碳化硅产业链!

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半导体产业的基石是芯片,制作芯片的核心材料按照历史进程分为:第一代半导体材料(大部分为目前广泛使用的高纯度硅),第二代化合物半导体材料(砷化镓、磷化铟),第三代化合物半导体材料以碳化硅和氮化镓为代表。

碳化硅是第三代半导体产业发展的重要基础材料,碳化硅功率器件以其优异的耐高压、耐高温、低损耗等性能,能够有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化要求。

在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域具有明显优势。

因其优越的物理性能:高禁带宽度(对应高击穿电场和高功率密度)、高电导率、高热导率,有望成为未来最被广泛使用的制作半导体芯片的基础材料。

图表来源:IHS Market

近年来新能源汽车驱动碳化硅行业高速成长,较传统的燃油汽车相比,新能源汽车半导体元器件功率更大,性能要求更高,用量几倍于传统燃油汽车。

根据现有技术方案,每辆新能源汽车使用的功率器件价值约700美元到1000美元。

随着新能源汽车的发展,对功率器件需求量日益增加,成为功率半导体器件新的增长点。使用碳化硅衬底材料,为新能源汽车节省大量成本。


碳化硅产业链

半导体芯片分为集成电路和分立器件,但不论是集成电路还是分立器件,其基本结构都可划分为“衬底-外延-器件”结构。

碳化硅产业链也可分为三个环节:分别是上游衬底,中游外延片和下游器件制造。

图表来源:中信证券

碳化硅上游——衬底

碳化硅在半导体中存在的主要形式是作为衬底材料。

碳化硅晶片作为半导体衬底材料,长晶难度大,技术壁垒高,毛利率可达50%左右。

经过外延生长、器件制造等环节,可制成碳化硅基功率器件和微波射频器件。晶片尺寸越大,对应晶体的生长与加工技术难度越大。

碳化硅晶片产业链:

图表来源:天科合达招股说明书

衬底常用Lely法制造,国际主流采用6英寸晶圆,正向8英寸晶圆过渡;国内衬底以4英寸为主,主要用于10A以下小电流产品。

全球碳化硅市场呈现寡头垄断局面,欧美日企业领先美国全球独大,全球SiC产量的70%~80%来自美国公司。

海外碳化硅单晶衬底企业主要有Cree、DowCorning、SiCrystal、II-VI、新日铁住金、Norstel等。

其中CREE、II-VI等国际龙头企业已开始投资建设8英寸碳化硅晶片生产线。

国内企业也在积极研发和探索碳化硅器件的产业化,已经形成相对完整的碳化硅产业链体系。

中国企业在单晶衬底方面以4英寸为主,目前已经开发出了6英寸导电性SiC衬底和高纯半绝缘SiC衬底。

以天科合达和山东天岳为主的SiC晶片厂商发展速度较快,市占率提升明显。三安光电在SiC方面也在深度布局。

山东天岳、天科合达、河北同光、中科节能均已完成6英寸衬底的研发,中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。

华润微拥有3条6英寸产线和一条正在建设的12英寸产线,并拥有国内首条实现商用量产的6英寸碳化硅晶圆生产线。

露笑科技2020年引进碳化硅重磅研发团队并联合合肥政府共同投资碳化硅。


碳化硅中游 --  外延

外延常用PECVD法制造。

国外外延片企业主要有DowCorning、II-VI、Norstel、CREE、罗姆、三菱电机、英飞凌等;器件方面相关主要企业包括英飞凌、CREE、罗姆、意法半导体等。

国内从事外延片生长的企业包括厦门瀚天天成和东莞天域半导体等;从事碳化硅器件设计制造的企业包括泰科天润、华润微、绿能芯创、上海詹芯、基本半导体、中国中车等。

同时从事外延生长和器件制作的企业包括中电科五十五所、中电科十三所和三安集成等。

外延片方面,中国瀚天天成、东莞天域半导体、国民天成均可供应4-6英寸外延片。模块方面有斯达半导体、比亚迪电子中车时代电气等公司。

碳化硅下游 -- 器件

下游器件的制造效率越高、单位成本越低。

器件领域国际上600-1700V碳化硅SBD、MOSFET都已量产,Cree已开始布局8英寸产线,国内企业碳化硅MOSFET还有待突破,产线在向6英寸过渡。

碳化硅器件领域代表性的企业中,目前来看在国际上技术比较领先的是美国的Cree,其覆盖了整个碳化硅产业链的上下游(衬底-外延-器件),具有核心的技术。

下游碳化硅器件市场,美国Cree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。

英飞凌已经推出了采用转模封装的1200V碳化硅(SiC)集成功率模块(IPM),并大规模推出了SiC解决方案。

国内厂商主要有器件:泰科天润、瀚薪、扬杰科技、中电55所、中电13所、科能芯、中车时代电气等;模组:嘉兴斯达、河南森源、常州武进科华、中车时代电气目前碳化硅市场处于起步阶段。

碳化硅功率器件产业链公司梳理:

资料来源:银河证券

Yole预计2025年碳化硅射频器件全球市场规模可达250亿美元,2023年碳化硅功率器件全球市场规模可达14亿美元。

在未来的10年内,碳化硅器件有望大范围地应用于工业及电动汽车领域。


资料来源:Yole, 中信建投


碳化硅应用领域

目前碳化硅(SiC)半导体仍处于发展初期,晶圆生长过程中易出现材料的基面位错,以致碳化硅器件可靠性下降。

另一方面,晶圆生长难度导致碳化硅材料价格昂贵,预计想要大规模得到应用仍需一段时期的技术改进。

汽车应用领域,碳化硅器件替代硅器件是确定的发展趋势。碳化硅功率器件的应用领域在持续的拓展。

新能源汽车产业作为一个体量快速增长、技术持续革新的战略新兴产业,将在汽车电动化渗透率提升的过程中为多个细分技术领域提供广阔的舞台,国内产业链内有望涌现多家技术领先型的黑马企业。

特斯拉Model3是第一个集成全SiC功率模块的车企,主要采购意法半导体的650V碳化硅功率器件,特斯拉逆变器由24个1-in-1功率模块组成,这些模块组装在针翅式散热器上。

比亚迪车规级的IGBT已经走到5代,碳化硅Mosfet已经走到3代,第4代正在开发当中,目前在规划自建产线。若如期实现,比亚迪将继续维持国内三电技术领先的地位,并且在续航表现上与其他国内车企拉开一大截。

5G基站方面,对碳化硅衬底也有较大需求。

根据Yole和CREE预测,受益5G的普及与5G基站的建设,碳化硅基氮化镓外延功率器件市场规模将从2018年6.45亿美金增长到2024年的20亿美金,年均复合增速达20.76%,2027年市场规模有望达到35亿美金。

当前国内电子行业处于成长期,正朝着核心技术含量和附加值更高的环节迈进,部分产品性能已经能够达到国际先进水平。

电子行业作为新一代信息技术中的核心组成部分,在国家更为重视科技发展的大背景下,有望进一步获得政策和资金的大力支持。

随着政策不断扶持和资金助力,国内电子企业有望在高技术含量和高附加值环节实现更多技术突破,加速国产化替代进程,产业链整体具备广阔的成长空间。

 $杉杉股份(SH600884)$   $兆易创新(SH603986)$   $三安光电(SH600703)$  

来源:今日半导体

【A股顶级科技ETF特别提示丨科技ETF :515000】

▶ 关键词:“电力值”MAX,成长性UP+,科创新成员

6月15日, “A股纳斯达克”科技ETF(515000)标的指数——中证科技龙头指数(CSI931087)再次调仓升级~

本次调仓共纳入16只新成份股,合计总市值7627亿,平均市值476亿元;而剔除成份股的合计总市值17068亿元,平均市值1066亿元。与以往不同,本次调仓剔除了6只目前市值在1000亿以上的股票,纳入股票多为千亿市值以下的股票,成长性显著增加。

科技龙头指数调仓明细[火箭]

数据来源:中证指数官网,截至2020.6.11

【 “电力值”MAX,电子配置比例再次上升】

本次调整后电子行业成份股达到22只,持仓权重由49.4%增至54.7%。计算机行业、通信行业成份股数量不变,计算机权重由18.9%上升至19.3%,通信行业权重由5.7%上升至7.1%。医药生物成份股数量减少1只,权重从26%下降至19%。


数据来源:中证指数官网,调仓日期为2021.6.15

注:表格中调整前数据截至2021.6.11;调整后数据截至2021.6.15

电子行业仍处于快速成长期。随着下游市场消费电子、汽车电子、工业电子等多个行业的高速发展以及新能源汽车、物联网、新能源等新兴领域的兴起,我国电子元件及电子专用材料制造的需求迅速扩大,带动行业的快速发展。数据显示,2020年中国电子元件及电子专用材料制造行业收入21485.2亿元,同比增长11.30%。

2020年电子行业实现归母净利润1105.34亿元,同比增长39.18%。2021年一季度,归母净利润同比增速153.29%。中短期来看,迎来5G超级换机周期,预计存量用户将在1-3年内更换新机,电子强周期延续,市场普遍看好明年电子产业链投资机会!

★ “果链三兄弟”独留歌尔,立讯精密蓝思科技掉队被调出

一般我们会将歌尔股份立讯精密蓝思科技并称为“果链三兄弟”。此次指数调仓,三兄弟将暂时分离一段时间了,歌尔股份仍为成份股,立讯精密蓝思科技被剔除。

为何三兄弟独留歌尔股份?从近半年的股价表现或可见端倪。截至6月11日,歌尔股份自年初以来涨幅已为正,立讯精密蓝思科技仍在爬坡。而从3月25日大盘反弹以来,歌尔股份涨幅已超50%,大幅超越其他两只表现。

虽然立讯精密蓝思科技被调出,但苹果产业链仍维持高景气度。苹果计划在2021年上半年将iPhone产量提升30%,达到9600万部,这对A股果链来说意味着新的机会。有券商就指出,继续看好iPhone新机销售动能对iPhone产业链龙头标的业绩的拉动,苹果链龙头也将强者恒强。

★面板双龙京东方ATCL科技聚首

京东方ATCL科技作为面板行业里的龙一和龙二,经常并排出现。此次,随着TCL科技的调入,两大面板龙头终于在科技ETF(515000)标的指数科技龙头聚首,且均为前十大成份股。

 TCL科技

TCL集团创立于1981年,2004年1月在深交所主板上市,38年以来TCL一直坚守实业,在持续变革创新中突出竞争优势。2018年底,TCL集团启动了以专业化经营为核心的重组,转型为聚焦半导体显示及材料业务的科技创新产业集团。旗下TCL华星是全球半导体显示行业的引领者,旗下有2条8.5代面板生产线,2条11代超大型、商用显示生产线,1条6代LTPS面板生产线和1条AMOLED生产线,目前55吋电视面板市占率居全球第1位,LTPS手机面板市占率提升至全球第2位,AMOLED即将量产。

 京东方A

作为液晶面板龙头,京东方A始终持续整合优质资源以巩固自身在LCD面板领域的优势,同时通过持续研发和技术创新提升在OLED、Mini-LED等新兴显示领域的实力以确保长期竞争力,此外公司还向物联网方向发力,传感器及解决方案、智慧系统创新创及智慧医工事业等多个事业群获得了较快发展。

作为两市营收最大的半导体企业,京东方看似“庞杂”的业务线,其实蕴藏着基于半导体行业发展基本规律的同心圆扩张,其核心是半导体。

梳理京东方近28年来的发展之路,可以梳理出其“起承转合”的脉络:

1、起·电子管起家:1993年,濒临倒闭的北京电子管厂进行股份改制,创建北京东方电子集团有限公司;

2、承·布局LCD:2003年,收购韩国现代电子TFT-LCD业务,标志着京东方的TFT-LCD事业的战略布局正式全面启动;

3、转·布局OLED:2016年,公司最大单笔投资AMOLED生产线顺利封顶,标志着公司全面布局AMOLED柔性显示市场;

4、合·布局IoT:以半导体显示技术为核心,以产业发展的基本能力为圆心,向外扩张到H和S事业部。

自此,京东方基于半导体全领域的版图已经形成:京东方=半导体显示(LCD)+半导体显示(OLED)+半导体显示的智慧端口。

★ 国产替代“芯”任务。芯片股一直是这几次调仓的重点,此次甚至还新纳入了一只科创板的芯片股——华润微

 华润微——国产功率半导体龙头

华润微是目前中国本土少有的具备较强芯片设计、晶圆制造及封装测试全产业链一体化能力的半导体企业,主要产品聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域,服务于消费、工业、汽车等广泛市场的优质下游客户。1Q21公司收入及归母净利润同比增速达到47.92%/251.85%,毛利率升至31.5%,创历史新高。

这两年在外部打压下,“芯片缺货”一直是科技行业的热门话题,2019年我国芯片的进口金额为3040亿美元,远超排名第二的原油进口额,侧面说明了在芯片领域实现国产替代的重要性和迫切性。

十四五规划就提出集中攻克“卡脖子”领域技术,加快制造业转型升级。加大在基础研究、前沿科技领域研究和存在瓶颈的技术攻坚方面的投入(例如芯片半导体等),2035年远景目标中第一项就强调“关键核心技术实现重大突破”。而且国家对芯片的相关支持政策已经在路上,近日四部门联合下发了《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》。自2021年1月1日起,集成电路产业新的免税政策将正式执行,此举无疑将加快我国集成电路产业的发展。

【新成份股高度契合“十四五规划”】

从16只新成份股所属概念板块看,基本上“半导体、5G、新基建、芯片、创新药、区块链”等关键词比较多,而这些概念也契合十四五规划。十四五规划提出未来要瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

数据截至2021.6.15

【个股选不准?ETF是更好的工具!】

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风险提示:科技ETF(515000)被动跟踪中证科技龙头指数(931087.CSI),中证科技龙头指数发布于2019年3月20日,其基日为2012年6月29日,该指数的历史业绩是根据该指数目前的成份股结构模拟回测而来。其指数成份股可能会发生变化,其回测历史业绩不预示指数未来表现。任何在本文出现的信息(包括但不限于个股、评论、预测、图表、指标、理论、任何形式的表述等)均只作为参考,投资人须对任何自主决定的投资行为负责。另,本文中的任何观点、分析及预测不构成对阅读者任何形式的投资建议,本公司亦不对因使用本文内容所引发的直接或间接损失负任何责任。基金投资有风险,基金的过往业绩并不代表其未来表现,投资需谨慎。货币基金投资不等同于银行存款,不保证一定盈利,也不保证最低收益。

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2021-11-11 00:46