碳化硅 (SiC) 深度投研

第三代半导体革命：从新能源汽车到AI算力与AR光学的价值重估

核心观点摘要

碳化硅正处在一个关键的“价值重估”十字路口。它已从一个由新能源汽车单一驱动的周期性成长故事，裂变为由“AI算力散热”和“AR光学显示”共同开启“第二成长曲线”的平台型技术叙事。当前，行业正经历着从6英寸到8英寸的技术代际升级和残酷的价格战洗牌，但具备技术、规模和客户优势的头部企业有望穿越周期，享受新应用场景带来的巨大估值弹性。

概念演进三部曲

第一阶段 | ~2024年

新能源汽车驱动

随着新能源汽车向800V/1000V高压平台演进，SiC凭借耐高压、低损耗特性从“可选项”升级为“必选项”。2024年被视为“车规级应用爆发元年”，比亚迪、小米等车型规模化配置，市场进入“平权时代”，渗透率加速提升。

第二阶段 | 2024-2025年

产业深化与“内卷”加剧

产业进入“8英寸时代”，成本快速下降，竞争白热化。6英寸衬底价格腰斩，价格战激烈。发改委窗口指导标志行业进入“反内卷”和供给侧优化的新阶段，资源向头部企业集中。

第三阶段 | 2025年~

新增长曲线开启

市场担忧新能源车渗透率见顶，AI算力与AR光学成为估值重塑的关键。英伟达Rubin GPU计划采用SiC解决散热瓶颈，Meta选择SiC作为AR眼镜核心光学材料，为产业打开全新的成长空间。

核心逻辑与市场认知

三大核心驱动力

  • 物理性能代差优势：宽禁带、高热导率等特性，是其在高压、高频、高温场景替代硅基器件的根本原因。
  • 成本下降驱动“平权”：向8英寸晶圆升级驱动成本快速下降，应用从高端下沉至大众市场，实现规模爆发。
  • 新场景技术不可替代性：在AI芯片封装（高导热）和AR眼镜（高折射率）中是“必需品”，而非简单“替代品”，打开全新增量空间。

市场情绪：“冰火两重天”

  • 🔥 火 (乐观): 对AI和AR新应用前景极为乐观，英伟达消息引爆板块，市场愿为“星辰大海”的叙事支付高估值溢价。
  • 🧊 冰 (谨慎): 对存量汽车市场，因价格战、产能过剩风险及政府“反内卷”指导，对短期盈利能力存在担忧和分歧。

预期差分析

  • “增长”与“盈利”的预期差：营收高速增长背后是价格战导致的盈利能力受损，营收与利润增长可能不同步。
  • “远景”与“现实”的预期差：AR眼镜等新应用商业化路径漫长，成本高昂，短期难以贡献实质性收入。
  • “国产替代”与“技术代差”的预期差：国产厂商份额提升，但在核心技术（如光学级衬底）上与国外龙头仍存代差。

全球碳化硅功率器件市场规模预测

数据来源：Yole Development，年复合增长率 (CAGR) 约 24%

三大新兴应用前沿

1. AI算力芯片散热

英伟达新一代GPU (Rubin) 功耗翻倍至1400W，计划在CoWoS先进封装中采用SiC衬底作为中介层。SiC热导率 (~500W/mK) 远超硅 (~150W/mK)，是解决高密度算力散热瓶颈的关键。

2. AR眼镜光学核心

Meta选择SiC作为AR光波导镜片核心材料。利用其高达2.7的折射率，可实现镜片极致轻薄、解决彩虹效应并拓宽视场角。千万副出货量有望创造百亿级SiC市场。

3. 新能源汽车高压平台

800V/1000V高压平台成为行业趋势，SiC是实现高效快充、降低电控系统体积和能耗的必然选择。比亚迪等车企已深度布局，推动SiC向20万元以下车型渗透。

近期关键催化剂

  • 英伟达官方确认：在GTC等关键会议上正式发布Rubin架构，明确将SiC用于CoWoS封装。
  • 8英寸订单突破：国内龙头企业宣布其8英寸衬底获国际一线大厂批量订单或长协。
  • 比亚迪1000V车型发布：验证SiC在超高压平台的性能优势和商业化进程。
  • Meta AR眼镜原型机亮相：展示搭载SiC光波导镜片的光学效果，提振市场信心。

长期发展路径

  • 技术路径：6英寸 → 8英寸 (当前-2026) → 12英寸 (2026后)，尺寸升级是降本增效核心。
  • 应用渗透：汽车(高端→大众)、AI算力(验证→规模导入)、AR(原型→普及)。
  • 产业格局：价格战(当前) → 行业出清/整合 (2025-2026) → 寡头垄断 (2027后)。

产业链与核心公司剖析

上游

设备 (长晶/外延炉) & 材料 (热场)

晶盛机电, 北方华创, 晶升股份, 金博股份

中游

衬底 & 外延片

天岳先进, 晶盛机电, 三安光电

下游

器件 & 模块

斯达半导, 芯联集成, 时代电气, 华润微

天岳先进

定位：国内衬底龙头，市占率全球第二。深度绑定英飞凌、博世，8/12英寸技术领先。

风险：业务单一，完全暴露于衬底价格战风险，毛利率波动大。

晶盛机电

定位：“设备+材料”一体化。自研设备反哺材料生产，成本控制力强，技术储备深厚。

风险：同时扮演“裁判员”与“运动员”角色，可能与客户产生竞争关系。

三安光电

定位：IDM模式，垂直整合。与意法半导体合资锁定出海口，产能规划巨大。

风险：资本开支压力重，SiC业务占比尚不高，整合效率是关键。

芯联集成

定位：车规级器件黑马。深度绑定广汽、蔚来等车企，模块装机量高速增长。

风险：上游衬底成本与供应是其命门，器件行业竞争激烈。

潜在风险与挑战

技术风险

8/12英寸衬底良率是核心瓶颈。若良率提升不及预期，将严重拖累成本下降和商业化进程。

商业化风险

价格战可能失控，导致全行业“增收不增利”。新应用场景（AI/AR）落地缓慢，兑现时间或大幅推迟。

竞争与政策风险

国际巨头加速8英寸布局，技术专利壁垒深厚。“反内卷”政策增加中小企业扩产不确定性。

数据交叉验证风险

不同来源对8英寸衬底价格、产能利用率等关键数据存在矛盾，表明市场价格体系尚不稳定，信息透明度低。

相关概念股票池

股票名称 股票代码 核心逻辑 / 最新动态 产业链环节
天岳先进688234全球导电型衬底市占率第二(22.8%)，已向英飞凌等国际大厂供货，率先发布12英寸产品。衬底
晶盛机电300316设备+材料一体化布局，成功长出12英寸晶体，设备覆盖长晶到加工全链条，客户包括瀚天天成、芯联集成等。设备 衬底
三安光电600703IDM模式，与意法半导体合资8英寸SiC晶圆厂，配套衬底与外延产能，垂直整合优势明显。衬底 外延片 器件
北方华创002371设备龙头，提供晶体生长、外延、刻蚀等全面解决方案，8英寸电阻式SiC长晶炉已批量出货。设备 (长晶炉/外延炉)
斯达半导603290募投建设6万片6英寸车规级SiC MOSFET芯片产能，提升车规级芯片自供能力。器件
晶升股份6884788英寸长晶设备覆盖80%国内客户，并向切割、外延设备延伸，完善全链条能力。设备 (长晶炉)
露笑科技002617主营6英寸导电型碳化硅衬底片生产销售，规划年产20万片。衬底
华润微688396已形成系列化SiC二极管和MOSFET产品，正在市场推广上量阶段。器件
时代电气688187产线从4英寸升级至6英寸，年产能提升至2.5万片。器件
扬杰科技300373首条SiC芯片产线已投产，与外延片供应商签署战略合作，优化供应链。器件
合盛硅业6032606英寸碳化硅衬底已全面量产，8英寸已开始小批量生产，12英寸研发顺利。衬底
东尼电子8英寸碳化硅衬底处于研发验证阶段，已有小批量订单。衬底
高测股份688556碳化硅金刚线切片机市占率领先。设备 (切片机)
德龙激光688170激光切割设备市占率约50%，已具备8英寸晶锭加工能力并在头部企业验证使用。设备 (激光切割)