碳化硅衬底行业之天岳先进研究报告：SiC业务景气向上

（报告出品方/作者：民生证券，方竞）

1 天岳先进：蓄势待发的国产碳化硅衬底龙头

1.1 国内半导体前沿生产商，进军国际碳化硅衬底市场

公司于 2010 年成立，是一家国内领先的宽禁带半导体（第三代半导体）衬底材料生产商， 主要从事碳化硅衬底的研发、生产和销售。公司不仅在 2019 年和 2020年跻身半绝缘型碳化硅 衬底市场的世界前三，还成功掌握了导电型碳化硅衬底材料制备的技术和产业化能力。经过十余 年的技术发展，公司已掌握涵盖了设备设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工等环节 的核心技术，自主研发了不同尺寸半绝缘型及导电型碳化硅衬底制备技术。目前，公司主要产品 是半绝缘型碳化硅衬底，导电型碳化硅衬底材料已形成小批量销售。

公司碳化硅衬底应用领域广泛，市场竞争地位突出。碳化硅衬底是新近发展的宽禁带半导体 的核心材料，以其制作的器件具有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射等特点，具有开关速度快、效率高的优势，可大幅降低产品功耗、提高能量转换效率并减小产品体积。目前，碳化硅 衬底主要应用于信息通信、无线电探测、新能源汽车、轨道交通、大功率输电变电等多个领域。 公司凭借先进的开发技术和良好的产品质量，获得了优质的客户资源。尤其是半绝缘型碳化硅衬 底产品方面，公司已到达行业领先水平。

1.2 收入稳定增长，半绝缘型衬底业务渐入佳境

公司收入规模稳定增长。2018 年至 2020 年，随着公司半导体级碳化硅衬底销量和收入持 续增长，公司营收由1.36 亿元增至 4.25 亿元，年均复合增速 76.78%，2021 年上半年营收 2.47 亿元，公司营业收入呈稳步上涨态势。毛利润也逐年增长，从 2018 年的 0.35 亿元增至 2020 年 的 1.5 亿元，2021 年上半年毛利润 0.99 亿元。2018 年至 2020 年，公司净利润由-0.42 亿元降 至-6.42 亿元。这是因为公司为了吸引经验丰富的高端人才、建立稳定的研发和管理团队，于2019 年和 2020 年公司实施股权激励，分别产生 2.36 亿元、6.58 亿元的股份支付费用，2021 年上 半年公司已实现净利润 0.48 亿元。在剔除非经常性损益因素影响后，公司 2019 年、2020 年和 2021年上半年实现盈利，归母净利分别为 522.91 万元、2268.78 万元、2317.27 万元。

利润率方面，2018-2020年公司毛利率分别为 25.57%、37.68%和 35.28%，提升明显但 有所波动。2019 年，公司产品单价提高的同时单位成本降低，导致收入规模扩大和毛利率的提高。2020 年，由于部分产品的市场销售单价下降，公司总体毛利率较上年降低了 2.40 个百分 点。公司为了吸引与保留优秀的技术骨干和经营管理人才、稳定核心人员和完善公司的经营状况， 于 2019 年和 2020 年实施股权激励，使得净利率降低。

分业务来看，半绝缘型衬底营收逐年增长，为公司业务营收的主要构成。由于公司领先的核心技术、持续扩张的产能以及下游行业需求的不断增长， 2018-2020 年，公司半绝缘型碳化硅

衬底的销量从 7998 片增至 37670 片。同时，半绝缘型衬底营收占比不断提高，使得公司总体 营业收入持续增长。2018-2020 年，公司半绝缘型碳化硅衬底的营收从 7,789.37 万元增至 34,674.83 万元。但由于公司产能有限且优先聚焦于半绝缘型衬底生产与销售，导电型衬底销售 收入较少。

毛利率方面，2018-2020 年公司半绝缘型和导电型衬底的毛利率逐年增长，而其他业务的 毛利率在 2020 年出现下降。碳化硅衬底方面，得益于持续放大发国内市场需求和良好的产品品 质，2018-2020 年公司半绝缘型和导电型衬底毛利率逐年稳定上升。其他业务方面，2020 年晶棒的市场价格下降，导致公司其他业务毛利率在 2020 年明显下降。

从公司的主要收入来源半绝缘型衬底来看，半绝缘型衬底销量持续快速增长，2020 年半绝 缘衬底销量较上年增长 112.66%，收入较上年增长 89.81%。主要得益于以下三大原因：(1)近 年来随着下游领域对半导体器件的性能提出更高的要求，碳化硅器件产品呈现较强的竞争优势， 其应用得到快速推广，对半绝缘型衬底的市场需求大幅增加。(2)凭借公司的技术实力、优质的产 品和售后服务体系，公司逐渐积累半导体行业下游关键客户资源，公司的半绝缘碳化硅衬底产品 批量且稳定地供应给通信设备领先企业和无线电探测领域重要企业，与其保持良好的业务关系。 (3)公司产能持续扩张，有力地保障了收入的快速增长。

2018-2020 年，公司半绝缘型碳化硅衬底的单价先上升后下降。由于市场需求旺盛，2019 年半绝缘型衬底的单价上升。随着公司生产工艺不断改进，半导体晶体及衬底的合格率提升，使 得 2020 年半绝缘型衬底单位成本下降 20.37%，公司在单位成本降低的情况下，为了推动碳化 硅下游产品的发展和渗透，对售价进行一定的下调，因此 2020 年公司半绝缘产品的单价有所下 降。

1.3 股权结构稳定，激励措施提升活力

天岳先进股权结构稳定，董事长宗艳民是实控人。公司董事长宗艳民先生通过直接持股以及 通过上海麦明、上海铸傲的间接持股，合计持有公司 42.75%的股份。其他重要股东有海通证券 （辽宁中德、辽宁海通新能源、海通创新）、济南国材、哈勃投资，这些股东均持有 5%以上的股 份。其中，哈勃投资是华为为了打造国产半导体供应链而建立的公司。公司在 2019 年获得华为 哈勃投资的入股。受益于华为的扶持，公司产品的进一步研发有了资金上的保障，有利于公司提 高产品竞争力。

股权激励提升经营活力和创新力。公司设立了上海麦明、上海铸傲两个直接员工持股平台以 及上海爵芃和上海策辉两个间接员工持股平台进行股权激励，持股员工共计 102 名。作为科技 创新型企业，公司针对主要核心员工实施的股权激励有利于吸引与保留优秀的技术骨干和经营管 理人才，稳定核心人员和完善公司的经营状况，进一步增强公司的竞争力。

1.4 加大研发投入，提升竞争优势

作为高新技术企业，核心技术对公司竞争力有着重要的影响。目前，公司已掌握涵盖了设备 设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工等各类核心技术，碳化硅衬底产品技术水平已 达到国内领先、国际先进水平，并积极与产业需求深度融合，积累了一系列具有竞争优势的行业 技术成果。碳化硅衬底制备技术不仅体现在设备、热场和工艺设计上，也体现在技术实现过程中 的各个环节上。因此，公司通过研发团队的开拓创新和合力研发，致力于形成既有强大技术又有 详细技术细节的全面研发局面。截至 2020 年末，公司拥有授权专利 286 项，其中境内发明专利 66 项，境外发明专利 1 项。

持续深化核心技术，加大研发投入。公司持续加大研发力度，2018 年至 2020 年研发费用 分别为 2,510.39 万元、2,474.82 万元、6,252.79 万元，占营业收入的比例为 18.44%、9.22%、 14.72%。其中，2020 年公司投入了大量资金购买设备和开展研发，导致研发费用大幅上涨，较 上年增加 152.66%。同时，公司与多家企业合作研发，以获得更加先进和完备的技术。

1.5 管理团队带领研发，助力公司成长

公司的跨越式发展离不开卓越的管理团队。公司高管具有丰富的管理经验和深厚的研发功底， 带领团队先后攻克了原料提纯、碳化硅材料生长及缺陷控制、衬底加工等一系列难题，掌握了碳 化硅半导体材料产业化核心关键技术，实现 2-6 英寸宽禁带半导体材料研发或产业化，实现了国 家核心战略材料的自主可控。

董事长、总经理宗艳民先生，硅酸盐工程专业学士。1987 年 8 月至 2002 年 10 月，任济南 灯泡厂技术处工艺工程师；2002 年 10 月至 2020 年 10 月，任济南天业董事长兼总经理；2010 年 11 月至 2020 年 11 月，历任天岳有限执行董事、董事长、总经理等职务；2020 年 11 月至 今，任天岳先进董事长、总经理。

董事、首席财务官钟文庆先生，理学硕士学位。1995 年 7 月至 1997 年 6 月，任美国特勒 克斯公司财务及行政主管；1998 年 1 月至 1999 年 2 月，任美国品食乐食品有限公司财务计划 和分析经理；1999 年 3 月至 2001 年 3 月，任美国施乐中国有限公司财务总监、市场总监；2001 年 7 月至 2003 年 11 月，任世纪愿景公司首席财务官；2003 年 12 月至 2005 年 4 月，任美国 电子数据系统公司 UGS PLM 大中华区财务总监；2005 年 5 月至 2010 年 11 月，历任沃尔沃 建筑设备公司中国区首席财务官、产品线首席财务官、国际区业务发展副总裁；2011 年 9 月至 2018 年 12 月，任瑞迈国际总裁；2018 年 12 月至 2019 年 8 月，任天岳有限首席财务官；2019 年 8 月至 2020 年 11 月，任天岳有限董事、首席财务官；2020 年 11 月至今，任天岳先进董 事、首席财务官。

董事、首席技术官高超先生，材料物理与化学专业博士学位。2014 年 7 月至 2017 年 1 月， 任天岳有限研发工程师；2017 年 1 月至 2019 年 8 月，任天岳有限研发中心主任；2019 年 8 月至 2020 年 11 月，任天岳有限董事、研发中心主任；2020 年 11 月至今，任天岳先进董事、 首席技术官。（报告来源：未来智库）

2 碳化硅衬底市场需求快速增长，国产替代势在必行

2.1 碳化硅性能卓越，优势明显

碳化硅衬底是一种由碳和硅两种元素组成的化合物半导体单晶材料，以其制作的器件具有耐 高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射等特点，具有开关速度快、效率高的优势，可大幅降低产 品功耗、提高能量转换效率并减小产品体积。

与硅相比，碳化硅拥有更为优越的电气特性。第一，碳化硅击穿电场强度大，是硅的 10 倍， 用碳化硅制备器件可以极大地提高耐压容量、工作频率和电流密度。第二，碳化硅的禁带接近硅 的 3 倍，可以保证碳化硅器件在高温条件下工作的可靠性。第三，碳化硅的热导率比硅更高，有 助于碳化硅器件的散热，碳化硅器件也因此对散热的设计要求更低，有助于实现设备的小型化。 第四，碳化硅的饱和电子漂移速率大，是硅的 2 倍，这决定了碳化硅器件可以实现更高的工作频 率和更高的功率密度。基于这些优良的特性，碳化硅衬底的使用极限性能优于硅衬底，可以满足 高压、高温、高频、大功率等条件下的应用需求，已应用于射频器件及功率器件。

具体到器件产品来看，以碳化硅为衬底制成的功率器件相比硅基功率器件具有高电压、大电 流、高温、高频率、低损耗等独特优势，将极大地提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率。 相同规格的碳化硅基 MOSFET 与硅基 MOSFET 相比，其尺寸可大幅减小至原来的 1/10，导通 电阻可至少降低至原来的 1/100。相同规格的碳化硅基 MOSFET 较硅基 IGBT 的总能量损耗可 降低 70%。

两类衬底经外延生长后主要用于制造功率器件、射频器件等分立器件。

其中，半绝缘型碳化硅衬底主要应用于制造氮化镓射频器件。通过在半绝缘型碳化硅衬底上 生长氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成 HEMT 等氮化镓射频器件。

导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件。与传统硅功率器件制作工艺不同，碳化硅功率 器件不能直接制作在碳化硅衬底上，需在导电型衬底上生长碳化硅外延层得到碳化硅外延片，并 在外延层上制造肖特基二极管、MOSFET、IGBT 等功率器件。

2.2 射频器件需求增长拉动半绝缘型衬底市场扩张

半绝缘型碳化硅衬底制备的氮化镓射频器件主要为面向通信基站以及雷达应用的功率放大 器。目前主流的射频器件有砷化镓、硅基 LDMOS、碳化硅基氮化镓等不同类型。其中，砷化镓 器件已在功率放大器上得到广泛应用，硅基 LDMOS 器件也已在通讯领域应用多年，但其主要应 用于小于 4GHz 的低频率领域。碳化硅基氮化镓射频器件同时具备了碳化硅的高导热性能和氮 化镓在高频段下大功率射频输出的优势，随着信息技术产业对数据流量、更高工作频率和带宽等 需求的不断增长，氮化镓器件在基站中应用越来越广泛。氮化镓射频器件正在取代 LDMOS 在 通信宏基站、雷达及其他宽带领域的应用。根据 Yole 预测，至 2025 年，功率在 3W 以上的射 频器件市场中，砷化镓器件市场份额基本维持不变的情况下，氮化镓射频器件有望替代大部分硅 基 LDMOS 份额，占据射频器件市场约 50%的份额。

在应用方面，5G 通信推动着碳化硅成为射频器件的主流材料。5G 通讯高频、高速、高功率 的特点对微波射频器件提出了更高要求，对目前采用的砷化镓和硅基 LDMOS 器件提出了挑战。 不同于砷化镓和硅基 LDMOS 器件的固有缺陷，如高频段性能差、功率效率较差等。由半绝缘型碳化硅衬底制备的氮化镓射频器件在高频段表现良好、能抗高温高压，具有高功率处理能力，已 逐步成为 5G 时代较大基站功率放大器的候选技术。

随着全球 5G 通讯技术的发展和推广，5G 基站建设将为射频器件带来新的增长动力。据 Yole 预测，射频功率放大器市场规模将从 2018 年的 60 亿美元增长到 2025 年的 104 亿美元。随着 5G 市场对碳化硅基氮化镓器件需求的增长，半绝缘型碳化硅晶片的需求量也将大幅增长，未来 碳化硅市场将进一步扩大。

全球市场规模持续扩大，天岳先进市场份额全球前三。受下游 5G 基站强劲需求驱动，碳化 硅基氮化镓高频射频器件将逐步加强市场渗透，市场空间广阔。根据 Yole 数据，半绝缘型碳化 硅衬底的市场规模增长较快，从 2019 年的 1.54 亿美元到 2020 年的 1.82 亿美元，同比增长 18%。2020 年，天岳先进市场规模在金额上较上年同比增长 96.48%，市场占有率较上年增长 12 个百分点，大大缩小了与国外竞争对手的差距。

为提高生产效率并降低成本，大尺寸是碳化硅衬底制备技术的重要发展方向。目前行业内公 司主要量产产品尺寸集中在 4 英寸及 6 英寸。受下游 5G 基站强劲需求驱动，碳化硅基氮化镓射 频器件将逐步加强市场渗透，市场空间广阔。2020-2025 年，中国市场来看，4 英寸半绝缘型碳 化硅衬底预计逐步从 4 万片减少到 2 万片，6 英寸衬底将从 5 万片增长到 10 万片；2025~2030 年，4 英寸衬底将逐渐退出市场，6 英寸衬底将增长至 20 万片。

2.3 导电型碳化硅衬底市场规模快速增长，功率器件应用广泛

导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件，功率器件是电力电子行业的重要基础元器件之 一，广泛应用于电力设备的电能转化和电路控制等领域，涉及经济与生活的方方面面。碳化硅功 率器件以其优异的耐高压、耐高温、低损耗等性能，较好地契合功率器件的要求，因而在近年被 快速推广应用，例如新能源汽车、光伏发电等领域。

新能源车是功率器件的一个重要应用。新能源车系统架构中涉及到功率半导体应用的组件包 括：电机驱动系统、车载充电系统(OBC)、电源转换系统(车载 DC/DC)和非车载充电桩。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。碳化硅功率器件应 用于电机驱动系统中的主逆变器，能够显著降低电力电子系统的体积、重量和成本，提高功率密 度；碳化硅器件亦应用于车载充电系统和电源转换系统，能够有效降低开关损耗、提高极限工作 温度、提升系统效率，目前全球已有超过 20 家汽车厂商在车载充电系统中使用碳化硅功率器件。

在节能减排及驾驶舒适性的更高要求下，新能源汽车逐渐替代传统汽车走向公众视野。而技 术的进步和政策的驱动则为新能源汽车的快速普及创造了有利条件。就渗透率来看，目前虽然销 量提升明显，但渗透率方面仍有较大空间。不过，随着新能源电池技术进一步成熟，续航能力提升及成本进一步下降，预计未来全球新能源车渗透率将进一步提升。据 HSBC 数据， 2020 年 全球新能源车渗透率达 4%，这一数字有望在 2025 年提升至 20%。

由于碳化硅取代硅基器件降低光伏发电系统损耗，碳化硅产品预计会逐渐替代硅基器件，被 广泛应用于光伏发电领域。在光伏发电应用中，基于硅基器件的传统逆变器成本约占系统 10% 左右，却是系统能量损耗的主要来源之一。而使用碳化硅材料，可将转换效率可从 96%提升至 99%以上，能量损耗降低 50%以上，设备循环寿命提升 50 倍。根据 CASA 预测，在 2025 年， 碳化硅功率器件占比将达到 50%，相比 2020 年增长 40 个百分点，并将持续扩大占比。

此外，碳化硅材料可以显著提升列车牵引系统节能效果，符合轨道交通大容量、轻量化和节 能型牵引变流装置的应用需求，将在轨道交通中得到广泛应用。同时，由于碳化硅抗高温高压高 频的特性，完美切合智能电网发展需求，被应用在固态变压器、柔性交流输电、柔性直流输电、 高压直流输电及配电系统等应用方面推动智能电网的发展和变革。虽然 2018 年碳化硅在轨道交 通的应用占比仅为 2%，但 CASA 预测在 2030 年碳化硅在轨道交通功率器件的应用占比将达30%，渗透率不断提升。

伴随新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等产业的快速发展，功率器件的使用需求 大幅增加。据 IHS 数据，2020 年全球功率半导体市场规模达 143 亿美元，其中中国是全球最大 的功率半导体消费国，2020 年中国功率半导体市场规模达 56 亿美元，全球占比约为 39%。受 新能源汽车庞大需求的驱动，以及电力设备等领域的带动，2021 年全球功率器件的市场规模或 超过 147 亿美元，其中中国功率半导体市场规模预计 57 亿美元。

国内导电型碳化硅衬底的市场规模取得较快增长。得益于碳化硅功率器件在电动汽车等下游 应用的增长，导电型碳化硅衬底市场未来将快速发展。2018 年至 2020 年，全球导电型碳化硅 衬底市场规模从 1.73 亿美元增长至 2.76 亿美元，复合增长率为 26.36%。

从导电型碳化硅衬底晶圆尺寸方面来看，6 英寸导电型碳化硅衬底将保持高速增长态势，根 据中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟数据，预计 2020-2025 年国内市场 4 英寸逐步从 10 万片市场减少到 5 万片，6 英寸晶圆将从 8 万片增长到 20 万片；2025~2030 年：4 英寸晶圆 将逐渐退出市场，6 英寸晶圆将增长至 40 万片。

2.4 高技术壁垒带来高集中度，国产化空间广阔

碳化硅衬底属于高度技术密集型行业，具有极高的技术壁垒。技术迭代更新需要长期持续开 展大量创新性的工作，同时需要获取海量的技术数据积累，以完成各工艺环节的精准设计。就碳 化硅晶体制备而言，针对不同尺寸、不同导电性能的碳化硅单晶衬底，碳化硅长晶炉需要实现高 真空度、低真空漏率等各项性能指标，为高质量晶体生长提供适合的热场实现条件。碳化硅单晶 生长过程中需要严格控制外部杂质的引入，在 2300℃以上高温的密闭石墨腔室内完成“固-气固”的转化重结晶过程，稳定控制单一特定晶型的形成，从而获得极高纯度的半绝缘晶体或定向 掺杂的导电型晶体。

由于碳化硅衬底行业壁垒较高，生产企业和主要下游客户较为集中。碳化硅衬底的后道工序 极其复杂，工艺需要与衬底材料的特性高度结合，因此公司一旦通过测试并进入产品阶段，较难 被其他新进入者取代。全球衬底巨头包括国内的一些衬底厂商，很多都是自研自产碳化硅单晶炉 ——这将影响衬底生长的品质把控，进一步拉高了后进者进入碳化硅衬底行业的难度。国内半绝 缘型碳化硅衬底下游行业集中度较高，规模化的下游企业较少。

从市占率角度来看，导电型碳化硅衬底环节呈现“一超”格局，美国企业科锐全球独大。由 于美国企业起步较早，2018 年美国占有全球碳化硅晶片产量的 70%以上，科锐作为行业先驱， 独自占据一半以上市场份额，剩余份额大部分被日本和欧洲的其他碳化硅企业占据。前三家企业 合计占 90%的份额。

半绝缘型衬底方面，全球碳化硅晶片厂商呈现三家独大的格局。受益于领先的技术水平， 2020 年美国的科锐公司和贰陆公司依旧合计占据近 70%的市场份额，但天岳先进近年来积极研 发新品并不断改进工艺，产品质量得到下游市场的认可，使得市占率大幅提升，已经以 30%的 市占率位列第三，缩小了与国外巨头的差距。

在快速发展的下游应用市场和国际龙头垄断的竞争格局下，成功研制并规模化生产碳化硅衬 底成为企业竞争力的重要因素。科锐和贰陆公司基于先发优势，率先完成 8 寸衬底的研发。国内 企业起步较晚，研发进度稍慢，衬底质量与国外差距明显，但也已经完成 6 寸产品的布局，与龙 头的差距在不断缩小。

虽然起步较晚，但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 碳化硅衬底和高纯半绝缘碳化硅衬底。以天科合达和天岳先进为主的碳化硅晶片厂商发展速度较 快，市占率提升明显。三安光电（北电新材）在碳化硅方面也在深度布局。从专利申报看， 2018~2020 年我国与碳化硅相关的专利数量为 2887 份，专利数量显示近年来我国相关企业碳 化硅的技术储备持续提升。

由于宽禁带半导体的军事用途使得国外对中国实行技术禁运和封锁，国内碳化硅产业的持续 发展对核心技术国产自主化、实现供应链安全可控提出了迫切的需求。自主可控趋势加速了宽禁 带半导体器件的国产化替代进程，为宽禁带半导体行业带来了发展新机遇。在宽禁带半导体领域， 下游应用企业已在调整供应链，支持国内企业。数家国内宽禁带半导体企业的上中游产品陆续获 得了下游用户验证机会，进入了多个关键厂商供应链，逐步开始了以销促产的良性发展。（报告来源：未来智库）

3 深入布局碳化硅衬底，奋力成为行业龙头

3.1 加速研发碳化硅衬底，占据先发优势

公司主要业务为碳化硅衬底的研发、生产及销售。公司主营产品为半绝缘型碳化硅衬底和导 电型碳化硅衬底，此外，公司还销售生产过程中无法达到半导体级要求的晶棒、不合格衬底等其 他业务产品，为公司带来部分收入和利润。在销售模式方面，公司主要采用直销的销售模式，在 保证产品品质的前提下，有利于公司直接把控终端销售情况，有效保证了供应链的稳定及持续供 应。

目前，公司自主研发出半绝缘型碳化硅衬底产品，有力保障国内产品的供应。公司产品已批 量供应至国内碳化硅半导体行业的下游核心客户，同时已被国外知名的半导体公司使用。在导电 型碳化硅衬底领域，公司 6 英寸产品已送样至多家国内外知名客户，并于 2019 年中标国家电网 的采购计划。

公司在生产方面具有先发优势与规模优势。作为国内较早从事碳化硅衬底业务的生产企业， 公司具有丰富的技术储备和生产管理经验、较强的产品质量控制能力和一定的产业规模。公司生 产的半绝缘型碳化硅衬底在国内最早进行规模化销售，与国内同行业领先的碳化硅衬底厂商天科 合达进行对比，公司的 4 英寸半绝缘型碳化硅衬底比天科合达早 4 年具备量产能力，6 英寸半绝 缘型碳化硅衬底比天科合达早 1 年进行规模化生产并销售，为公司的市场地位及竞争能力提供 了研发基础和先发优势。

公司结合行业技术发展趋势，开展国内领先水平的项目研发。公司持续加大科研投入及人才 培养力度，加快推动核心关键技术创新升级。公司后续研发投入的主要投向可分为大尺寸衬底的 技术研发、衬底生长及缺陷控制技术研发。此外，公司还与多方进行合作研发，共享双方合作产 生的知识产权或成果。

3.2 碳化硅衬底持续投产，良率稳健提升

公司产能和销量大幅度上涨，产能利用率和产销量始终维持较高水平。2020 年，公司碳化 硅衬底产能为 48064 片，较上年增长 140.52%。同时，2020 年销量为 38866 片，较上年增长 99.39%。产能利用率方面，公司近年来一直维持在 100%左右，产能利用率极高，接近饱和状 态。公司的产销率也一直维持在高水平，近三年始终保持在 80%以上。但是由于公司积极扩产， 产销率略有下降。我们认为，公司在碳化硅衬底领域积累深厚，在碳化硅衬底市场扩容和国产替 代的大背景下，公司将凭借生产优势和技术优势，从国内领军企业逐步成为国际领军企业。

公司生产工艺水平持续提高，产品良率稳健提升。核心生产环节的晶棒良品率由 2019 年的 38.57%上升至 2020 年的 50.73%，对公司产品质量的提升起到了明显的带动作用。衬底良品率 体现为单个半导体级晶棒经切片加工后产出合格衬底的占比，受晶棒质量、切割加工技术等多方面的影响。2018-2020 年公司衬底良品率总体保持在 70%以上，各年度受产品指标变化的影响 存在一定波动。

3.3 客户资源优质，供应商集中度较高

为保障关键紧缺物料的供应，公司通过选择战略供应商并签订长期战略合作框架协议的方式 实施战略备货，这也导致供应商集中度始终维持较高水平。2018 和 2019 年，公司出于渠道保 密等需要，通过深普分析、瑞诺进出口等关联方向最终供应商实施采购，使得主要供应商中关联 方金额占比较大且较为集中。2020 年，公司对关联采购进行规范，通过设立采购子公司、寻找 替代供应商等多种方式降低了关联采购比例。但公司前两大供应商仍占据了 60%以上的供应来 源，前五大供应商占据了 85%以上的供应来源，供应商集中度仍较高。

同时，客户集中度较高，且保持较为稳定的水平。公司最大的客户占公司接近一半的收入， 前两大客户占比将近 80%。为满足国家战略需要，公司近年来将产能主要用于半绝缘型碳化硅 衬底的生产，该类衬底产品主要用于外延生长射频器件，并最终应用于新一代信息通信和无线电 探测等领域，这些领域呈现参与者较为集中的态势。同时，公司处于高速发展期，产能不能完全 满足市场的需求，公司采取了优先服务国家战略行业相关客户的策略，导致客户集中度较高。

公司与大客户达成稳定良好的战略合作关系，与重要客户均有长期合作的意愿，业务持续增 长。2017 年，公司开始向客户 A 小批量发货并验证，2018 年 1 月通过其验证并开始批量下单。 此后公司通过获得客户 B 的认证并获取其大批量订单，国内市场份额进一步提升。

公司与客户 A 于 2010 年开始建立合作关系，研发用于无线电探测领域的产品。作为该行业 的领军企业，客户 A 的业务拥有较强的稳定性和可持续性。2018 年，公司开始向客户 A 批量销 售半绝缘型碳化硅衬底。2021 年，公司与客户 A 继续签订了数额为上万片的采购框架协议，充 分证明公司产品受行业内知名企业的认可程度较高。

公司与客户 B 同样具有合作历史基础，双方于 2014 年建立合作关系，开始研发用于制作氮 化镓射频芯片的半绝缘型碳化硅衬底。随着公司技术的不断突破，以及客户 B 对碳化硅产品需求 量迅增，2019 年公司顺利通过客户 B 的合格供应商体系认证，双方签订了销售框架协议，公司 开始向客户 B 批量销售半绝缘型碳化硅衬底，2020 年客户 B 成为公司的第二大客户。2021 年 双方签订了全年上万片的采购框架协议，未来的业务合作量仍将持续增长。而且客户 B 向公司采 购的半绝缘型碳化硅衬底已用于其最终产品中，合作关系稳定密切。

公司在国内较早实现了碳化硅衬底的批量供应，拥有较强的客户资源优势。碳化硅衬底的各 项参数指标优异、性能不断提升，经过了下游企业的长期验证，产品品质得到了客户的高度认可。 在国外技术产品封锁和贸易摩擦加剧的背景下，作为国内较早从事碳化硅衬底业务的企业，公司 主要产品 4 英寸半绝缘碳化硅衬底有效保障了国内供应，实现国家核心产业战略物资的自主可 控。同时公司正在积极完善 6 英寸导电型产品，已经送样至多家下游客户进行验证，形成了较强 的客户资源优势，确保了公司在行业内的领先地位。此外，公司在 2019 年获得华为旗下哈勃投 资的入股，华为作为碳化硅行业下游的重要客户，为公司提供了优质的客户资源。

3.4 天岳先进加速研发，助力国产碳化硅衬底突破

碳化硅衬底产业目前主要仍由美国主导。国际巨头科锐公司于 1987 年成立、1993 年上市， 贰陆公司于 1971 年成立、1987 年上市，相比于国际巨头具有数十年的研发和产业化经验，中 国研发起步较晚，天科合达成立于 2006 年，天岳先进成立于 2010 年。从营收规模来看，科锐 公司中主营业务为碳化硅衬底的子公司 Wolfspeed 在 2018-2020 年营业收入分别为 3.29、 5.38、4.71 亿美元。相较之下，天岳先进 2018-2020 年营业收入分别为 1.36、2.69、4.25 亿 元，虽然相比国内其它公司已形成较为可观的营收规模，但和国际龙头仍存在一定差距，具有较 大的提升空间。

净利润方面，由于碳化硅衬底处于新品研发和工艺改进阶段，天岳先进 2020 年净利润为6.42 亿元。国际龙头公司净利润同样处于亏损状态，科锐公司 2020 年净利润为-1.91 亿美元， 贰陆公司 2020 年净利润为-0.67 亿美元，主要原因是整个碳化硅衬底行业正处于研发成长阶段。

毛利率方面，由于 2018 年公司碳化硅衬底相关技术及生产工艺尚处于改良优化过程中，产 能较小且生产效率尚未明显提高，因此成本较高，这导致 2018 年公司主营业务毛利率低于境内 外可比公司。2019 年起，随着公司主营产品半绝缘衬底产能提升和技术突破带动的成本下降， 半绝缘型衬底产品的毛利率得到较大幅度的提升，使得公司主营业务毛利率与境内外可比公司差 距逐渐缩小。由于公司的技术水平和产品质量得到市场认可，2020 年公司主营业务毛利率与境 外可比公司相当，高于境内可比公司沪硅产业毛利率。

由于公司所处行业为技术密集型行业，产品具有研发周期长、研发难度高、研发投入大的特 点。公司的研发费用率一直维持行业较高水平。2018-2020 年间，公司研发费用率存在一定波 动，总体上，公司冲减研发产出前的研发费用率高于同行业可比公司平均水平，主要系公司保持 高强度研发项目投入所致。从研发费用率来看，2020 年公司的研发费用率为 14.19%，与国内 外龙头企业差距不大。

随着研发的不断投入和下游市场持续增长的需求，公司已完成 4 英寸和 6 英寸半绝缘型碳 化硅衬底的量产，且公司与全球行业龙头企业相比，同尺寸产品在技术参数上不存在明显差距。但在各尺寸量产时间、大尺寸产品供应情况及供应链配套等方面仍与全球龙头企业存在一定差距。 由于全球行业龙头企业在碳化硅领域起步较早，科锐公司和贰陆公司均具有数十年的研发和产业 化经验，因此在碳化硅衬底各尺寸量产推出时间方面，公司与全球行业龙头企业存在差距。但是 公司从 4 英寸到 6 英寸半绝缘型碳化硅衬底的量产演进用时显著短于全球行业龙头企业，公司 将持续为大尺寸碳化硅衬底加大研发投入并力争实现赶超。

4 募投项目：加码碳化硅产能释放，满足下游市场需求

以碳化硅为衬底制成的射频器件和功率器件已经在 5G 基站建设、无线电探测、新能源汽车、 光伏新能源、轨道交通、智能电网等领域得到应用，并展现出良好的发展前景。随着碳化硅衬底 的持续增长的需求，全球各大厂商纷纷开始扩产，以保证碳化硅衬底的供给。而公司的产能利用 率几乎饱和，为把握国内碳化硅产业的进一步自主化发展机遇和满足下游客户的紧迫需求，公司 迫切需要扩大生产规模，因此计划实施碳化硅半导体材料项目。

该项目的主要建设内容为购置土地、新厂房建设和国内外先进生产设备的引入，其中，设备 硬件投资金额为 12.08 亿元，机电安装投资金额为 3.3 亿元，基础设施建设投资金额为 3 亿元。 此次募投有望提升产品质量和技术水平，并扩大碳化硅单晶衬底的生产能力，满足公司产品日益 增长的市场需求，为公司业绩持续增长提供保障。

公司凭借雄厚的技术实力和稳定的核心团队，在国家产业政策的鼓励下，拥有与国际龙头企 业竞争的能力，募投项目的投产将进一步巩固公司在宽禁带半导体材料产品应用领域的竞争优势 与市场领先地位。

该募投项目建设期为 6 年，自 2020 年 10 月开始前期准备进行工厂研究、设计，计划于 2022 年试生产，预计 2026 年达产。具体分如下五个阶段工作实施：第一阶段为土地购置阶段， 主要是完成项目建设土地的购置等相关工作；第二阶段为基础设施建设阶段，主要是完成项目土 地的地质勘探、场地平整、临时道路、通水、通电等准备工作，以及厂房土建、电力设施的配套 工程；第三至第五阶段分别为一期机电安装、设备调试及试产阶段，二期机电安装、设备调试及 试产阶段和三期机电安装、设备调试及试产阶段，主要工作为生产车间的机电安装、设备调试及 试生产。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站