碳化硅衬底及器件产业链

特斯拉减少碳化硅用量可能利好具备较强设计能力、模块封装能力的碳化硅器件公司。2023年3月2日，特斯拉在投资者日上宣布，为了实现更具规模化的新能源汽车生产，特斯拉的下一代驱动单元将减少75%的碳化硅（75%reduction in silicon carbide），作为合计降低1000美金成本的手段之一，引发资本市场对碳化硅市场前景的担忧。我们认为，特斯拉的表述重点在于陈述碳化硅成本高，需要通过减少碳化硅用量实现降本的事实。目前碳化硅在新能源的应用尚未普及，主要原因为成本过高。碳化硅芯片成本的降低有望带动碳化硅的规模化应用，对行业的长期发展起到促进作用。根据华泰电子团队2023年3月7日《特斯拉减少碳化硅用量影响分析》研报分析，以下三种方案之一或组合，可能降低采用碳化硅的电驱系统成本：1）现有平面MOSFET的微小化；2）沟槽MOSFET；3）碳化硅MOSFET+硅基IGBT混合方案。特斯拉宣布减少碳化硅用量的做法，可能利好具备较强设计能力、模块封装能力的碳化硅器件公司。

碳化硅器件产业链包括衬底、外延、器件制造等环节，衬底成本占比达47%。从工艺流程上看，碳化硅器件产业链包括晶体生长-切片-磨平-抛光（此时形成衬底）-外延-器件制造，。

根据晶盛机电数据，碳化硅衬底在器件中的成本占比达47%，与半导体硅材料器件相比，碳化硅衬底价值量占比大幅提升，衬底在碳化硅器件中扮演重要的角色。

碳化硅衬底良率是考核企业产品性能及经济性重要指标，大尺寸衬底是行业趋势。SiC衬底制备重难点主要是晶体生长和切割研磨抛光环节，是整个衬底生产环节中的重点与难点，成为限制碳化硅良率与产能提升的瓶颈。加工的难点在于碳化硅材料硬度高、脆性大、化学性质稳定，因此传统硅基加工的方式不适用于碳化硅衬底.目前4英寸、6英寸主要采用多线切割设备，将碳化硅晶体切割成厚度不超过1mm的薄片。目前碳化硅衬底主流尺寸是4/6寸，其中半绝缘型碳化硅衬底以4寸为主，导电型碳化硅衬底以6寸为主。大尺寸可以摊薄单位芯片的成本，根据晶盛机电披露，相比于6英寸，8英寸碳化硅晶圆的边缘损耗更小、可利用面积更大，未来通过产量和规模效益的提升，成本有望降低60%以上。目前国际上龙头企业的碳化硅衬底正从6寸往8寸发展，国际龙头Wolfspeed、II-VI以及国内天岳先进、晶盛机电等企业都已成功研发8英寸衬底产品。