文｜MIR睿工業(yè)
近日，特斯拉在投資者日活動(dòng)公開稱該公司下一代驅(qū)動(dòng)單元成本將降低約1000美元，碳化硅（SiC）將減少75%，相應(yīng)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(chǎng)的波動(dòng)，各種猜測(cè)議論紛紛。特斯拉這次的宣布是預(yù)示著相關(guān)產(chǎn)品的即將面世，還是空口無憑的噱頭呢。
01、面對(duì)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(jià)格競(jìng)爭(zhēng)不斷加強(qiáng)，特斯拉壓力倍增。前一段時(shí)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(jì)生產(chǎn)137萬輛汽車，交付131萬輛，較2021年的93.6萬輛增長(zhǎng)40%，未能實(shí)現(xiàn)年交付量增長(zhǎng)50%的目標(biāo)，導(dǎo)致特斯拉股價(jià)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(biāo)，則會(huì)加劇投資者的信任危機(jī)，繼續(xù)面臨股價(jià)下跌的風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)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(bào)告中寫道，“我們認(rèn)為特斯拉面臨嚴(yán)重的需求問題，我們認(rèn)為，特斯拉要么需要降低增長(zhǎng)目標(biāo) （工廠不再滿負(fù)荷生產(chǎn)），要么維持或加大近期在全球范圍內(nèi)的降價(jià)，但這會(huì)對(duì)利潤(rùn)率構(gòu)成壓力?！彼脑u(píng)價(jià)無疑是對(duì)特斯拉今后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況抱著不看好的態(tài)度。
雖說碳化硅未來市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，但就現(xiàn)階段而言，碳化硅SiC功率器件價(jià)格較高，是硅基IGBT的3~5倍左右，這個(gè)價(jià)格對(duì)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(shè)想，舍棄部分碳化硅這一決定不僅能完成既定的生產(chǎn)目標(biāo)，也能增加一定的利潤(rùn)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(chǎn)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(shù)角度來說，目前市場(chǎng)已知的材料與碳化硅比，同等性能的材料比碳化硅價(jià)格高，價(jià)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(shù)去實(shí)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(cè)該技術(shù)可能還在研發(fā)階段，短時(shí)期內(nèi)還無法大批量地代替碳化硅應(yīng)用在下一代汽車上。
02、如何定義碳化硅的市場(chǎng)地位？
雖然是否真的能實(shí)現(xiàn)減少75%碳化硅使用量的目標(biāo)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(jìn)、天富能源等碳化硅原材料生產(chǎn)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(dòng)汽車企業(yè)對(duì)碳化硅生產(chǎn)廠家股票市場(chǎng)的影響力。
此次特斯拉在投資日的宣布是否會(huì)像2018年那樣影響全球碳化硅市場(chǎng)發(fā)生巨大變化，中國(guó)碳化硅市場(chǎng)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(chǎng)與中國(guó)碳化硅生產(chǎn)鏈發(fā)展角度來進(jìn)行分析。
從全球市場(chǎng)來看，近幾年全球廠商積極布局，逐步完善碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈。受新能源汽車、5G通訊、交通等應(yīng)用領(lǐng)域的高速發(fā)展的影響，碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模增速也非?？捎^。
2018-2022年全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)趨勢(shì)圖
（數(shù)據(jù)來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
從生產(chǎn)鏈上來說，碳化硅功率器件生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要為襯底、外延和器件三個(gè)環(huán)節(jié)。其中襯底是最核心的一環(huán)，由于對(duì)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(diǎn)。襯底制造技術(shù)壁壘最高、價(jià)值量最大，是未來SiC大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)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(dú)大，在2020年擁有高達(dá)62%的市場(chǎng)占有率。
全球碳化硅襯底頭部公司市場(chǎng)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(chǎng)來看，全球碳化硅器件市場(chǎng)格局仍由海外巨頭主導(dǎo)。2021年全球?qū)щ娦吞蓟韫β势骷袌?chǎng)規(guī)模為10.90億美元，市場(chǎng)份額由海外巨頭意法半導(dǎo)體、Wolfspeed、羅姆、英飛凌、三菱電機(jī)、安森美等廠商壟斷，全球TOP6占據(jù)99%的市場(chǎng)份額。
2021年全球?qū)щ娦吞蓟韫β势骷袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(chǎn)業(yè)鏈從原材料到襯底生產(chǎn)到器件生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)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蟮模蓟柙献陨淼膬?yōu)勢(shì)、巨大的市場(chǎng)需求都是推動(dòng)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(diǎn)，以特斯拉現(xiàn)在面臨的投資壓力預(yù)測(cè)減少碳化硅的使用只是其短期內(nèi)的計(jì)劃，不會(huì)動(dòng)搖碳化硅作為第三代半導(dǎo)體的地位。從長(zhǎng)期發(fā)展來看，碳化硅器件的大面積應(yīng)用是未來趨勢(shì)，隨著技術(shù)和設(shè)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(guó)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，下游市場(chǎng)需求帶動(dòng)發(fā)展
無論是從原材料還是從下游終端市場(chǎng)來看，中國(guó)碳化硅產(chǎn)業(yè)都有著非常大的發(fā)展?jié)摿Α＝┠?，隨著中國(guó)新能源汽車、消費(fèi)類電源、光伏、5G通訊等產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)需求不斷增加，中國(guó)國(guó)內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈也越來越完善，碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，緊跟全球發(fā)展腳步。
2021年中國(guó)碳化硅功率器件應(yīng)用市場(chǎng)結(jié)構(gòu)
（數(shù)據(jù)來源：MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理）
2017-2021中國(guó)碳化硅功率器件應(yīng)用市場(chǎng)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(guó)碳化硅市場(chǎng)在技術(shù)和產(chǎn)能上都有一定的差距。但是近些年從生產(chǎn)鏈上看，上中下游都產(chǎn)生了許多優(yōu)秀的企業(yè)，碳化硅功率器件國(guó)產(chǎn)化正在逐步進(jìn)行。
首先從上游原材料分析，目前中國(guó)碳化硅產(chǎn)量十分豐富，出口量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)口量，基本上可以實(shí)現(xiàn)自給自足，不依賴進(jìn)口。2020年受疫情影響出口量有所下降，但在2021年恢復(fù)為374.8萬噸。
2015-2022年H1中國(guó)碳化硅出口量及增速統(tǒng)計(jì)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(guó)碳化硅進(jìn)口量及增速統(tǒng)計(jì)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(guó)受技術(shù)層面限制，碳化硅綜合良率較低。且國(guó)外主流大廠正陸續(xù)量產(chǎn)8英寸產(chǎn)品，中國(guó)目前還主要以4寸和6寸為主。想要縮小與國(guó)外差距，中國(guó)企業(yè)必須持續(xù)加大投入研發(fā)，提高技術(shù)積累。
2018-2021年H1碳化硅良率統(tǒng)計(jì)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(jì)，中國(guó)國(guó)內(nèi)目前已有30余家碳化硅襯底企業(yè)，投資金額已經(jīng)超過500億元。其中天岳先進(jìn)和天科合達(dá)為中國(guó)主要襯底生產(chǎn)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(zhǎng)一層質(zhì)量更高的單晶材料，我們管其叫做外延片。現(xiàn)階段外延設(shè)備基本上被海外企業(yè)壟斷，且技術(shù)壁壘相對(duì)較高，中國(guó)外延片生產(chǎn)發(fā)展受到一定限制。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)相關(guān)外延廠商?hào)|莞天域和廈門瀚天天成，兩者均已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，可供應(yīng)4-6英寸外延片。
從中游碳化硅器件生產(chǎn)分析，器件設(shè)計(jì)上碳化硅二極管（SiC SBD）商業(yè)化逐步完善，目前中國(guó)國(guó)內(nèi)多家廠商已設(shè)計(jì)出SiC SBD產(chǎn)品，中高壓SiC SBD產(chǎn)品穩(wěn)定性較好，但碳化硅 MOSFET仍與海外存在一定差距。中國(guó)目前碳化硅 MOSFET設(shè)計(jì)雖已基本完成，多家設(shè)計(jì)廠商正與晶圓廠流片階段，但后期客戶驗(yàn)證仍需部分時(shí)間，因此距離大規(guī)模商業(yè)化仍有較長(zhǎng)時(shí)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(dú)有的特性，在生產(chǎn)中無法與傳統(tǒng)硅制程設(shè)備、工藝完全通用。所以中國(guó)在碳化硅設(shè)備方面還存在一定的局限性，從而導(dǎo)致當(dāng)前SiC晶圓制造產(chǎn)能緊缺。
全球碳化硅市場(chǎng)正處于高速發(fā)展階段，中國(guó)碳化硅國(guó)產(chǎn)替代空間較大，國(guó)內(nèi)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(cè)等環(huán)節(jié)擁有優(yōu)秀成果。
1、天岳先進(jìn)
山東天岳是山東大學(xué)晶體研究所的產(chǎn)業(yè)化基地，主要從事寬禁帶碳化硅半導(dǎo)體襯底的研發(fā)與生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于電力輸送、航空航天、新能源汽車、半導(dǎo)體照明、5G通訊等技術(shù)領(lǐng)域。
天岳先進(jìn)較早在中國(guó)國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了 4 英寸半絕緣型碳化硅襯底的產(chǎn)業(yè)化，成為全球少數(shù)能批量供應(yīng)高質(zhì)量 4 英寸半絕緣型碳化硅襯底的企業(yè)；完成了 6 英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底的研發(fā)并開始了小批量銷售。同時(shí)天岳先進(jìn)已計(jì)劃發(fā)展“8 英寸寬禁帶碳化硅半導(dǎo)體單晶生長(zhǎng)及襯底加工關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目”。
2017-2022年天岳先進(jìn)營(yíng)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(dǎo)體有限責(zé)任公司半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目主要從事碳化硅、硅基氮化鎵等第三代化合物半導(dǎo)體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，包括長(zhǎng)晶—襯底制作—外延生長(zhǎng)—芯片制備—封裝產(chǎn)業(yè)鏈。
三安光電公司主要產(chǎn)品為高功率密度碳化硅二極管、MOSFET 及硅基氮化鎵產(chǎn)品。碳化硅 MOSFET 工業(yè)級(jí)產(chǎn)品已送樣客戶驗(yàn)證，車規(guī)級(jí)產(chǎn)品正配合多家車企做流片設(shè)計(jì)及測(cè)試；碳化硅 MOSFET 車規(guī)級(jí)與新能源汽車重點(diǎn)客戶的合作已經(jīng)取得重大突破。
2017-2022年第三季度三安光電營(yíng)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(yíng)業(yè)務(wù)為MOSFET、IGBT等半導(dǎo)體芯片和功率器件的研發(fā)設(shè)計(jì)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(jié)功率MOSFET、屏蔽柵功率MOSFET以及IGBT等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)方面擁有多項(xiàng)核心技術(shù)。
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(xì)分型號(hào)產(chǎn)品，是國(guó)內(nèi)MOSFET產(chǎn)品系列最齊全且技術(shù)先進(jìn)的設(shè)計(jì)企業(yè)之一。新潔能還擁有完善的產(chǎn)品質(zhì)量管控體系，針對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全流程質(zhì)量管控，產(chǎn)品性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定、一致性高，公司產(chǎn)品在細(xì)分市場(chǎng)具有較高的品質(zhì)優(yōu)勢(shì)。
2018-2022年第三季度新潔能營(yíng)業(yè)總收入與歸母凈利潤(rùn)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(guó)出臺(tái)了一系列相關(guān)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(dǎo)體產(chǎn)品列入《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》。2021年，在《中華人民共和國(guó)震果學(xué)邊和共牽規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中明確表明集中電路設(shè)計(jì)工具、重點(diǎn)裝備和高純靶材等關(guān)鍵材料研發(fā)，集中電路先進(jìn)工藝和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、微機(jī)電系統(tǒng)(MEIS等特色工藝突破，先進(jìn)存儲(chǔ)技術(shù)升級(jí)，碳化硅、氮化鎊等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展。
中國(guó)巨大的市場(chǎng)需求是碳化硅行業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力，中國(guó)碳化硅企業(yè)應(yīng)盡快抓住光伏行業(yè)快速發(fā)展以及汽車市場(chǎng)回暖的契機(jī)，加快碳化硅器件國(guó)產(chǎn)化替代，沖擊國(guó)際碳化硅市場(chǎng)。