如今,硅(Si)器材关于电力电子运用优化现已挨近极限,而宽禁带材料碳化硅(SiC)制成的器材具有杰出的开关功能、耐压才能及温度稳定性。咱们以为,材料特征优异的SiC器材有望从添加续航路程、完成轻量化、进步用户体会等多方面满意新能源车的迭代需求。咱们以为,现在SiC职业开展的痛点在于职业开展仍属初期,衬底材料昂扬的制备本钱和较低的良率带来的高价格,咱们以为跟着技能老练及供货商产能扩张,SiC本钱有望完成快速下降,SiC将在未来五年时间内从电控、车载充电机、DC/DC、快充桩等多个运用场景对Si-MOSFET/Si-IGBT构成规划代替。咱们测算,2025年仅我国新能源车及充电桩关于SiC的产能需求超100万片6寸晶圆,器材商场规划超越60亿元,为本乡企业开展供给了宽广的生长空间。咱们看好SiC工业链相关上市公司的出资时机。
新能源车全球遍及加快,功率密度规范继续进步为SiC工业落地供给关键。
欧盟方面,在民众诉求的推进下,欧盟的碳排放规范日趋严厉,现行的碳排放规范要求2021年出产的乘用车碳排放量满意95g/km,咱们以为在此苛刻要求下,新能源轿车或将代替燃油车。
美国方面,拜登上台带来美国新能源方针转向,并方案于2050年完成碳中和,咱们以为政府方面也期望凭仗特斯拉等头部企业助力美国轿车制造业在新趋势下坚持领先地位。
我国方面,2019年我国石油对外依存度超越70%,咱们以为电动车对保证能源安全至关重要,且我国凭仗商场空间、工程师盈利等优势,有望凭仗轿车电动化完成轿车工业开展弯道超车的方针。咱们看到,在各国拟定的电动车开展道路图中,功率密度规范迫临干流Si基器材的功能极限,SiC器材成为抱负代替。咱们以为SiC有望在电动轿车工业加快开展及浸透率进步的两层推进下迎来需求快速生长。
图表:我国石油及天然气的对外依存度远高于煤炭
材料来历:国家统计局,海关总署,我国石油经济技能研讨院,中金公司研讨部
图表:美国能源部旗下U.S。Drive对未来电机电控功率、功率密度等方针提出了苛刻指引
材料来历:美国能源部官,中金公司研讨部
图表:硅基器材现已无法满意未来功率密度需求
材料来历:各公司官,重庆大学,中金公司研讨部
SiC处理电动车三大需求痛点,规划遍及行将到来。
咱们以为,SiC有望从以下三个方面处理Si基器材的痛点问题:
1)续航路程是电动车的一大痛点,依据英飞凌数据,SiC器材全体损耗比较Si基器材下降80%以上,导通及开关损耗减小,有助于添加电动车续航路程;
图表:SiC的材料特性有助于下降器材导通和开关损耗
材料来历:中金公司研讨部
图表:SiC器材的损耗比较Si基器材下降80%以上
材料来历:英飞凌官,中金公司研讨部
2)轻量化的完成。SiC器材具有高饱满速率、高电流密度、高热导率的特色,有利于完成电控模块小型化、周边体系小型化、冷却体系简单化,然后减轻整车分量;
图表:SiC的器材特性有助于电动车完成轻量化
材料来历:Rohm官,Cree官,英飞凌官,中金公司研讨部
3)满意800V高电平要求。为合作快充运用,车内电平向更高的800V进步是大势所趋,在1200VIGBT车规产品难以遍及的布景下,运用SiCMOSFET是杰出的处理方案。咱们以为,现在SiC无法大规划商用的主要矛盾在于本钱昂扬,但依据咱们的测算,在新能源车平价方针本钱假设下(三电本钱与传统动力总成价格适当),若SiC的器材本钱下降至硅基器材的2倍时,其经济效益有望助推SiC在全系列车型全面遍及。
图表:快充功率要求400V转变为800V充电电压
材料来历:e-TECHNOLOGY,中金公司研讨部
图表:400V进步至800V的电车分量(100kWh电池)
材料来历:e-TECHNOLOGY,中金公司研讨部
图表:SiC晶体取得的难度要远大于Si单晶
材料来历:Cree官,中金公司研讨部
图表:新能源车平价方针下电池本钱测算
材料来历:中金公司研讨部
图表:干流类型Si-IGBT及SiC-MOSFET比照(到2019年末)
材料来历:Semikron官,Rohm官,Wolfspeed官,中金公司研讨部
图表:SiC的本钱经济性测算
材料来历:Cree官,中金公司研讨部
小器材大商场,我国车用SiC商场将迎来高速生长。
咱们测算,2025年我国电动车及快充桩将带来62亿元/78亿元的SiC器材/模块商场空间(模块中包括器材本钱),2021-25年CAGR高达58%/35%。从工业链各环节来看,咱们测算SiC衬底及外延片价值量算计占比超器材总价值量的60%,2025年我国本乡导电型衬底片需求超100万片,职业上游重要性强,需求空间宽广。我国企业现在现已能完成6寸片规划量产,8寸片与海外的技能距离正在缩小。
图表:SiC本钱下降状况猜测
材料来历:CREE官,中金公司研讨部
图表:我国新能源车用SiC模块及器材商场测算表
材料来历:CREE,英飞凌,比亚迪,斯达半导,中汽协,中金公司研讨部
图表:Si晶圆价值量拆分(以65/55nm12寸晶圆为例)
材料来历:各公司公告,中金公司研讨部
图表:SiC晶圆价值量拆分(以6寸晶圆为例)
材料来历:各公司公告,中金公司研讨部
图表:SiC衬底比较Si抛光片有更好的投入产出比(2019)
材料来历:各公司公告,中金公司研讨部
图表:我国新能源车用SiC衬底及外延商场
材料来历:中金公司研讨部
图表:半绝缘及导电型SiC衬底比照
材料来历:《碳化硅半导体材料与器材》,中金公司研讨部
图表:SiC衬底商场份额(1H20)
材料来历:Yole,中金公司研讨部
图表:我国SiC衬底企业奋力追逐与海外距离
材料来历:CREE官,天科合达招股说明书,中金公司研讨部
图表:咱们估计2025年新能源车及周边运用对SiC衬底产能需求达113万片(6寸等效)
材料来历:中金公司研讨部
图表:我国本乡企业SiC衬底片产能规划
材料来历:各公司官及招股说明书,中金公司研讨部
危险
新能源车浸透率不及预期;SiC技能开展及良率进步不及预期。
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