半导体材料行业：天科合达介绍，国内领先的SiC晶片生产商

2020年7月20日国内领先的SiC晶片生产商——天科合达介绍袁健聪李超弓永峰敖翀中信证券新材料组中信证券有色钢铁组中信证券电新组中信证券周期产业组1第三代半导体材料 —— 碳化硅（SiC）第一代硅基半导体第二代砷化镓半导体第三代碳化硅、氮化镓半导体SiC与Si基底器件功耗对比SiC与Si基底器件效率对比• 资料来源：《Benefits of new CoolSiCTM MOSFET》（W. Jakobi等），中信证券研究部nQnRpNxPxPbR9R7NsQmMmOoOkPnNoRfQtRoO8OpOoQNZmRsQMYnPxO2碳化硅工艺流程碳化硅粉末碳化硅晶片碳化硅器件• 资料来源：OFweek，山东天岳官网，《简析碳化硅在半导体行业中的发展潜力》（杨玺），中信证券研究部3碳化硅器件功率范围• 资料来源：《碳化硅材料技术发展及需求》（周春峰），中信证券研究部SiC/GaN半导体功率器件适用范围及应用对比4碳化硅由于其优异的物理性能，主要应用于中高压电场景碳化硅器件应用领域个人电脑数据中心电动汽车航运风力发电轨道交通电力电网低压电GaN器件高压电SiC器件中压电GaN/SiC器件电机控制光伏逆变器家用电器音频放大器可穿戴设备<250V600V900V3.3kV1.2kV>6.5kV电压• 资料来源：MDPI，中信证券研究部5碳化硅上游晶片及器件生产国外龙头维持领先，国产厂商逐步入局碳化硅产业链碳化硅晶片导电型半绝缘型碳化硅外延氮化镓外延新能源汽车、家电、工业等功率器件微波射频器件5G通讯等晶片外延器件应用交通航运风力、太阳能• 资料来源：天科合达招股说明书，Yole，中信证券研究部天科合达6碳化硅衬底按导电性分为导电和半绝缘型，按主流尺寸分为4英寸和6英寸碳化硅衬底市场规模1010512820400102030405020172020E2025E2030E4英寸导电型6英寸导电型SiC导电型衬底全球市场规模 (万片)SiC半绝缘型衬底全球市场规模 (万片)3420.50.551020051015202520172020E2025E2030E4英寸半绝缘6英寸半绝缘• 资料来源：中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟（含预测），中信证券研究部11.833.156.8105.102040608010012020172020E2025E2030ESiC衬底全球市场规模预测 (亿元)7碳化硅晶片主要制成器件包括射频和功率器件。Yole预计2025年碳化硅射频器件全球市场规模可达250亿美元，2018至2025年GAGR为8%；2023年碳化硅功率器件全球市场规模可达14亿美元，2017年至2023年CAGR为29%。碳化硅器件市场规模SiC射频器件全球市场规模 (亿美元)SiC功率器件全球市场规模 (亿美元)3.023.764.375.617.3310.4113.9902468101214162017201820192020E2021E2022E2023ECAGR=29%• 资料来源：天科合达招股说明书，Yole（含预测），中信证券研究部15025005010015020025030020182025ECAGR=8%8碳化硅晶片产业呈现美国全球独大格局。以导电产品为例，2018年仅CREE公司占据超60%的市场份额，剩余份额被日本和欧洲其他碳化硅企业占据。天科合达以1.7%的市场占有率排名全球第六、国内第一。下游碳化硅器件市场，美国CREE也占据最大市场份额，达26%，其次为罗姆和英飞凌，分别占据21%和16%的市场份额。碳化硅市场格局16%12%62%2%4.00%1%II-VISiCrystalCREEShowa DenkoNorstel天科合达山东天岳Dow其他26%21%16%9%7%21%CREE罗姆英飞凌三菱意法其他2018年导电型SiC晶片市场格局2017年SiC器件全球市场格局• 资料来源：天科合达招股说明书，Yole，HIS Markit，中信证券研究部9公司发展历程• 资料来源：Wind，天科合达官网，中信证券研究部天科合达，全称北京天科合达半导体股份有限公司 (TanKeBlue Semiconductor Co., Ltd.)，有限公司成立于2006年9月，并于2015年11月成立股份公司。注册资本18,384万元，于2020年7月在科创板申请上市。公司专注于第三代半导体碳化硅晶片的研发、生产和销售，实际控制人为第八师国资委。2006成立有限公司荣获“十一五”国家科技计划执行优秀团队2011.022017.084英寸导电和半绝缘、6英寸导电碳化硅晶片获北京市新技术新产品认证2019.096英寸半绝缘碳化硅晶片获北京市新技术新产品认证获新疆生产建设兵团科学技术进步一等奖2015.12公司经股东大会审议变更股份公司2015.11承担国家“02专项”碳化硅单晶炉研发2009-201110公司股权结构• 资料来源：天科合达招股说明书，中信证券研究部公司控股股东为天富集团，现任董事长为刘伟，持股比例为24.15%。第二大股东为中科院物理所，持股7.73%。天富集团实际控制人为第八师国资委，持77.03%股份。（截至2020Q1）11公司主要产品：碳化硅晶片、其他碳化硅产品和碳化硅单晶生长炉。公司主要产品• 资料来源：天科合达招股说明书，中信证券研究部产品类别产品图示下游产品和应用领域碳化硅晶片(4英寸/6英寸)导电型碳化硅二极管、碳化硅MOSFET等功率器件；应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域半绝缘型HEMT等微波射频器件，用于高频高温工作环境；应用于5G通讯、卫星、雷达等领域其他碳化硅产品籽晶同晶体结构种子晶片，用于生长碳化硅晶体晶体用于加工碳化硅晶片、设备研发和测试；半绝缘碳化硅晶体可以用于制造莫桑石宝石等碳化硅制造设备单晶生长炉用于导电型和半绝缘型碳化硅晶体生长制备12公司核心产品为4英寸和6英寸碳化硅晶片碳化硅晶片是碳化硅晶体经过切割、研磨、抛光、清洗等工序加工而成的单晶薄片，根据电阻率不同分为导电型和半绝缘型。公司率先在国内成功研发6英寸碳化硅晶片产品，目前公司产品以4英寸为主，逐步向6英寸过度，并于2020年1月启动8英寸晶片研发工作。产品生产销售流程• 资料来源：天科合达招股说明书，中信证券研究部公司产品生产及销售流程图单晶生长炉销售单晶生长炉碳化硅籽晶籽晶销售晶体销售碳化硅晶体碳化硅晶片晶片销售切割及加工晶体生长晶体生长“种子”13核心技术：均为自主研发取得，覆盖晶片生产全流程，并为主营业务核心贡献力量公司核心技术核心技术名称成熟度PVT碳化硅单晶生长炉制造技术自研/成熟高纯度碳化硅生长原料合成技术自研/成熟PVT碳化硅晶体生长技术自研/成熟基于温场控制的碳化硅晶体缺陷控制技术自研/成熟基于温场控制的碳化硅 晶体 扩径生长技术自研/成熟碳化硅单晶电阻率控制技术自研/成熟低翘曲度碳化硅晶体切割技术自研/成熟碳化硅单晶精密研磨、抛光技术自研/成熟即开即用的碳化硅晶片清洗技术自研/成熟公司营业收入（万元）及主营业务占比研发费用（万元）及占营业收入比例项目2020Q1201920182017主营业务收入3222.5315459