碳化硅产业链

碳化硅产业链

SiC产业链主要分为三大环节：上游的SiC晶片和外延、中游的功率器件制造和下游工业控制、新能源车及光伏等应用领域：

SiC晶片是SiC晶体经过切割、研磨、抛光和清洗等工序加工形成的单晶薄片，作为半导体衬底材料，经过外延生长、器件制造等环节可制成SiC基功率器件和微波射频器件。根据电阻率不同SiC晶片可分为导电型和半绝缘型两种，其中导电型SiC晶片主要用于制造耐高温、耐高压的功率器件，市场规模较大；半绝缘型SiC衬底主要应用于微波射频器件，5G网络加快建设将提升半绝缘型SiC晶片的需求。

晶片尺寸越大对应的生长与加工技术难度越大，下游器件的制造效率越高、单位成本越低。目前SiC厂商主要提供4-6英寸的SiC晶片，Cree和Ⅱ-Ⅵ等巨头已开始投资建设8英寸SiC晶片生产线。天科合达是国内率先成功研发6英寸SiC晶片的企业，2020年1月启动了8英寸晶片研发工作。

目前在上游晶片领域市场基本被Cree和Ⅱ-Ⅵ等美国厂商垄断，以导电型SiC晶片为例，2018年天科合达和山东天岳在全球的市占率仅有2.2%，Cree一家独大，市占率超过了60%。天科合达和山东天岳目前已能供应2-6英寸的单晶衬底，在外延片方面厦门瀚天天成与东莞天域可生产2-6英寸SiC外延片：

天科合达的碳化硅业务

北京天科合达成立于2006年9月，2020年7月向科创板提交了上市申请，目前处于问询阶段。公司从事SiC晶片及相关产品研发、生产和销售的企业，自成立以来专注于SiC晶体生长和晶片加工的技术研发，掌握了覆盖SiC晶片生产的"设备研制—原料合成—晶体生长—晶体切割—晶片加工—清洗检测"全流程关键技术和工艺，具备规模化供应大尺寸、高品质SiC晶片的生产能力，形成了以SiC晶片为核心、覆盖其他SiC产品和SiC单晶生长炉的业务主线。

天科合达是国内领先的SiC晶片生产企业，公司是国内最早实现SiC晶片产业化的企业，在国内率先成功研制出6英寸SiC晶片，相继实现2-6英寸晶片的规模化供应。公司先后承担了"线圈内置式大尺寸SiC单晶炉研发"、"大尺寸SiC材料与器件的制造设备与工艺技术的研究"等多项国家"02"专项和国家"863计划"等项目，并牵头起草了国内唯一一项规范SiC晶片产品质量要求的国家标准和多项晶片检测国家标准等。招股书申报稿显示公司目前拥有34项专利，其中国内发明专利27项，国际发明专利6项，拥有"PVT碳化硅单晶生长炉制造技术"、"高纯度碳化硅生长原料合成技术"等六大核心技术。

产品方面天科合达主要产品为SiC晶片、其他SiC产品和SiC单晶生长炉，其中SiC核心产品是SiC晶片，其他还包括SiC籽晶、SiC晶体等：

从营收构成来看，2017-2019年天科合达80%以上的营收来自SiC产品，其中SiC晶片营收从0.10亿元增长至0.74亿元；其他SiC产品营收从0.12亿元增长至0.57亿元。SiC单晶生长炉是晶体生长的关键设备，公司在该领域掌握了高温精确控制技术、真空环境控制技术等稳定生长高品质SiC晶体的单晶生长炉核心技术，目前该类设备也向下游企业和科研院所实现销售，营收占比也提升至15%以上：

技术上国际主要SiC晶片生产企业已实现6英寸晶片规模化供应，其中美国Cree、Ⅱ-Ⅵ在SiC晶片制造产业中拥有尺寸代际优势，已成功研制并投资建设8英寸晶片产线；天科合达8英寸产品还在研发阶段：

设备业务存风险

天科合达2019年SiC晶片产能3.75万片，产能利用率98.28%，2017年至今产能利用率均超过95%，但SiC单晶生长炉产能利用率不稳定，一季度受疫情影响下滑至21.33%，公司设备业务还是存在一定风险：

从产销率数据来看除了一季度，天科合达SiC晶片产销率均超过87%，2018年甚至供不应求，但公司SiC单晶生长炉产销率仅为12.5%，2019年下降至8.21%。 公司碳化硅单晶生长炉主要以部件订制加集成组装调试的方式生产，生产周期较短，存货中单晶生长炉占比较低，影响库存的还是SiC晶片等产品。2015-2019年公司存货余额由0.13亿元增长至0.59亿元，占流动资产的比例常年保持在30%左右，存货周转率由1.10提升至2.30，并未带来存货积压的风险。公司应收账款余额由0.02亿元增长至0.18亿元，应收账款/营收的比例多年保持在20%左右。2015-2019年公司应收账款周转率从5.43提升至9.08，除了2019年现金收入比常年在100%以上，回款质量较好。当然一季度公司应收账款/营收的比例提升至49.1%，但这是特殊情况，不可持久：

客户方面2017年天科合达的前五大客户中存在MTK株式会社等国外客户，但从2018年开始客户逐渐以国内为主，其中三安光电子公司三安集成销售收入占比达到5.34%，前五大客户收入占比合计达到51.84%。2020年一季度前五大客户中三安集成销售收入占比达到17.53%，客户B和D的销售收入占比合计达到20.96%，前五大客户销售收入占比达到68.84%，客户集中度提升，公司也存在一定的客户依赖：

就说这么多。

国内厂商技术优势凸显 优质赛道竞争格局清晰

目前，从第三代半导体材料呈现的竞争格局来看，整体轮廓展现出日益清晰的局面。在国外，以美国的Cree和II-VI公司为主，在国内，有山东天岳，天科合达、河北同光等。

碳化硅衬底材料分半绝缘型和导电型。半绝缘型碳化硅电阻率高，工艺窗口窄，主要应用于雷达和5G通信领域的射频器件。导电型碳化硅电阻率低，主要应用于电力电子的功率器件。

山东天岳自成立以来一直在半导体领域里潜心探索。公开资料显示，山东天岳成立于2010年，主要从事碳化硅衬底的研发、生产和销售。目前，公司主要产品覆盖半绝缘型（4英寸为主）和导电型（6英寸为主）碳化硅衬底，已供应至国内碳化硅半导体行业的下游核心客户，同时已被部分国外顶尖的半导体公司使用。

下游应用领域场景广阔 未来行业发展空间巨大

碳化硅由于自身特性，下游应用领域场景和领域十分广泛，这无疑会为身处其中的企业带来增长的机会，并拓展行业发展的宽度和广度。

碳化硅可广泛应用于新能源汽车、5G 通讯、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等现代工业领域。在新能源汽车领域，碳化硅功率器件主要应用在电机驱动系统、车载充电、电源转换系统等多个关键系统中，比如特斯拉的Model 3车型上使用了24个碳化硅MOSFET功率模块的逆变器。随着5G、新能源汽车、光伏发电、航空航天等战略新兴产业迅速发展，以及巨大的潜在市场需求增长、火热的投资环境以及政策驱动，我国SIC产业发展明显进一步迎来战略机遇期。