科技行业动态点评：第三代半导体如何商业化落地？

免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 1 证券研究报告 科技 第三代半导体如何商业化落地？ 华泰研究 电子 增持 (维持) 通信 增持 (维持) 研究员 黄乐平，PhD SAC No. S0570521050001 SFC No. AUZ066 leping.huang@htsc.com +(852) 3658 6000 研究员 陈旭东 SAC No. S0570521070004 SFC No. BPH392 chenxudong@htsc.com +(86) 21 2897 2228 研究员 余熠 SAC No. S0570520090002 SFC No. BNC535 yuyi@htsc.com +(86) 755 8249 2388 研究员 刘溢 SAC No. S0570522070002 liuyi020747@htsc.com +(86) 21 2897 2228 联系人 廖健雄 SAC No. S0570122020002 liaojianxiong@htsc.com +(86) 21 2897 2228 联系人 高名垚 SAC No. S0570121080027 gaomingyao@htsc.com +(86) 21 2897 2228 行业走势图 资料来源：Wind，华泰研究 2022 年 8 月 07 日│中国内地 动态点评 2022 化合物半导体大会召开，展望技术现状及商业化前景 8 月 3 日~4 日，2022 化合物半导体先进技术及应用大会（以下简称“大会”）在苏州太仓顺利召开。大会讨论了碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)等化合物半导体的技术现状及展望。我们观察到：1）随着衬底价格下探、800V 架构时代来临，SiC 在汽车中渗透持续提速；2）GaN 有望从消费类应用走向更大功率场景，但整体市场规模小于 SiC；3）随着多结技术的发展及工艺的成熟，VCSEL 芯片的功率密度、发散角等性能持续优化，有望加速在车载激光雷达领域的应用。 碳化硅衬底制备高壁垒，国内外厂商积极布局新兴技术 碳化硅衬底在长晶、切割、研磨&抛光三大制造流程均面临较大技术难点，使得碳化硅衬底成本持续高企，我们看到国内外企业在三大流程中积极研发布局新兴技术解决成本问题，未来衬底价格有望持续下降。长晶方面，日本开始积极研发 LPE（溶液法），替代传统 PVT（物理气相传输法），以解决长晶条件苛刻、生长速度慢、扩径难、液相界面不稳定等难点。晶棒切割方面，欧洲、日本等积极布局激光剥离技术，较传统多线切割法无线损，效率提升 2-3 倍。研磨&抛光方面，通过晶圆减薄技术，可较双端面研磨实现更低裂片率；采用多步化学机械抛光，实现更高稳定性和适用于更大尺寸衬底。 全球碳化硅渗透提速，海外龙头厂商业绩彰显行业光明前景 此次会议上，Yole 预计全球碳化硅功率器件市场规模将由 2021 年的 10.9亿美元增长至 2027 年的 62.97 亿美元，对应 CAGR 为 34%，主要受到新能源汽车市场的驱动，占比将提升至 79%。从近期海外龙头厂商业绩来看，碳化硅渗透呈现提速趋势。ST 预期 23 年碳化硅收入将达到 10 亿美元（此前预期 24 年）。安森美上调 22 年碳化硅收入为 21 年的 3 倍（此前预期为 2倍），并认为 23 年碳化硅收入将超过 10 亿美金。同时，安森美预计未来三年碳化硅长协将累计带来 40 亿美元收入（此前预期 26 亿美元），其中 90%来自汽车。英飞凌预计到 2025 年左右，碳化硅相关收入将超过 10 亿美元。 氮化镓有望逐步走出消费类场景，在数据中心/汽车/新能源发电等领域放量 根据 Yole，2021 年氮化镓功率器件下游应用中，消费电子占比 63.2%，以消费类快充应用为主，主要由于当前氮化镓器件技术制约，难以实现在10KW、1200V 以上的大功率场景应用。以新能源汽车为例，当前多用于DCDC、OBC 等小功率场景，难以在电机控制器实现应用。但我们看到国内外科研机构、高校、公司等正在器件结构等方面进行尝试（多沟道结构、垂直 PIN 结构等），我们认为氮化镓功率器件在未来有望逐步拓宽在服务器、新能源汽车主驱、光伏逆变器等更大功率场景下的应用前景。SiC/GaN 相关国内上市标的包括：天岳先进、斯达半导、时代电气、三安光电等。 VCSEL：多结技术推动功率密度提升，加速车载雷达领域应用 大会上长光华芯展示了多结 VCSEL 的积极进展，公司 8 结 VCSEL 功率密度已达 1800W/mm2 以上，发散角可控制在 18°左右。未来随着多结技术的成熟，以及模式控制、工艺优化等，VCSEL 芯片的功率密度及发散角等性能指标有望进一步优化，加速其在车载激光雷达领域的应用。此外相比于EEL，VCSEL 具备更高的定制化属性，客户对于 VCSEL 的峰值功率、阵列排布方式、可寻址设计等需求呈现多样化。基于此背景，我们看好采取 IDM模式的 VCSEL 厂商或能更灵活响应下游客户需求，有望率先受益于车载雷达用 VCSEL 行业的快速发展。国内相关上市标的包括长光华芯、德明利等。 风险提示：技术发展不及预期；行业竞争加剧。 (39)(29)(18)(8)3Aug-21Dec-21Apr-22Aug-22(%)电子通信沪深300股票报告网 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 2 科技 图表1： 半导体材料物理特性对比 图表2： 主要功率分立器件所处的功率及频率区间 资料来源：英飞凌，华泰研究 资料来源：ROHM，华泰研究 图表3： 全球碳化硅功率器件市场规模预测 图表4： 全球氮化镓功率器件市场规模预测 资料来源：Yole，华泰研究 资料来源：Yole，华泰研究 图表5： 海外碳化硅器件龙头公司碳化硅业务相关进展概览 历史业绩会 2Q22 业绩会 ST 1Q22：公司 SiC 项目数量增加，汽车和工业领域项目数量增加到 98 个，涉及 75 个客户。公司预计在 2024 年实现 10 亿美元的 SiC 收入。公司已具备生产 200mm 碳化硅的能力，将在日内瓦大规模部署，有力驱动未来三年SiC 业务成长。 针对汽车电气化，公司 SiC 项目数量再次增加，汽车及工业领域共有 102 个项目、77 个客户，约各占一半。公司预计在 2023 年实现 10 亿美元的 SiC 收入。公司已具备生产 200mm 碳化硅的能力，将在日内瓦大规模部署，有力驱动未来三年 SiC业务成长。 安森美 4Q21：公司表示，碳化硅长期供应协议到 2024 年预期收入超过 26 亿美元（增加了约 6 亿美元)，其中超过 70%用于新能源汽车逆变器。公司计划在2022 年底将衬底产能增加 2 倍。此外，公司预计 2022 年碳化硅收入将同比增长 1 倍以上，并在 2023 年收入达到 10 亿美元。 1Q22：公司预计 2022 年 SiC 收入将增加一倍以上，并在 2023 年收入超过10 亿美元。此外公司