海外碳化硅巨头亏损扩大，国内碳化硅厂商业绩则迎来“普涨”，而且，在碳化硅衬底、外延片领域，国内厂商持续扩产，并加速进入8英寸赛道，市场份额进一步得到提升，海外巨头与国内厂商合作项目也纷纷落地中国。
胡楠/文
在全球碳化硅功率元件巨头之一的Wolfspeed于2024年8月底发布其2023年财年（2023年7月至2024年6月）数据，其营业收入为8.07亿美元，同比增长-12.44%，归于母公司股东的净利润为-8.64亿美元，同比增长-161.96%，收入、利润双双走低。
相比之下，国内碳化硅头部厂商业绩则普遍上涨，据Choice数据，2024年上半年，天岳先进营业收入为9.12亿元，同比增长108.12%，归属母公司股东的净利润为1.02亿元，同比增长241.40%；三安光电营业收入为76.79亿元，同比增长18.70%，归属母公司股东的净利润为1.84亿元，同比增长8.44%；扬杰科技营业收入为28.65亿元，同比增长9.16%，归属于母公司股东的净利润为4.25亿元，同比增长3.43%。
产生上述差异的主要原因在于国内碳化硅厂商的快速崛起，国内碳化硅厂商凭借成本与价格优势，其销量与市场份额快速提升，致使部分海外厂商几乎无利可图，叠加固定资产折旧、产能利用率低下等因素，盈利能力大幅下滑。
不过，需要关注的是，碳化硅市场空间究竟有多大，国内厂商是否能在全球竞争中胜出呢？
下游应用中国先行
碳化硅属于第三代半导体，广泛应用在新能源汽车、5G、光伏发电等领域，相比于上一代半导体，在其基础上制造的碳化硅功率器件有着诸多优势，例如，能量损耗低、器件尺寸小、开关频率高等优点。
具体来看，新能源汽车、光伏是碳化硅功率器件最主要的应用领域，据平安证券研报，碳化硅功率器件在车用领域主要涉及逆变器、OBC等零部件上，新能源汽车通过搭载碳化硅功率器件，将带来逆变器效率提升、系统尺寸小型化、综合成本降低以及行驶里程增加等好处。
尽管当前SiC-MOS成本约为Si-IGBT成本的3倍，但根据英飞凌的测算，前者可以减少6.00%至10.00%的电量损耗，电池节省成本将超过碳化硅器件增加的成本，且最高可以节省约6.00%的综合成本。
更为重要的是，碳化硅的优势在800V平台中进一步放大，以小鹏G9为例，其800V高压碳化硅平台相较400V平台续航能力提升5.00%，可实现充电5分钟续航超过200公里。而且，随着比亚迪EV、蔚来ES6、理想L9等热门车型的陆续上市，碳化硅功率器件装车量进一步扩大。
据TendForce测算，新能源汽车是未来碳化硅功率器件第一大应用市场，预计到2027年，全球导电型碳化硅功率器件市场规模将达到63.00亿美元，其中，新能源汽车导电型碳化硅功率器件市场规模为50.00亿美元。
在光伏发电领域，使用碳化硅可以将转换效率从96.00%提升至99.00%以上，能耗降低一半以上，设备循环寿命提升约50倍，根据CASA预测，2025年，碳化硅功率器件在光伏发电领域将占到一半的比重。另外，CASA预测，预计到2026年，全球光伏碳化硅功率器件市场规模将接近20.00亿美元。
从上述数据来看，碳化硅功率器件与新能源汽车市场发展呈现强相关关系，且中国是全球最大的新能源汽车生产与消费国市场，据中国汽车工业协会数据，2024年上半年，中国新能源汽车产量为493万辆，同比增长30.01%，新能源汽车销量494万辆，同比增长32.00%，占全球新能源汽车销量的比重也超过5成。
因此，中国新能源汽车市场的景气程度是影响碳化硅功率器件市场规模的关键因素。
国产厂商发力衬底
海外厂商起步较早，且在碳化硅领域积累了大量经验与技术，这导致全球碳化硅器件市场由海外巨头所主导，其中，意法半导体、英飞凌等公司占据了绝大部分市场份额。
据集邦咨询统计，若以营业收入为统计口径计算，2023年，意法半导体、安森美、英飞凌、Wolfspeed、罗姆五家公司碳化硅MOSFET器件合计市场份额高达91.90%，几乎垄断全球市场。
细心的投资者可能会发现，全球碳化硅功率器件已经成为寡头垄断市场，为何巨头之一的Wolfspeed还会出现亏损？其实，除了折旧、产能利用率等方面的因素，导致Wolfspeed亏损的核心原因在于碳化硅器件价值量的倒挂。
据TrendForce数据，从产业链角度来看，碳化硅功率器件主要包括衬底、外延、器件设计、晶圆制造、模块封装等环节，需要指出的是，衬底和外延合计占据碳化硅产品整体成本的7成以上，是决定其质量的关键，因此，得衬底、外延者得碳化硅市场的天下。
据东吴证券研报，海外龙头企业在碳化硅衬底领域起步同样早于国内厂商，其中，Wolfspeed和Coherent在研发和产业化发面领先国内数十年，例如，Wolfspeed的6英寸半绝缘型碳化硅衬底量产时间早于天岳先进15年，Coherent量产时间早于天岳先进10年。
根据Yole统计，2020年，海外厂商碳化硅衬底前三大厂商合计市场份额高达78.00%，其中，Wolfspeed市场占有率为45.00%，位于行业第一，罗姆市场份额约为20.00%，位列行业第二，国内龙头厂商天科合达、天岳先进市场份额仅分别为3.00%、3.01%。
不过，随着天岳先进、天科合达、三安光电等国内厂商持续扩产，中国碳化硅衬底在全球的市场份额快速提升，据TrendForce数据，截至2023年年底，中国6英寸碳化硅衬底产能占全球产能的比重已经达到42.00%，预计2026年将提升至一半左右。而且，天岳先进、天科合达两家产能在2023年均已进入全球前三，合计市场份额达到15.00%。
更为重要的是，随着产能利用率的提升以及出货量的增长，国内碳化硅衬底龙头企业天岳先进规模效应开始现将，其业绩也成功扭亏为盈，据其财报数据，公司毛利率由去年的11.30%增长至2024年上半年的23.01%。
截至目前，全球前十大功率半导体企业中超过一半成为天岳先进的客户，而且，公司还与英飞凌、博士等公司签署了长期合作协议，向英飞凌提供6英寸导电型衬底和晶棒，占英飞凌需求的比重达到两位数水平，与英飞凌形成稳定的业务关系。
作为国内位数不多的碳化硅产业链垂直整合平台，三安光电子公司湖南三安已拥有碳化硅配套产能1.60万片/月，硅基氮化镓产能2000片/月；天科合达、露笑科技、东尼电子产能在2023年也分别达到29万片/年、20万片/年、13万片/年。
除此之外，根据平安证券统计，东尼电子还将在2023年至2025年向T客户提供93.50万片6英寸碳化硅衬底；天岳先进将在未来两年向F客户销售碳化硅产品，合作金额约为8.00亿元，国内碳化硅衬底厂商进入快速发展阶段。
值得一提的是，生产成本高是导致碳化硅器件成本明显高于硅产品的主要原因，不过，随着碳化硅衬底尺寸的增加，可能产的芯片总数也就越大，单位碳化硅器件成本将被明显摊薄。
据Wolfspeed数据，8英寸碳化硅衬底相比6英寸衬底可生产的芯片总数将提升89.00%，边缘浪费比例将降低7个百分点至7.00%，而且，根据GTAT预测，相较于6英寸，8英寸衬底的使用将使得碳化硅器件成本降低20.00%至35.00%，这将加速碳化硅器件渗透率的提升。
因此，国内碳化硅厂商纷纷投建8英寸衬底生产线，据集邦咨询数据，湖南三安与意法半导体在重庆设立的合资公司已经实现衬底厂的点亮通线，项目完全投产后，每年将可以生产8英寸碳化硅衬底48万片。
天岳先进也已于2022年通过自主扩张实现了高品质8英寸碳化硅衬底的制备，并在2023年实现了8英寸衬底的批量销售，另外，2024年7月，公司还披露《以简易程序向特定对象发行股票的提示性公告》，拟募集资金3.00亿元，用于8英寸车规级碳化硅衬底制备技术提升项目。
不过，需要注意的是，碳化硅衬底产能的快速扩张有助于国内厂商在竞争中抢占先机，但也需要关注产能扩张导致产品价格下降对业绩产生的负面影响。
本文刊于09月28日出版的《证券市场周刊》
