSU。中国台湾环球晶圆2012年收购CoorsTek，2016年收购Topsil和SunEdison，2020年收购德国世创后市场份额跃居全球第二。韩国SK Siltron于2017年、2019年先后收购LG Siltron和杜邦碳化硅晶圆事业部。

全球前五大硅片厂商并购史：

数据来源：环球晶圆、Siltronic、SK、信越、Sumco官网，东吴证券研究所