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碳化硅切割设备行业:多技术并行 碳化硅衬底切片设备加速国产化

来源:国泰君安证券股份有限公司 2023-04-25 20:29:46


【资料图】

本报告导读:

碳化硅具备增效与节能的优势,有望在中高压环节实现对硅基材料器件的替代;受益于下游新能源汽车和光伏需求激增,行业产能扩张催生百亿级设备市场。

摘要:

投资要点:碳化硅衬底是产业链最核心环节,新能源汽车+光伏需求驱动产能扩张,为切片设备带来增量。1)碳化硅具备高性能与低损耗的优势,有望在中高压领域实现对硅基材料的替代;2)衬底制备作为当前产业链最核心环节(价值量占47%),晶体生长和切割 环节高难度限制了当前行业产能;3)新能源汽车和光伏兴起,对高压、高功率半导体器件需求激增,催生碳化硅产能扩张。产能端建议关注国内外厂商8 英寸衬底进展,衬底扩径可提高晶圆利用率,降低制造成本;设备端建议关注大尺寸衬底切片设备技术进展,切割设备技术提升可以提高衬底综合良率。首次覆盖碳化硅设备行业,给予增持评级。

推荐标的:实现高线速碳化硅金刚线切片机批量销售,已推出8 寸碳化硅金刚线切片机并持续推进设备国产替代的高测股份。推出国内首款高线速碳化硅金刚线切片机GC-SCDW6500 可获得和砂浆切割相同的晶片质量,同时大幅提升切割效率,显著降低生产成本,行业内独家实现批量销售,实现国产替代。

碳化硅材料兼具高性能+低损耗优势,晶体生长和切割是产业化瓶颈。优势:1)高性能:碳化硅相比硅有四大优势:大带隙、大载流子漂移速率、大热导率和大击穿电场,做成的器件对应有四高性能:

高功率、高频率、高温和高电压。2)低损耗:SiC 材料导通电阻低,制作的器件漂移层掺杂浓度更高也更薄,相比硅基器件开关损耗和系统损耗较低。瓶颈:晶体生长慢、工艺可控性差、扩径难度高;碳化硅硬度高、脆性大、化学性质稳定,切割加工难度大,造成行业多技术路线并存的现状,也是当前国产化进程的难点。

新能源汽车+光伏需求增长刺激产能扩张,我们测算2026年碳化硅设备市场空间超250 亿。1)供给端:我们预计2026 年碳化硅衬底名义产能达839.2 万片,对应251.8 亿设备总市场空间,48.0 亿的新增市场空间,其中切片设备占比14%。2)需求端:目前新能源车是导电型碳化硅衬底最大应用领域,光伏是第二大应用市场,我们测算到2026 年导电型碳化硅衬底合计有455.7 万片的新增潜在市场需求,而我们估计导电型衬底有效产能仅为397.3 万片,存在58.4 万片的有效产能缺口,对应约29.2 亿元设备投资空间。

风险提示:碳化硅渗透率提升不及预期、碳化硅扩产不及预期

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