中金公司：新能源車全球普及加速碳化硅產業落地迎來機遇

　　現今，硅(Si)器件對於電力電子應用優化已經接近極限，而寬禁帶材料碳化硅(SiC)製成的器件擁有卓越的開關性能、耐壓能力及温度穩定性。我們認為，材料特徵優異的SiC器件有望從增加續航里程、實現輕量化、提升用户體驗等多方面滿足新能源車的迭代需求。我們認為，目前SiC行業發展的痛點在於行業發展仍屬初期，襯底材料高昂的製備成本和較低的良率帶來的高售價，我們認為隨着技術成熟及供應商產能擴張，SiC成本有望實現快速下降，SiC將在未來五年時間內從電控、車載充電機、DC/DC、快充樁等多個應用場景對Si-MOSFET/Si-IGBT形成規模替代。我們測算，2025年僅中國新能源車及充電樁對於SiC的產能需求超100萬片6寸晶圓，器件市場規模超過60億元，為本土企業發展提供了廣闊的成長空間。我們看好SiC產業鏈相關上市公司的投資機會。

　　新能源車全球普及加速，功率密度標準持續提升為SiC產業落地提供契機。

　　歐盟方面，在民眾訴求的推動下，歐盟的碳排放標準日趨嚴格，現行的碳排放標準要求2021年生產的乘用車碳排放量滿足95g/km，我們認為在此嚴苛要求下，新能源汽車或將替代燃油車。

　　美國方面，拜登上台帶來美國新能源政策轉向，並計劃於2050年實現碳中和，我們認為政府方面也希望借助特斯拉等頭部企業助力美國汽車製造業在新趨勢下保持領先地位。

　　中國方面，2019年中國石油對外依存度超過70%，我們認為電動車對保障能源安全至關重要，且中國憑藉市場空間、工程師紅利等優勢，有望藉助汽車電動化實現汽車產業發展彎道超車的目標。我們看到，在各國制定的電動車發展路線圖中，功率密度標準逼近主流Si基器件的性能極限，SiC器件成為理想替代。我們認為SiC有望在電動汽車產業加速發展及滲透率提升的雙重推動下迎來需求快速成長。

　　圖表：我國石油及天然氣的對外依存度遠高於煤炭

資料來源：國家統計局，海關總署，中國石油經濟技術研究院，中金公司研究部

　　圖表：美國能源部旗下U.S。 Drive對未來電機電控效率、功率密度等指標提出了嚴苛指引

資料來源：美國能源部官網，中金公司研究部

　　圖表：硅基器件已經無法滿足未來功率密度需求

資料來源：各公司官網，重慶大學，中金公司研究部

　　SiC解決電動車三大需求痛點，規模普及即將到來。

　　我們認為，SiC有望從以下三個方面解決Si基器件的痛點問題：

　　1)續航里程是電動車的一大痛點，根據英飛凌數據，SiC器件整體損耗相比Si基器件降低80%以上，導通及開關損耗減小，有助於增加電動車續航里程；

　　圖表： SiC的材料特性有助於降低器件導通和開關損耗

資料來源：中金公司研究部

　　圖表： SiC器件的損耗相比Si基器件降低80%以上

資料來源：英飛凌官網，中金公司研究部

　　2)輕量化的實現。SiC器件具備高飽和速率、高電流密度、高熱導率的特點，有利於實現電控模塊小型化、周邊系統小型化、冷卻系統簡單化，從而減輕整車重量；

　　圖表： SiC的器件特性有助於電動車實現輕量化

資料來源：Rohm官網，Cree官網，英飛凌官網，中金公司研究部

　　3)滿足800V高電平要求。為配合快充應用，車內電平向更高的800V提高是大勢所趨，在1200V IGBT車規產品難以普及的背景下，使用SiC MOSFET是良好的解決方案。我們認為，目前SiC無法大規模商用的主要矛盾在於成本高昂，但根據我們的測算，在新能源車平價目標成本假設下(三電成本與傳統動力總成價格相當)，若SiC的器件成本下降至硅基器件的2倍時，其經濟效益有望助推SiC在全系列車型全面普及。

　　圖表：快充功率要求400V轉變為800V充電電壓

資料來源：e-TECHNOLOGY，中金公司研究部

　　圖表：400V提升至800V的電車重量(100kWh電池)

資料來源：e-TECHNOLOGY，中金公司研究部

　　圖表：SiC晶體獲得的難度要遠大於Si單晶

資料來源：Cree官網，中金公司研究部

　　圖表：新能源車平價目標下電池成本測算

資料來源：中金公司研究部

　　圖表：主流型號Si-IGBT及SiC-MOSFET對比(截至2019年底)

資料來源：Semikron官網，Rohm官網，Wolfspeed官網，中金公司研究部

　　圖表： SiC的成本經濟性測算

資料來源：Cree官網，中金公司研究部

　　小器件大市場，中國車用SiC市場將迎來高速成長。

　　我們測算，2025年中國電動車及快充樁將帶來62億元/78億元的SiC器件/模塊市場空間(模塊中包含器件成本)，2021-25年CAGR高達58%/35%。從產業鏈各環節來看，我們測算SiC襯底及外延片價值量合計佔比超器件總價值量的60%，2025年中國本土導電型襯底片需求超100萬片，行業上游重要性強，需求空間廣闊。我國企業目前已經能實現6寸片規模量產，8寸片與海外的技術差距正在縮小。

　　圖表： SiC成本下降情況預測