Carboneto de silício SiC: a idade dourada da industrialização chegou; O substrato é o núcleo do avanço da industrialização
1) desempenho superior em cenários de aplicação de alta tensão e alta potência, adequado para cenários de alta tensão acima de 600V. Comparado com o MOSFET à base de silício, MOSFET à base de carboneto de silício com a mesma especificação tem o tamanho reduzido para 1 / 10, a resistência on reduzida para 1 / 100, a perda total de energia reduzida em 70%, e a eficiência de conversão de energia melhorou. As aplicações downstream incluem novos veículos de energia, pilhas de carregamento, fotovoltaica, energia eólica, transporte ferroviário e outros campos.
2) beneficiando-se do surto de novos veículos de energia, a era dourada da industrialização do SiC virá. Yole prevê que a escala de mercado de dispositivos de energia SiC atingirá US $ 4,5 bilhões em 2026, e CAGR = 36% de 2020 a 2026. Os veículos novos da energia são o principal impulsionador do crescimento do mercado do dispositivo do poder do carboneto de silício. Lado do custo: um único carro pode economizar US $ 400800 no custo da bateria. Cliente: Tesla e outras empresas de automóveis foram estabelecidas uma após a outra. Atualmente, Tesla é usado apenas no inversor principal, e há espaço para aplicação e melhoria adicionais no futuro.
3) o desempenho de custo é a chave para o uso em massa de dispositivos SiC, e a preparação do substrato é o núcleo para melhorar o desempenho de custo do carboneto de silício. Entre a proporção de custo dos dispositivos de carboneto de silício, substrato, epitaxia e dispositivos representam 46%, 23% e 20%, respectivamente. O substrato é o núcleo da redução de custos de carboneto de silício e o elo mais alto de barreiras técnicas.É a chave central da redução de custos SiC e industrialização em larga escala no futuro.
Substrato SiC: veículo de energia nova + fotovoltaica tem grande potencial de demanda; A lacuna externa da China diminuiu gradualmente e a substituição doméstica pode ser esperada
1) espaço de mercado: estima-se que a demanda do mercado por novos veículos de energia + inversores fotovoltaicos atingirá 26,1 bilhões de yuans em 2025, e CAGR = 79% de 2021 a 2025. Veículos de energia novos: atualmente, a demanda anual de Tesla Modelo 3 / y sozinho pode consumir a vasta capacidade de bolachas SiC no mundo. Estimamos que a taxa de penetração de SiC em novos veículos de energia atingirá 60% em 2025, e a demanda por substrato de SiC de 6 polegadas deve atingir 5,87 milhões de peças / ano, com um espaço de mercado de 23,1 bilhões de yuans. Inversor fotovoltaico: na era do “grande módulo, grande inversor e grande série”, o nível de tensão da central de energia fotovoltaica é aumentado de 1000V para mais de 1500V, e os dispositivos de energia de carboneto de silício devem se tornar padrão. Assumimos que a permeabilidade do carboneto de silício aumentará para 50% em 2025, correspondendo ao mercado de substrato SiC de 3 bilhões de yuans. O principal gargalo da indústria reside na falta de oferta.
2) padrão de concorrência: a lacuna externa da China está gradualmente se estreitando, e a substituição doméstica pode ser esperada. Atualmente, os líderes estrangeiros (wolfspeed e II-VI representam mais de 60% da participação de mercado) realizaram fornecimento em grande escala de 6 polegadas e entraram em 8 polegadas. Fabricantes domésticos (Tianyue avançado, Tianke Heda, Zhejiang Jingsheng Mechanical & Electrical Co.Ltd(300316) , Roshow Technoiogy Co.Ltd(002617) etc.) concentram-se principalmente no tamanho pequeno e marcham em direção a 6 polegadas. No entanto, pode-se observar que a distância heterodina na China está se estreitando, e a diferença geral é menor do que a dos semicondutores tradicionais à base de silício. A diferença heterodínica da China diminuiu dos últimos 10-15 anos (4 polegadas) para menos de 5-10 anos (6 polegadas). Espera-se que a lacuna seja ainda mais reduzida no processo de marcha para 8 polegadas no futuro.
3) processo de produção: é mais difícil do que o semicondutor à base de silício; Ligação de cristal longa é a chave. O substrato do carboneto de silício é uma indústria intensiva da tecnologia. A dificuldade do núcleo reside em: o processo de cristal longo é complexo (apenas alguns tipos como 4H são necessários), a velocidade de crescimento é lenta (apenas 0,2-0,3mm pode ser cultivada por hora, quase 100 vezes mais lenta do que o silício cristalino tradicional), e o rendimento é baixo (a dureza é próxima à do diamante, por isso é difícil de cortar, moer e polir). “Produção, estudo, pesquisa e aplicação” é uma força motriz importante para o desenvolvimento de substratos de carboneto de silício na China. Universidades chinesas e instituições de pesquisa científica incluem principalmente Instituto de física, Academia Chinesa de Ciências, Universidade de Shandong, Instituto de Shanghai de silicato, etc.
4) tendência da indústria: redução de custos é o núcleo da industrialização e estende-se a grande escala. Atualmente, o preço do substrato SiC de 6 polegadas é de US $ 1000 / chip, que é várias vezes maior do que o do semicondutor tradicional à base de silício. No futuro, os métodos de redução de custos incluem: melhorar a taxa de utilização do material (tamanho grande, estendendo-se de 4 polegadas a 6 polegadas e 8 polegadas), reduzir o custo de fabricação (melhorar o rendimento) e melhorar a eficiência da produção (processo de cristal longo mais maduro).
Equipamento de substrato SiC: tem pouca diferença do silício cristalino tradicional, e o ajuste do processo é a barreira do núcleo
Inclui principalmente: forno de cristal longo, cortador, moedor, máquina de polimento, equipamento de limpeza, etc. Tem certa conectividade com equipamentos tradicionais de silício cristalino, mas o processo é mais difícil. Existem poucos fabricantes de equipamentos de terceiros de substrato de carboneto de silício, e mais empresas se concentram no layout integrado de equipamentos + fabricação, que é conveniente para dominar os segredos do processo principal em suas próprias mãos. Pesquisa e desenvolvimento conjuntos de equipamentos + processo e alimentação mútua são a chave.
Aconselhamento em matéria de investimento
Recomendação chave: Zhejiang Jingsheng Mechanical & Electrical Co.Ltd(300316) . Foco em empresas cotadas: Tianyue avançado, Roshow Technoiogy Co.Ltd(002617) , Sanan Optoelectronics Co.Ltd(600703) , Zhejiang Tony Electronic Co.Ltd(603595) , Tdg Holding Co.Ltd(600330) , Phenix Optical Company Limited(600071) , China Resources Microelectronics Limited(688396) , Xinjiang Tianfu Energy Co.Ltd(600509) , etc. Foco em empresas não cotadas: Tianke Heda, Hebei Tongguang, Shandong shuoko, hantiancheng, Tianyu semicondutor, Zhongke economia de energia, Tyco Tianrun, etc.
Aviso de risco: o progresso da I & D é inferior ao risco esperado; Os conflitos comerciais internacionais agravam os riscos.
