【招商电子】天岳先进新股报告:全球半绝缘SiC衬底巨头,6英寸导电型加速扩产

（以下内容从招商证券《【招商电子】天岳先进新股报告:全球半绝缘SiC衬底巨头,6英寸导电型加速扩产》研报附件原文摘录）
　　天岳先进（688234.SH）是我国半绝缘型碳化硅衬底龙头厂商，2020年以30%的市占率位列全球第三。特种领域高景气度推动公司半绝缘型衬底高速成长，新能源汽车的加速渗透和光伏建设的持续推进助力公司导电型衬底加速扩张。 国内半绝缘型碳化硅衬底龙头，2021年归母净利润扭亏为盈。公司成立于2010年，曾探索过蓝宝石衬底，2011年至今专注于SiC衬底，已具备2/3/4/6英寸半绝缘型和导电型碳化硅衬底量产能力，目前主营4英寸半绝缘型碳化硅衬底，正在进行6英寸导电型SiC衬底扩产。公司营收从2018年的1.36亿元增长至2020年的4.25亿元，CAGR达76.78%，系国际SiC供应链安全背景下，下游通讯行业需求向好，大客户验证通过订单放量。根据注册稿全年经营情况预计，预计2021年营收4.65~5.05亿元，同比+9.46%~18.88%,归母净利润0.65~1.05亿元，扣非归母净利润0.12~0.25亿元。 衬底是决定碳化硅器件渗透率提升的关键，市场规模远期空间大、增速快。1）碳化硅衬底生长缓慢、制备难度高，短期影响渗透率提升；2）需求侧：半绝缘型受特种领域和通信等高景气度引领，导电型受电动车和光伏等新能源领域高增长驱动：半绝缘型主要用于GaN射频器件，特种领域高景气度驱动全球GaN射频器件市场CAGR达17%，导电型主要用于功率器件，新能源汽车的加速渗透和光伏建设推进拉动全球SiC功率器件市场规模2021-2025年CAGR达30%；3）供给侧：半绝缘型衬底全球95%市场集中在Wolfspeed、II-VI、天岳先进三家厂商，导电型衬底Wolfseed一家占据60%以上份额。Wolfspeed、II-VI等美日欧企业基本实现6寸SiC衬底量产，目前在扩展产能、布局上下游，开发8寸SiC衬底。国内厂商以4寸产线为主，逐步向6寸过渡，产能扩张加快，供需缺口较大。 下游需求旺盛、良率提升、6寸导电型加速扩产等多因素驱动公司未来成长。1）SiC衬底下游应用广泛，迎来国产化机遇：半绝缘型衬底进口有限，特种需求和通信等领域有望持续放量；导电型衬底有望受益于SiC器件在汽车和光伏等领域渗透率的逐步提升；2）公司工艺改善，良率提升，驱动毛利率和出货量同步增长：21H1公司晶棒和衬底良率可分别达50%/75%，良率提升使得公司主营业务毛利率达到近40%，接近全球龙头企业水平，使得4英寸半绝缘型衬底出货量明显提升；3）上海临港6英寸导电型衬底预计22Q3投产，一期达产30万片，贡献未来成长增量：公司募投项目6英寸导电型衬底总投资25亿元，预计22Q2完工22Q3投产，一期达产的30万片产能将直接改善公司产品结构布局，导电型衬底营收有望随着新产能放量显著增加。 盈利预测：考虑到天岳先进在国内半绝缘型SiC衬底的龙头地位，半绝缘型稳步增长，导电型产能扩张叠加国产替代需求旺盛，2022~2023年订单将加速放量，我们预计天岳先进21/22/23年营业收入为4.85/7.81/10.76亿元，归母净利润为0.87/1.02/1.49亿元，对应发行后的EPS为0.23/0.24/0.35元。本次发行价格为82.79元/股，对应发行市值为355.76亿元，对应2020年静态市销率83.74倍，对应2021-2023年营收的PS为73.35/45.55/33.06倍，高于国外SiC衬底公司、国内衬底公司及国内功率器件公司的平均估值水平，考虑到公司为A股相对纯正SiC衬底标的，后续成长确定性高，建议关注上市后表现。 风险提示：下游需求不及预期，产能扩张不及预期，原材料和生产设备价格波动的风险，客户集中度高及主要客户依赖的风险，良率提升不及预期的风险。 一、全球半绝缘型碳化硅衬底巨头，加速导电型碳化硅衬底布局 1、公司概况：全球半绝缘型碳化硅衬底巨头，扩张6英寸导电型碳化硅衬底产能 专注碳化硅衬底研发和生产十余年，已具备6英寸导电型、半绝缘型碳化硅衬底量产能力。公司前身天岳有限成立于2010年，创始人为宗艳民。公司成立之初，曾探索过蓝宝石衬底领域，自2011年至今，公司专注于碳化硅衬底的研发、生产和销售。2012年，公司具备2英寸半绝缘型、导电型碳化硅衬底量产能力。2013年，公司具备3英寸半绝缘型、4英寸导电型碳化硅衬底量产能力。2013年，公司开始进行6英寸导电型碳化硅衬底的研发，并于2017年具备量产能力。2015年，公司开始研发6英寸半绝缘型碳化硅衬底，并于2019年具备量产能力。目前，公司正在进行8英寸导电型碳化硅衬底的研发。 受《瓦森纳协定》制约，半绝缘碳化硅衬底难以进口，为满足国产替代需求，公司将主要产能分配到半绝缘产品。2008 年《瓦森纳协定》对半绝缘型碳化硅衬底进行明确的限制，部分西方发达国家作为协定成员国对我国停止销售该产品，制约了我国国防和新一代信息通信的发展，对国家发展、产业链安全造成严重威胁。在此背景下，公司自主研发出半绝缘型碳化硅衬底技术，将主要产能分配到半绝缘产品，实现我国核心战略材料的自主可控，有力保障了国内产品的供应，确保我国宽禁带半导体产业链的平稳发展。 实际控制人宗艳民持股33.43%，哈勃投资和深创投分别持有7%和1.44%的股份。截至2021年12月15日，①公司方面，宗艳民先生对公司的控制权合计可达42.75%，包括直接持有公司33.43%股份，担任持股分别为5.98%、3.34%的员工持股平台上海麦明和上海铸傲GP；②海通系合计持有公司12.05%股份，其中海通新能源私募基金担任GP的辽宁中德持股8.81%，海通开元投资控股的辽宁海通新能源持股2.74%，海通证券全资子公司海通创新持有0.49%的股权；③济南国材为新疆国新股权投资公司下的私募基金，持有公司10%的股权；④华为通过哈勃投资间接持有公司股份7.05%，深创投持有1.44%，中微公司持有0.99%。 天岳先进下设数家子公司承担碳化硅衬底的研发、销售、设备材料购买等。公司下设数家子公司承担碳化硅衬底的研发、销售、设备材料购买等工作，子公司上海天岳为本次募投项目6英寸碳化硅衬底的实施主体；济宁天岳负责碳化硅晶体材料的生产；上海越服负责碳化硅生产相关原材料及设备的采购；天岳新材料尚未实际开展生产经营，未来拟作为公司济南高新区“山东省碳化硅材料重点实验室项目”的运营主体；SICC GLOBAL和Sakura Technologies为位于日本的全资子公司，负责产品在日销售和研发。 2、主营业务：半绝缘型碳化硅衬底为主导产品，客户来自无线电探测及通信行业 天岳先进采用物理气相传输法（PVT法）生产碳化硅晶锭，再经多道衬底加工环节生产成品。①原料合成环节：公司以高纯碳粉、高纯硅粉为原料合成碳化硅粉；②晶体生长环节：采用PVT法制备碳化硅单晶，单晶生长系统中极易发生不同晶型的转化，导致目标晶型杂乱以及各种结晶缺陷等严重质量问题，是碳化硅衬底生产的核心环节；③衬底加工环节：包括晶棒切割和晶片的研磨、抛光、清洗，该环节决定了单个半导体级晶棒经切片加工后产出合格衬底的占比。 天岳先进主要产品为半绝缘型碳化硅衬底，2021H1营收比例近78%，导电型衬底已形成小批量销售。 1）半绝缘型碳化硅衬底：需要在全真空环境下生长，对设备真空度和物料纯度有较高要求，主要用于HEMT等微波射频器件的制作。公司主要产品为4英寸半绝缘型碳化硅衬底，2021年上半年，半绝缘型衬底销售占公司主营业务收入的77.64%； 2）导电型碳化硅衬底：采用N掺杂来调控晶体中n型载流子浓度，实现导电型产品电阻率的控制，主要用于功率器件的制作。目前已形成小批量销售； 3）生产过程中无法达到要求的晶棒、不合格衬底等其他业务产品：可作为宝石晶棒用于加工制成莫桑钻等珠宝首饰，进入消费品市场，或用于设备研发与测试领域。 天岳先进碳化硅衬底产品终端为无线电探测及通信行业，目前已通过国内下游领先公司验证并实现批量供货。公司产能有限，主要供给下游领先客户，2018~2021H1来自前两大客户的营收占比分别为55.68%/65.96%/78.75%/65.74%。 1）客户A：无线电探测行业领先厂商，2018年开始批量向公司采购半绝缘型碳化硅衬底，2018~2020年对公司半绝缘型碳化硅衬底的采购额从0.68亿元上升至 1.9亿元； 2）客户B：通信行业领先企业，近年对半绝缘型碳化硅衬底需求量迅增，2018~2020年对公司半绝缘型碳化硅衬底采购额从148.21万元上升至1.4亿元，2021H1来自客户B的销售收入比例达49.31%。 3、财务概况：订单放量驱动营收快速增长，工艺改进及规模效应带来毛利率大幅提升 天岳先进近三年营收增长主要系国内厂商订单放量，注册稿预计2021全年营收区间为4.65~5.05亿元。2018~2020年公司营收分别为1.36/2.69/4.25亿元，2018~2020年CAGR达76.78%，21Q1~Q3营收3.7亿元，根据注册稿全年经营情况预计，2021全年营收区间为4.65~5.05亿元，主要系国际碳化硅衬底供应链安全背景下，下游通讯等行业需求加剧，通过大客户验证后订单放量。 天岳先进主要营收来源为半绝缘型碳化硅衬底，2021H1占比77.64%，导电型衬底营收占比不大，2021H1为0.25%。 1）半绝缘型衬底：以4英寸产品为主，贡献主要营收。2018~2021H1，公司半绝缘型衬底营收占比分别为57.2%/68%/81.6%/77.6%，是公司主要营收来源。其中，半绝缘型碳化硅衬底产品以4英寸为主，2021H1占比达99%，2、3英寸占比逐年减小，6英寸占比呈上升态势，但总比例不足1%； 2）导电型衬底：小批量销售，近年来营收占比收窄，2021H1占比不足1%。2018~2021H1，公司导电型碳化硅衬底营收占比分别为5.24% /1.37%/ 0.58%/ 0.25%，呈收窄态势。其中，导电型碳化硅衬底产品以4英寸为主，2、3、6英寸占比不断下降，2021H1占比减至0； 3）其他业务：包括非半导体级别晶棒、不合格衬底的销售，2020H1占比22.12%。2018~2021H1，公司其他业务的营收占比分别为37.55%、30.61%、17.8%、22.12%，整体呈下降态势，也间接表明公司不合格衬底产品的下降。 天岳先进毛利率从2018年的25.14%提升至2021H1的40.01%以上，主要系半绝缘型衬底生产成本下降， 2019~2020净利率大幅下降系高额股利支付费用。 1）2018~2019年：公司2019年毛利率同比+12.11pcts，主要系半绝缘型衬底价格上涨，同时生产成本有所下降。①半绝缘型衬底：2019年毛利率同比+16.78pcts，系单位价格上升5.89%，单位成本降低13.97%。受国外供应链安全影响，国内厂商产生大量需求，2019年国内市场参与者较少，供给量不足，结合公司产品品质不断提升的背景，公司产品单价有所提高。此外，公司生产工艺不断改进，半导体晶体及衬底的合格率提升，单位成本降低；②导电型衬底：毛利率为负，呈上升态势，但占比极小；③ 其他业务：晶棒毛利率呈下降趋势，主要系价格下降。不合格衬底毛利率维持100%，系客户采购不合格衬底仅作为陪片等特殊用途，且不合格衬底是否能实现销售具有不确定性，因此公司对不合格衬底不分摊成本，其成本由合格衬底承担； 2）2020~2021H1：公司2020年毛利率同比-2.4pcts，系其他业务中晶棒单价同比下降55.41%， 21Q1~Q3毛利率增长至39.31%，系半绝缘衬底成本下降幅度较价格下降幅度更大。①半绝缘型衬底：2020年、2021H1毛利率同比分别为+7.83pcts/+5.04pcts，系单位成本降低的幅度大于价格下降的幅度。2020 年单位成本同比下降20.37%，主要原因为随着公司生产工艺的改进，合格率和产出效率持续提升；同时公司在扩产中陆续使用国产长晶炉，使得单位成本中的机器设备的折旧费用也下降，产能扩大的规模效应也进一步带动了成本下降。2020年和2021H1，衬底市场供应有所增加，整体市场价格下降，公司对产品售价进行了下调，有利于推动市场渗透率的提升；②其他业务：2020年受晶棒市场售价下降的影响，晶棒毛利率同比-34.05pcts，带动整体毛利率下滑2.4pcts，2021H1晶棒毛利率小幅上升，系单个碳化硅晶体克重增加，单位成本下降幅度大于单位价格下降幅度。 天岳先进2019~2021H1直接材料费用占成本的比例上涨系原材料价格上涨，特别是石墨件和石墨毡的价格涨幅较大。2018~2021H1公司直接材料费用占主营业务成本的比例分别为20.46%/19.38%/29.22%/39.73%，2018~2019年占比基本保持稳定，2020~2021H1占比上升的原因主要如下： 1）部分原材料单位耗用有所提高：为持续提高长晶环节产品合格率，公司加强了石墨件提纯等控制，单个石墨件坩埚的使用寿命缩短，导致石墨件和石墨毡的单位耗用呈上升态势，21H1公司继续优化原料合成工艺，降低了碳粉单耗，同时碳化硅粉纯度提高导致硅粉单耗有所增加； 2）部分原材料价格上涨：石墨件和石墨毡在碳化硅衬底的直接材料成本占比达一半以上，一般可以重复使用多次，多向国外供应商采购，价格偏高。公司石墨件和石墨毡原材料包含多种品类，以主要品类的平均单价来看，2021H1石墨件和石墨毡的价格涨幅分别为56%和35%。另外，碳粉全部向国产厂商购买，价格呈下降态势，硅粉国产厂商供应比例也较高，采购价相对波动不大。 天岳先进2019~2021H1设备折旧费用占成本比例下降，系2019年以来公司设备的国内采购比例上升，国内供应价格较外资供应价格低。2018~2021H1公司设备折旧费用占主营业务成本的比例分别为52.64%/48.39%/34%/30.13%，其中2018年、2019年占比基本保持稳定，2020年、2021H1占比持续下降系公司核心设备长晶炉完全实现了国产替代，单台成本大幅降低，折旧增加额降低。此外，切割机、研磨机、抛光机、检测设备的国内采购比例均有所上升，21H1分别为10%/99%/30%/18%。 2018~2020年管理费用率大幅上升系高股利支付费用所致，剔除股利支付后，期间费用率平稳下降。2018~2020年，公司期间费用率分别为66.42%/121.80%/179.01%，逐年上升。1）销售费用：公司销售费用金额较低，占总营收的比例2%及以下，主要为赠送样品产生的业务经营费用及销售人员薪酬；2）管理费用：公司2019年、2020年分别支付股利2.36/6.58亿元，导致管理费用大幅增加。此外，2020年度公司咨询费及中介费增幅较大；3）财务费用：公司财务费用主要为银行借款的利息支出，2018~21Q3财务费用持续降低，主要系公司进行了股权融资，偿还借款所致；4）研发费用：公司研发费用和研发费用率均不断上升，2018~21Q3，研发费用分别为1231/1873/4550/7107万元，研发费用率分别为9.05%/ 6.97%/10.71%/ 19.21%，保障了公司产品和技术的升级。 2019~2020年归母净利润大幅减少系哈勃投资入股、股权激励产生的股份支付费用所致，2019、2020年的股份支付费用分别为2.36/6.58亿元，注册稿预计2021年归母净利润区间0.65~1.05亿元，扣非归母净利润区间0.12~0.25亿元。①2019年合计股利支付费用为2.36亿元：哈勃投资入股，增资入股价格为12.23元/注册资本，公司按后续PE投资价格（19.81元/注册资本)，一次性确认股份支付费用0.69亿元；上海麦明将所持公司股权的89%用于对50名员工实施股权激励计划，不设置等待期，按最近一次PE入股价格(单价 24元）计算，一次性确认股份支付费用人民币1.67亿元；②2020年合计股利支付费用6.58亿元：上海麦明实施两次股权激励计划，合计确认股份支付费用2611.12万元；上海铸傲以所持公司股权的100%用于对47名员工实施股权激励，确认股份支付费用6.32亿元。持股平台实施股权激励员工包括公司的管理人员、销售人员、生产人员和技术研发人员等。此外，非经常性损益中，2018~2021H1 政府补助分别为1271/3262/4299/2892万元，维持在较高水平。 4、研发实力：碳化硅衬底专利数国内领先，多个科研项目持续推进 天岳先进核心研发人员具备多年研发及实践经验，技术研发人员占比达17%。公司董事长兼总经理宗艳民为硅酸盐工程专业出身，正高级工程师，享受国务院特殊津贴，同时是齐鲁工业大学特聘教授。首席技术官高超先生为材料物理与化学专业博士，高级工程师，享受国务院特殊津贴，2014年开始在天岳先进就职，现主持公司的产品和技术研发工作，具体负责碳化硅单晶制备技术。截至2021年10月底，公司共有员工470人，其中研发人员占比17.23%，硕士及以上学历者占比达9.57%。 天岳先进已掌握涉及衬底制造流程的各项技术，碳化硅专利数处于国内领先水平。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。截至2021H1，公司拥有授权专利332项，其中与碳化硅衬底相关的境内和境外发明专利分别为86项和 3项。截至2020年3月末，国内可比公司天科合达拥有34项专利，公司碳化硅专利处于国内领先水平，具有一定的技术优势。 天岳先进承担多个国家级和省部级三代半导体研发项目，并与下游开展合作研究。公司承担了国家科技部、国家发改委等国家级及省部级主要三代半导体相关科研项目。同时，公司还自主进行大尺寸衬底、衬底生长及缺陷控制技术研发，并积极与下游客户、中科院电工研究所等展开合作研究。 天岳先进成立初期曾与山东大学有所合作，后续合作暂停，于2020年终止合作。2011年12月，公司与山东大学签署了《SiC单晶生长和加工技术产业化研究合同书》，前期该合同正常履行，为早期研发提供了技术支持，后因高校研究成果和企业产业化存在差距，后续几年公司与山东大学的产业化合作暂停，公司自主研发了碳化硅生产相关技术并形成自有专利。2020年10月，公司与山东大学终止本项目合作。 5、募投计划：拟募资25亿元用于导电型碳化硅衬底产能扩张和技术升级 天岳先进拟募资25亿元用于生产6英寸碳化硅衬底，具体资金用途包括购置土地、新厂房建设和国内外先进生产设备的引入。募投项目资金概算中，设备硬件投资资金占用额最大为120820万元，占比48.33%，机电安装投资和基础设施建设投资次之，金额分别为33000万元和30000万元，占比分别为13.2%和12%。 6英寸碳化硅衬底项目预计2026年100%达产，新增导电型碳化硅衬底产能30万片/年，增加公司的竞争优势。本项目主要用于生产6英寸导电型碳化硅衬底材料，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100%达产。达产后，将新增导电型碳化硅衬底产能30万片/年，为未来碳化硅市场扩展提供产能支持，将主要业务扩展至6英寸半绝缘型、导电型碳化硅衬底。 二、第三代半导体市场规模远期空间大增速快，美日欧企业主导竞争格局 1、碳化硅应用于功率和射频器件，衬底是影响渗透率提升的关键因素 （1）第三代半导体主要为碳化硅和氮化镓，分别应用于功率器件和射频器件 半导体按照研究和规模化应用的时间通常被分为三代：第一代（Si、Ge）、第二代（GaAs）、第三代（SiC、GaN）。①第一代半导体材料：以硅（Si）和锗（Ge）等元素半导体为代表，其典型应用是集成电路，主要应用于低压、低频、低功率的晶体管和探测器中；②第二代半导体材料：以砷化镓（GaAs）为代表，被广泛应用于光电子和微电子领域，是制作半导体发光二极管和通信器件的关键衬底材料；③第三代半导体材料：以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表，禁带宽度大，具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优势。采用第三代半导体材料制备的半导体器件适用于高电压、高频率场景，能以较少的电能消耗，获得更高的运行能力。 相比于Si衬底，第三代半导体SiC衬底具有更好的电气特性，耐高压、耐高温，可实现高频和低能量损耗，大幅减小器件尺寸。①耐高压：击穿电场强度大，是Si的10倍，可极大提高耐压容量、工作频率和电流密度，大大降低器件的导通损耗；②耐高温：SiC相较Si拥有更高的热导率，使得器件散热更容易，极限工作温度更高，带来功率密度的显著提升，降低对散热系统的要求，使终端更轻量小型化；③高频和低能耗：相比于Si基器件，SiC器件具有低导通损耗、低功率损耗、低开关损耗的优势。 根据电阻率的不同，碳化硅衬底可以分为半绝缘型和导电型衬底，分别适用于不同的应用场景： 1）导电型衬底：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，并在外延层上制造各类功率器件，包括肖特基二极管、MOSFET、IGBT等，应用在新能源汽车、轨道交通和大功率输电变电等领域； 2）半绝缘型衬底：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等微波射频器件，应用于信息通讯、无线电探测等领域。 （2）碳化硅衬底高制备难度导致高成本，尺寸和电学性能等是未来技术发展着力点 目前商用碳化硅单晶生长均采用PVT法，具备生产成本相对较低、温度场调节灵活等优势。PVT法在高温区将材料升华，后输送到冷凝区使其成为饱和蒸气，经过冷凝成核而长成晶体。PVT法是目前生长碳化硅晶体较为成熟的方法，生长出的碳化硅产品种类较多，在尺寸上分类有2、3、4、6、8英寸等规格，具备温度场调节灵活等优势。此外，PVT法生长碳化硅晶体所用关键石墨部件可重复使用20次以上，极大降低了成本，这是PVT法生长的碳化硅晶体能够成功进入市场的基础。 对比传统硅材，碳化硅衬底制备具有晶棒生长缓慢、对环境要求高等特点，导致价格居高不下。①晶棒生长缓慢：PVT法生长碳化硅的速度缓慢，7天才能生长不到5厘米，产能极为受限，而传统硅材一般生产2~3米的硅晶棒仅需3~4天；②单晶生长环境要求高：单晶生长对温度和压力的要求苛刻，一般而言，碳化硅气相生长温度在2000℃~2500℃之间，而传统硅材仅需1600℃左右，碳化硅单晶对设备和工艺控制带来了极高的要求，温度和压力控制稍有失误，就会导致产品生长失败；③晶型要求高、良率低：碳化硅有约220种晶型，其中六方结构的4H型（4H-SiC）碳化硅才是所需材料，在晶体生长过程中需要精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速率以及气流气压等；④碳化硅硬度极高，加工困难，切割磨损高：碳化硅硬度与金刚石接近，莫氏硬度分布在9.2~9.6，切割、研磨、抛光技术难度大且磨损多，工艺水平的提高需长期积累。 第三代半导体衬底和外延加工技术难度极大，故第三代半导体器件成本结构中衬底和外延占据主要部分。相比于成熟的硅基半导体加工工艺，第三代半导体器件由于其原料的独特物理性质，在制备过程中需要多道工艺，同时对厂商的技术要求极高，需要长时间的积累和先进的设备才能够生产出高品质的碳化硅衬底及器件。由于碳化硅衬底制备难度最高，同时需要外延工艺来满足下一步器件生产要求，衬底和外延在碳化硅功率器件成本结构中占比分别可达47%和23%，二者合计占比高达70%，是碳化硅器件的主要成本来源。 在尺寸方面，碳化硅衬底正不断向大尺寸的方向发展。碳化硅衬底的尺寸主要有2英寸（50mm）、3英寸（75mm）、4英寸（100mm）、6英寸（150mm）、8英寸（200mm）等规格。衬底尺寸越大，单位芯片成本越低。在最新技术研发储备上，行业领先者Wolfspeed已成功研发8英寸产品。在半绝缘型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规格为4英寸；在导电型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规格为6英寸。 在电学性能方面，其中半绝缘型碳化硅衬底向高电阻率提升，导电型碳化硅衬底向低电阻率发展。 1）半绝缘型碳化硅衬底：半绝缘衬底制备工艺通过去除晶体中的各种杂质，特别是浅能级杂质，实现晶体本征高电阻率。PVT法在高温条件下制备碳化硅衬底时，生长反应腔室内的碳化硅粉料、石墨材料等都会释放出杂质并生长进入晶体，影响晶体纯度和电学性能。目前，半绝缘型碳化硅衬底领先企业已普遍将电阻率稳定控制在10^8 Ω·cm以上； 2）导电型碳化硅衬底：导电型衬底要求实现更低的电阻率，可通过在晶体生长过程中引入氮元素，呈现低阻电学性能。目前，国际领先企业6英寸导电型碳化硅衬底电阻率在0.015~0.028Ω·cm之间，器件性能提升对衬底电阻率提出更严苛的要求。导电型碳化硅晶体的电阻率会存在分布不均匀的情况，电阻率直接影响器件的导通特性，因此，获得低阻值、衬底面内电阻率径向分布均匀、不同衬底电阻率值一致的导电衬底是实现功率器件性能优异的技术需求。 在微管密度方面，因其直接决定外延层结晶质量，降低微管密度是重要的技术发展方向。碳化硅晶体中最重要的结晶缺陷之一是微管，微管是延伸并贯穿整个晶棒的中空管道。微管的存在对器件的应用是致命的，衬底中的微管存在的密度将直接决定外延层的结晶质量，器件区存在微管时将导致器件过高的漏电流，甚至器件击穿失效。随着微管缺陷改进技术的不断进步，国际领先的碳化硅企业可以将微管密度稳定地控制在 1cm^(-2)以下。 2、需求侧：氮化镓射频器件和碳化硅功率器件带动全球碳化硅衬底市场高速增长 （1）碳化硅功率器件可提高能源转换效率，新能源车和充电桩驱动快速成长 常见的碳化硅功率器件主要是碳化硅功率二极管、碳化硅MOSFET及碳化硅功率模块，未来有望分别替代快恢复二极管和硅基IGBT。 1） 碳化硅功率二极管：SiC SBD（肖特基二极管）可替换FRD（快恢复二极管）。碳化硅功率二极管可显著降低开通损耗，在开关频率较高的应用中具有明显优势，目前成熟度最高的是SiC SBD。用SiC SBD替换现在主流产品FRD，可减少恢复损耗，有利于电源的高效率化，终端应用有空调、电源、光伏发电系统的功率调节器、电动汽车的快速充电器等； 2）碳化硅MOSFET：未来有望替代硅基IGBT。用SiC MOSFET替代IGBT，能有效减少开关损耗，实现散热部件的小型化。另外，碳化硅MOSFET能够在高频条件下驱动，满足严苛应用场景需求。碳化硅MOSFET主要应用于工业机器电源、高效率功率调节器的逆变器或转换器中； 3）碳化硅功率模块：可分为混合碳化硅功率模块和全碳化硅功率模块。①混合碳化硅功率模块用SiC SBD替换Si FRD，可显著提高工作频率，与同等额定电流的Si IGBT模块相比，开关损耗大幅降低。②全碳化硅功率模块采用SiC SBD和SiC MOSFET一体化封装，解决了Si IGBT及FRD导致的功率转换损耗较大问题，在高频范围中推动了外围部件向小型化发展。 预计2025年全球碳化硅功率器件市场规模为25.62亿美元，新能源汽车、光伏和储能、充电桩为主要应用领域。据Yole数据，2019年全球碳化硅市场规模为5.41亿美元，其中主要应用场景及占比分别为：新能源汽车（42%）、光伏和储能系统（23%）、PFC/电源供应（20%）。全球碳化硅市场规模预计将以30%的CAGR增长至2025年的25.62亿美元。预计2025年新能源汽车、光伏和储能、充电桩市场规模分别为15.53/3.14/2.25亿美元，新能源汽车占比扩大至61%。此外，新能源汽车充电桩将成为碳化硅下游增长最快的应用，2019-2025年CAGR有望达到90%。此外，碳化硅功率器件在智能电网、风力发电、工业电源、航空航天等领域也已经实现成熟应用，伴随着各类产业的快速发展，碳化硅功率器件的需求将不断增加。 新能源汽车和充电桩设施：2019~2025年，新能源汽车和充电桩带来的功率碳化硅器件市场规模CAGR可达40.62%，增速最快。新能源汽车主要包括逆变器、OBC（车载充电器）和DC/DC变流器，2019年新能源汽车和充电桩设施带来的功率SiC器件市场规模2.3亿美元，预计2019~2025将以40.62%的CAGR增长至17.78亿美元，二者合计占比达到69%，是SiC下游最大的应用，也是增长最快的应用。 新能源汽车和充电桩设施是碳化硅功率器件的主要应用领域，使用于汽车逆变器、OBC和电流转换系统，可提升汽车主逆变器的功率密度和系统效率，提高充电桩的充电速度。①电机驱动系统的主逆变器：SiC功率器件能显著降低电力电子系统的体积、重量和成本，提高功率密度，特斯拉上海工厂和比亚迪在其电机控制器的逆变器中已经采用了SiC MOSFET的芯片作为核心功率器件，其中特斯拉Model 3车型采用了24个SiC MOSFET为功率模块的逆变器。②车载充电系统和电源转换系统：SiC功率器件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。③新能源汽车充电桩：SiC功率器件可减小充电桩体积，提高充电速度。 SiC基产品在汽车领域不是对Si基产品的全面替代，其优势主要体现在高功率场景下。四驱大功率高级轿车和高级SUV等续航里程长、电池容量大的车型，通常需要大功率支持，使用碳化硅做主驱设计有助于提升功率密度，有效降低电池装载量。但对于普通城市家用小型电动车，电池装机量较小，SiC基器件的综合优势相比Si基IGBT不太明显，主机厂更倾向于选择综合性价比更好的Si基器件。 2021年1~10月全球新能源汽车销量达485万辆，预计渗透率将稳步提升，2021年1~11月国内新能源汽车销量为299万辆，国内新能源车占总销量的比例达12.73%。1）根据Frost&Sullivan数据，2020年全球新能源汽车销量达295万辆，占全年汽车销量比例为3.31%，cleantechnica统计2021年1~10月全球新能源汽车销量为485万辆。根据英飞凌数据，预计2023年全球新能源汽车渗透率将超过25%，预计2027年全球新能源汽车渗透率将超过50%；2）根据中国汽车工业协会数据，近年来中国汽车年销量处于2500~3000万辆之间，2020年新能源汽车销量136.7万辆，占全年汽车销量比例超5%，2021年1~11月新能源汽车销量为299万辆，同比增长170%，占汽车总销量比例达12.73%，大幅增长。 新能源汽车用SiC晶圆需求不断提升，预计2025年中国SiC晶圆需求量占全球的比例可达到46%。对于SiC晶圆，2021年预计全球折合6英寸SiC-on-SiC晶圆需求超过10万片，其中中国超过7万片，预计到2025年全球和中国折合6英寸SiC晶圆需求将分别达到62.4万片和28.6万片，中国占全球的比例达到46%。预计2021~2025年全球和中国折合6英寸SiC晶圆需求CAGR分别可达57.27%和41.67%，全球增速高于国内增速。 光伏和储能系统：2019年光伏和储能带来的SiC功率器件市场规模为1.25亿美元，预计2019~2025年将以17%的CAGR增长至3.14亿美元，占碳化硅市场比例达12.3%。 光伏和储能系统是碳化硅器件的重要应用领域之一，采用碳化硅功率器件的光伏逆变器可以提高转换效率、降低损耗。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，但却是系统能量损耗的主要来源之一。光伏逆变器使用SiC MOSFET和SiC SBD结合的功率模块后，转换效率可以提升至99%以上，能量损耗降低50%以上，设备循环寿命提升50倍，能够缩小系统体积、增加功率密度、延长器件使用寿命、降低生产成本。在组串式和集中式光伏逆变器中，碳化硅器件预计会逐步替代硅基器件。 预计2020~2030年全球光伏年度新增装机规模CAGR为9.1%，到2025年光伏逆变器中的碳化硅功率器件占比有望达到50%。根据CPIA数据，2020年全球光伏新增装机规模预计达130GW，创历史新高，在光伏发电成本持续下降和全球绿色复苏等有利因素的推动下，全球光伏市场将快速增长，预计2023年以后全球每年新增装机规模将超过200GW。根据CASA的预测，预计到2025年光伏逆变器中的碳化硅功率器件占比有望达到50%，维持稳健增长。 轨道交通：2019年光轨道交通带来的SiC功率器件市场规模为0.09亿美元，预计2019~2025年将以55%的CAGR增长至1.18亿美元，占碳化硅市场比例达4.6%，增速较高。 碳化硅高温高频耐高压的特性可满足轨道交通大功率和节能需求，轨道交通中SiC功率器件占比2030年有望提高到30%。轨道交通中的牵引变流器、辅助变流器、主辅一体变流器、电力电子变压器、电源充电机都对碳化硅器件有需求。牵引变流器是机车大功率交流传动系统的核心设备，使用碳化硅器件能提高牵引变流器装置效率，满足轨道交通大容量、轻量化和节能型牵引变流装置的应用需求，提升系统的整体效能。2014年，日本小田急电铁新型通勤车配备了三菱电机3300V/1500A全碳化硅功率模块逆变器，开关损耗降低55%，体积和重量减少65%。根据CASA数据，目前轨道交通中仍然以硅基功率器件为主，未来SiC功率器件的占比有望逐步提高。 （2）氮化镓射频器件有望大量替代LDMOS，国防和5G基站需求量巨大 射频器件在无线通讯中扮演信号转换的角色，是无线通信设备的基础性零部件，半绝缘型碳化硅衬底制备的氮化镓射频器件主要应用于面向通信基站及雷达应用的功率放大器。射频器件主要包括功率放大器、滤波器、开关、低噪声放大器、双工器等，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。 碳化硅基氮化镓射频器件具有良好的导热性能、高频率、高功率等优势，主要应用于面向通信基站及雷达应用的功率放大器。碳化硅基氮化镓射频器件是迄今为止最为理想的微波射频器件，是4G/5G移动通讯系统、新一代有源相控阵雷达等系统的核心微波射频器件。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。 1）砷化镓器件、硅基LDMOS、碳化硅基氮化镓器件的比较：到2025年，功率在3W以上的射频器件市场中，氮化镓射频器件有望占据约50%的市场份额。根据 Analog Dialogue：①砷化镓器件：已在功率放大器上得到广泛应用；②硅基LDMOS 器件：已在通讯领域应用多年，但其主要应用于4GHz以下的低频率领域；③碳化硅基氮化镓射频器件：目前正在取代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，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； 2）碳化硅基和硅基氮化镓器件的比较：碳化硅基氮化镓外延主要优势在其材料缺陷和位错密度低，碳化硅基氮化镓射频器件是目前市场的主流。目前，氮化镓射频器件主要是基于碳化硅、硅等异质衬底外延材料制备的，并在未来一段时期也是主要选择。相较于硅基氮化镓，碳化硅基氮化镓外延主要优势在其材料缺陷和位错密度低。碳化硅基氮化镓材料外延生长技术相对成熟，且碳化硅衬底导热性好，适合于大功率应用，同时衬底电阻率高降低了射频损耗，因此碳化硅基氮化镓射频器件成为目前市场的主流。 预计2026年全球碳化硅基氮化镓射频器件市场规模将增长至22.22亿美元，2020~2026市场规模CAGR可达17%。根据Yole数据，2020年全球碳化硅基氮化镓射频器件市场规模为8.91亿美元，占比近100%，预计2020~2026年将以17%的CAGR增长至22.22亿美元，份额会被硅基氮化镓射频器件挤占不足10%。2020年全球硅基氮化镓射频器件市场规模不足500万美元，预计2020~2026年将以86%的CAGR增长至1.73亿美元，份额有望扩张至7%。 碳化硅基氮化镓射频器件已成功应用于众多领域，国防应用和无线通信基础设施为主要驱动。国防军事与航天应用市场是拉动我国GaN微波射频器件市场规模的主要驱动力，根据CASA数据，2020年市场规模为34.8亿元，未来5年将以25.4%的CAGR增长至100亿元。我国GaN微波射频器件在国防军事与航天应用市场已经100%实现国产化。2020年无线基础设施建设和移动终端设备占比分别达到36%和10%。此外，GaN射频器件在无线宽带、射频能量、商业雷达等市场均呈现增长态势。 国防应用：国防应用是GaN射频器件市场的最重要驱动力量，据Yole数据，2020~2025年全球市场规模将以22％的CAGR从3.4亿美元增长至超过11.1亿美元。在国防军工领域，碳化硅基氮化镓射频器件已经代替了大部分砷化镓和部分硅基LDMOS 器件，占据了大部分市场。根据Strategy Analytics统计，国防和航天应用中的雷达和电子战系统是射频氮化镓的最大应用市场。我国GaN微波射频器件在国防军事与航天应用市场已经100%实现国产化，此外，对于需要高频高输出的卫星通信应用，氮化镓器件也有望逐步取代砷化镓的解决方案。 5G基站：5G 基站建设是GaN射频器件市场的另一关键驱动力量，预计2020~2025年5G基站建设驱动全球GaN射频器件市场规模以15％的CAGR从3.7亿美元增长至超过7.3亿美元。 以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件以其良好导热性和大功率输出的优势，成为5G基站功率放大器的主流选择。5G具有大容量、低时延、低功耗、高可靠性等特点，要求射频器件拥有更高的线性和更高的效率。相比砷化镓和硅基LDMOS射频器件，以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件同时具有碳化硅良好的导热性能和氮化镓在高频段下大功率射频输出的优势，能够提供高频电信网络所需要的功率和效能，成为5G基站功率放大器的主流选择。 预计2022年将迎来国内5G建设的高峰期，2023年后毫米波基站将有望大规模部署，拉动GaN微波射频器件市场规模成倍数增长。根据 2020 年12月的中国信通院 ICT+深度观察报告会上的数据，彼时中国已累计建成 5G 基站 71.8 万个，推动共建共享5G基站33万个。根据Frost&Sullivan数据，预计2022年将迎来中国新建5G基站高峰，2022年新建5G基站数量预计达110万个，对应投资规模约为1500亿元，2022年后中国5G基站建设将逐步放缓。但2023年开始，毫米波基站将有望开始大规模部署，成为拉动市场的主要力量，带动国内GaN微波射频器件市场规模成倍数增长。 5G宏基站、微基站及毫米波基站带来的国内GaN射频器件市场规模预计将超过1000亿元，为GaN晶圆带来大量需求。2020年我国5G宏基站GaN 射频器件市场规模73亿元，到2022年市场规模接近100亿元，CAGR达17.5%。2023年毫米波基站将开始部署，预计射频器件市场规模将有5-10倍的增长需求。整体来看，5G宏基站、微基站及毫米波基站带来的GaN射频器件市场规模将超过1000亿元。折算成晶圆来看，我国5G宏基站4英寸GaN晶圆2020年需求量为6.4万片，2022年需求量进一步增长至10万片。若毫米波基站开始部署，其4英寸GaN晶圆总需求量约为200~400万片。 基于以上应用驱动，2020年全球半绝缘型碳化硅衬底市场规模为1.82亿美元，预计2020~2025全球半绝缘型碳化硅衬底出货量CAGR可达21.5%。根据Yole预测，得益于国防应用、5G基站建设和雷达下游市场的大量需求，用于氮化镓外延的半绝缘型碳化硅衬底市场规模取得较快增长，2020年全球市场规模达1.82亿美元。预计半绝缘型碳化硅衬底市场出货量（折算为4英寸）将由2020年的16.56万片增长至2025年的43.84万片，CAGR达21.5%。 3、供给侧：美日欧厂商占据碳化硅衬底市场主要份额，国内企业产线布局加快 碳化硅厂商主要可以分为两种商业模式。①覆盖较全的产业链环节：同时从事碳化硅衬底、外延及器件的制作，例如科锐公司等；②只从事产业链的单个或者部分环节，例如II-VI公司等。 全球半绝缘型碳化硅衬底市场中，Wolfspeed、II-VI、天岳先进三家几乎占据全部市场份额，全球导电型碳化硅衬底市场中，Wolfpeed份额最大达62%。根据Yole数据，全球半绝缘型碳化硅衬底市场中，Wolfspeed、II-VI、天岳先进几乎占据全部份额，2020年占比分别为33%/35%/30%，形成三足鼎立的态势。全球导电型碳化硅晶圆市场中，Wolfspeed遥遥领先其他厂商，2018年市场份额达62%，II-VI和SiCrystal次之，份额分别为16%和12%，三家合计占比高达90%，陶氏、昭和电工、Norstel等厂商分配剩余10%的份额，国内厂商天科合达和天岳先进占比分别为1.7%和0.5%，相对较低。 国际大厂方面，以Wolfspeed、II-VI为首的国际厂商已实现6英寸碳化硅衬底商用，开始布局8英寸产线。国际大厂目前已经实现6英寸碳化硅衬底商用化，Wolfspeed、II-VI等国际龙头企业已经开始投资建设8英寸碳化硅晶片生产线，Wolfspeed预计在2022年上半年开始量产8英寸碳化硅晶片。 国内第三代半导体供应链开始逐步成型，产线建设加快，产能不断增加，但供给仍然不足，大尺寸晶圆渐成主流。 1）国内供应链逐步成形。据CASA不完全统计，截至2020年底，国内有超过170家从事第三代半导体电力电子和微波射频的企业，覆盖了从上游材料制备、中游器件设计、制造、封测到下游应用，基本形成完整的产业链结构。 2）国内碳化硅量产产品以4英寸为主，逐步向6英寸过渡。我国碳化硅产线从4英寸向6英寸发展，2020年国内投产3条6英寸SiC晶圆产线，截至2020年底，国内至少已有8条6英寸SiC晶圆制造产线（包括中试线），另有约10条SiC生产线正在建设。预计“十四五”时期我国将逐步推进6英寸衬底量产，并逐步突破8英寸衬底技术。 3）产能不断增加，但供给缺口仍存在。据CASA数据，2020年我国SiC导电型衬底折合4英寸产能约40万片/年，同比增加150%，2020年我国SiC半绝缘型衬底折合4英寸产能约18万片/年，同比增加80%。 4、本土厂商迎第三代半导体国产替代机遇，综合成本优势驱动渗透率提升 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，近年来从国家到地方相继制定了一系列产业政策来推动发展，本土厂商迎来前所未有的国产替代机遇期。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，下游应用企业已在调整供应链，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。2021年3月，“十四五”年规划中提出要大力发展碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体产业。此外，上海、广东、湖南、山东等多省市均出台了相关政策支持碳化硅等半导体产业发展。 碳化硅器件市场需求增长迅速，碳化硅产能呈供不应求态势。根据CASA数据，2020年我国SiC、GaN电力电子器件应用中，新能源汽车占比最大，达到38%，光伏逆变器、消费类电源、工业及商业电源比例分别为15%/22%/6%。随着碳化硅衬底器件在5G通信、电动汽车、光伏新能源、轨道交通、智能电网等行业的应用，碳化硅器件市场需求迅速增长，全球碳化硅行业呈现产能供给不足的情况，产业链的景气程度有望持续向好。 碳化硅基器件价格较同类硅基产品仍较高，但由于其优越性能及价格持续走低，综合成本优势逐渐显现，客户认可度持续提高。根据CASA数据，SiC、GaN产品的价格近几年来呈下降态势，主流产品与Si产品的价差在持续缩小，已经基本达到4倍以内，部分产品已经缩小至2倍。考虑系统成本（包括周边的散热、基板等成本）和能耗等因素，SiC、GaN产品具备一定竞争力。行业通过多种措施降低成本，包括增大碳化硅衬底尺寸、升级制备技术、扩大衬底产能等。此外，主要的产品供应商与大客户通过签订长期合作合同对市场进行锁定，供需双方共同推进市场渗透并形成良性循环。 三、良率提升驱动毛利率和出货量增长，6英寸导电型衬底拓宽成长空间 作为国内首家上市的碳化硅衬底厂商，天岳先进未来发展主要受益于终端需求的拉动和产能的扩充。1）行业层面来看，在国产替代背景下，新能源汽车加速渗透，充电桩、光伏、轨道交通等建设持续推进，国防和5G基站需求量较大， 整体拉动碳化硅衬底市场迅速成长。2）公司层面来看，新募投的6英寸导电型碳化硅衬底项目22Q3开始投产，2026年达产时将新增产能30万片/年，产能将得到极大扩充；半绝缘型碳化硅衬底通过优化工艺、提升良率来实现产能的上升和成本的下降，助力公司稳健增长。 1、工艺和良率提升带来单位成本大幅下降，毛利率与国际龙头处于同等水平 天岳先进在碳化硅衬底技术方面积累了丰富经验，并积极与产业需求融合。①产品开发：公司完成了4英寸导电型和半绝缘型碳化硅衬底技术的开发并成功实现了产业化，同时也完成了6英寸半绝缘和导电型碳化硅单晶衬底制备技术的开发。②电学性能：公司半绝缘碳化硅衬底电阻率可以实现10^8 Ω·cm以上，电学性能达到较高水平；公司6英寸导电型衬底电阻率典型值为0.015~0.025Ω·cm，同时还实现了衬底面内径向分布的均匀性，有利于下游外延获得方阻均匀的外延层和高导通特性、高一致性的芯片产品。③微管缺陷控制：公司持续开展技术研发和工艺改进，规模化生产的碳化硅衬底微管密度持续降低，接近零微管水平，不断满足下游用户对高品质产品的需求。 综合对比同业公司技术参数，天岳先进产品与全球行业龙头的碳化硅衬底差距较小。对于碳化硅衬底而言，微管密度、多型面积、电阻率范围、总厚度变化、弯曲度、翘曲度、表面粗糙度均为越低越好。① 4英寸半绝缘型碳化硅衬底：微管密度高于贰陆的产品；电阻率范围仅次于科锐公司（Wolfspeed）；总厚度变化、弯曲度和翘曲度与科锐、天科合达有微小差距。②6英寸半绝缘型碳化硅衬底：微管密度高于贰陆的产品；电阻率范围仅次于科锐公司（Wolfspeed）；总厚度变化与科锐处于同一水平，与天科合达有微小差距；其他指标均达到同业相同或领先水平。③ 6英寸导电型碳化硅衬底：微管密度和电阻率范围仅次于贰陆，总厚度变化仅次于天科合达，其他参数均达到同业相同或领先水平。综合来看，公司产品技术参数与国际龙头企业差距较小。 天岳先进工艺改进助力良率提升，2021H1晶棒和衬底良率分别为49.9%和75.47%。受材料、技术等影响，在长晶环节和衬底加工环节中，会产生一定数量的非半导体级晶棒、不合格衬底，同行业不同厂商内部产品指标及判定、计算方式等存在不同，对主要生产环节良率的计算方式也有不同。根据招股书，公司晶棒良率=半导体级晶棒产量/（半导体级晶棒产量+非半导体级晶棒产量）；衬底良率=合格衬底产量/（合格衬底产量+不合格衬底产量），分别计算了每个环节的良率。公司工艺改进促进了良率的提升，晶棒良率从2018年的41%提升至21H1的49.9%，衬底良率从2018年的73%提升至21H1的75%。 天岳先进受益于工艺提升和规模效应，成本逐年下降，为产品价格调整提供了空间。受益于良率提升，单个衬底分摊的成本下降，2018~2021H1公司半绝缘碳化硅衬底单片成本分别为8709/7492/5966/4684元， 2021H1单位成本较2018年下降了46%，其中单位直接人工成本和单位制造费用降幅较大，分别较2018年下降41%和64%，分担了部分原材料上涨的压力。 半绝缘型碳化硅衬底单价比同尺寸导电型衬底高2-3倍，天岳先进碳化硅衬底价格均呈下降态势，有助于销量提升。①半绝缘型碳化硅衬底制备的技术难度更大，同时半绝缘型衬底单片平均厚度较导电型衬底更高，意味着同样厚度的晶棒，导电型衬底的产出率较半绝缘型衬底的产出率高约40~50%，叠加技术难度等因素，导致半绝缘型衬底价格较同尺寸导电型价格高2~3倍；②半绝缘型碳化硅衬底价格：公司的主要产品4英寸半绝缘型碳化硅衬底单价从2018年的9682元下降至2021H1的7837元，降幅达19%，2、3、6英寸产品价格也均有不同程度的下降，2、3英寸较2018年分别下降33%和31%，6英寸较2019年下降23%；③导电型碳化硅衬底价格：公司6英寸导电型碳化硅衬底价格2020年同比下降20%，2、3、4英寸导电型碳化硅衬底价格21H1较2020年分别下降9%/30%/30%。 自2019年以来，公司主营业务毛利率逐年攀升，与全球龙头企业毛利率水平相当。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，产能较小且生产效率尚未明显提高，因此成本较高，毛利率较低。2019 年起，随着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，半绝缘型衬底毛利率大幅提升，与境内外可比公司差距逐渐缩小。2020年和 2021H1公司主营业务毛利率与境外可比公司相当。 2、长晶炉台均产能稳步上升，半绝缘型衬底以30%的市占率进入全球第一梯队 天岳先进受益于产能扩张的保障，在半绝缘型衬底市场份额大幅提升，2020年全球市占率达30%，同比增长12pcts。近年来公司在半绝缘型碳化硅衬底领域市占率大幅提升，已进入行业第一梯队，直接与国外巨头竞争。根据Yole数据，在按销售额统计的市场份额中，公司从2019年的18%上升至2020年的30%，位列全球第三。预计随着下游需求的增长和国产替代进程的推进，公司未来市场份额仍有一步的提升空间。 天岳先进各类生产设备数量逐年上升，大部分设备可同时兼容4、6英寸碳化硅衬底的生产。公司主要生产设备长晶炉的数量从2018年的147台增长至2021H1的584台，有效保障了产能的扩张。此外，公司大部分设备可以同时兼容4、6英寸生产，4英寸、6英寸碳化硅衬底的生产环节均包括粉料合成、晶体生长和加工及检测等环节，生产方式无显著差异，公司除10台长晶炉最大仅支持4英寸产品生产外，大部分生产设备兼容4英寸、6英寸产品的生产。 天岳先进优化工艺，长晶周期缩短，生产周期缩短，长晶炉台均产能上升。目前公司4英寸半绝缘型衬底的生产周期通常为20天左右，其中合成环节约为3天，长晶环节约为7-8天，加工环节约为10天。2018年、2019年公司每炉次的平均长晶周期约为8天，随着工艺的改进，2020年每炉次的平均长晶周期缩短至约7天。长晶周期缩短使得长晶炉台均产能从2018年的78片/年上升至2020年的111片/年，使公司总产能从2018年的1.16万片/年上升至2020年的4.8万片/年。 天岳先进2020年销量同比+99%，目前在手订单金额充足，2021H1末订单覆盖率达296%。随着公司产能的扩张和下游需求的提升，公司碳化硅衬底销量逐年上升，2020年销量为3.89万片，同比增长了99%，21H1销量达2.59万片。2021年6月末，公司在手订单金额9479万元，订单覆盖率296%。同时，2021年初公司与主要客户签订数量合计约为 3.2 万片的年度采购框架协议，未来的业务合作量和在手订单将有望保持良好态势。 天岳先进长晶炉设备自主设计、委外加工，2019年9月与北方华创签订长晶炉合作协议，目前仍在履行。公司2018年长晶炉均向国外厂商购买，2019年以来长晶炉均采购自国内厂商，北方华创为公司长晶炉设备的主要供应商。此外，国内公司中，天科合达沈阳分公司可生产长晶炉设备，2020年产能为25台/月，2019年长晶炉营收占比15%；晶盛机电、露笑科技全资子公司露笑蓝宝石也可制造长晶炉设备。 3、6英寸导电型碳化硅衬底为未来业务最大增量，预计2026年100%达产 预计2023年全球6英寸碳化硅衬底收入占比达55%，导电型碳化硅衬底比例将远高于半绝缘型衬底。根据Yole数据，2020年全球6英寸半绝缘型碳化硅衬底的收入占比为15%，预计2023年将达到55%。此外，预计2030年中国6英寸导电型碳化硅衬底市场规模将达到40万片，相比2020年增加400%。2030年6英寸导电型碳化硅市场规模为6英寸半绝缘型碳化硅衬底市场规模的2倍，蕴含市场机会巨大。 天岳先进6英寸导电型碳化硅衬底项目拟投入长晶炉800台，到2026年导电型碳化硅衬底台均产能达375片/年，导电型产品中标国家电网采购计划。公司本次募投项目拟投入生产设备1000余台，其中用于晶体生长的长晶炉800台，2022年一期项目投产，至2026年达产时，单台长晶炉导电型碳化硅衬底产能约为375片/年，将新增产能30万片/年。此外，公司目前大规模量产的半绝缘型衬底单片平均厚度为500微米，导电型衬底单片平均厚度为350微米，这意味着同样厚度的晶棒，导电型衬底的产出率较半绝缘型衬底的产出率高约40~50%。公司6英寸导电型碳化硅衬底已送样至多家国内外知名客户，并于2019年中标国家电网采购计划。 四、 盈利预测、估值及风险因素 1、盈利预测 4英寸半绝缘型衬底业务：①量：鉴于国内特种需求未来有望持续增长、通信需求进一步提升和半绝缘型衬底国产化进程的加速，同时由于公司生产工艺有望持续改进，半绝缘型衬底良率有望进一步提升，公司4英寸半绝缘型衬底产能充足，未来几年出货量有望逐步上升，预计2021-2023年出货量为48500/60000/70000片；②价：公司4英寸半绝缘型衬底ASP受下游需求和整体供给关系影响较大，随着全球半绝缘型衬底产能释放的逐步稳定，预计4英寸半绝缘型衬底ASP逐年低个位百分数下降，预计2021-2023年ASP为8500/8075/7833元；③毛利率：公司生产工艺逐步改善，良率提升，4英寸半绝缘型衬底毛利率逐步提升，预计2021-2023年毛利率为40.2%/42.0%/44.0%。 6英寸导电型衬底业务：①量：公司计划投资25亿元在上海临港新建工厂，预计2022年Q2完工，2022年Q3投产，一期达产30万片6英寸导电型衬底，公司可根据下游需求程度灵活调整投产节奏，鉴于新能源汽车和光伏等新能源领域对于高效低耗的功率器件需求旺盛，预计2021-2023年出货量为400/40000/85000片；②价：由于导电型生产工艺相对低于半绝缘型衬底，导电型衬底ASP通常为同尺寸半绝缘型衬底的1/3-1/2，同时随着导电型衬底供给的增加，预计ASP逐年会有中到高个位百分数的下降，预计2021-2023年ASP为5700/5415/5144元；③毛利率：公司导电型产品随着放量的逐步增大，同时制造工艺和良率有望逐步改善，预计公司导电型衬底毛利率将逐步上升，预计2021-2023年毛利率为-39.3%/25%/30%。 其他业务：公司其他业务主要包括销售生产中无法达到半导体级要求的晶棒、不合格衬底等产品，预计2021-2023年其他业务收入为0.7/0.8/0.9亿元，毛利率为40.1%/45%/50%。 三费率及其他：剔除公司历史上由于股利支付等因素，公司三费率变动主要系营业收入增长造成，假设后续三费率随着营收体量的增加呈现小幅下滑趋势。假设以政府补助为主的其他收益2021-2023年均保持为6650万元。 我们预计2021-2023年公司归母净利润为0.87/1.02/1.49亿元，对应EPS为0.23/0.24/0.35元，对应ROE为4%/2%/2%。 2、估值分析 天岳先进将是国内A股相对纯正的SiC衬底标的，国内与公司业务最相似的是天科合达，由于天科合达暂未上市，此处以三个标准选取全球和国内A股市场相关公司进行估值分析： 1）国外SiC衬底公司：Wolfspeed和Ⅱ-Ⅵ是全球SiC衬底龙头厂商，Wolfspeed的业务以SiC衬底为主，Ⅱ-Ⅵ的化合物半导体业务营收仅占公司总营收1/3左右，其余营收主要靠光学业务贡献，因此Ⅱ-Ⅵ的估值水平可参考性相对Wolfspeed较弱。Wolfspeed 2021-2023年PS估值为17.26/11.99/8.39倍； 2）国内衬底公司： 国内Si基和SiC基衬底公司：立昂微和沪硅产业主要经营Si基衬底，三安光电通过收购北电新材强化了SiC基衬底的生产能力，同时国内的东尼电子、露笑科技和凤凰光学等公司正逐步布局SiC衬底业务，但鉴于部分公司SiC尚未形成有效营收或者营收占比较小，所以此处选取立昂微、沪硅产业和三安光电的PS估值供参考（其中三安光电的营收主要由LED贡献），三家公司2021-2023年PS均值为18.43/14.00/10.41倍； 3）国内SiC功率器件公司：国内SiC功率器件公司是导电型SiC衬底的主要下游厂商，传统Si基功率器件厂商逐步开拓业务，相继研发推出SiC器件产品，选取斯达半导、新洁能、士兰微和华润微作为国内SiC功率器件公司代表，四家公司2021-2023年PS均值为16.49/12.01/9.28倍。 综合我们选取的三类公司的PS估值水平来看，我们认为天岳先进与Wolfspeed和II-VI公司有望具有相似的发展路径；相比于立昂微、沪硅产业等硅基衬底公司，天岳先进所处的SiC衬底领域在国内是巨大的蓝海市场，长期发展空间巨大；三安光电等厂商逐步开始涉足SiC衬底业务，但国内大部分后续涉足SiC衬底的厂商SiC衬底营收相对较低或者占比较小，所以估值水平可参考性相对较弱；国产功率器件厂商逐步开展SiC器件业务，可以对天岳先进的估值水平提供一定的参考价值。综合与各种类比公司比较结果，天岳先进本次发行价格为82.79元/股，对应发行市值为355.76亿元，对应2021-2023年营收的PS为73.35/45.55/33.06倍，虽然发行市销率相对高于我们所列举的三类公司，但是考虑到公司是A股相对纯正的SiC衬底标的，特种领域未来高景气，新能源汽车渗透率逐步提升，光伏装机持续加速，公司产能和良率稳步提升，未来营收增速确定性较高，建议关注上市后表现。 3、风险提示 （1）下游需求不及预期的风险 公司半绝缘型碳化硅衬底主要用于氮化镓射频器件，终端应用为特种行业和5G基站建设，其需求量受国家相关政策影响较大，特别是特种行业会随国防开支波动；导电型碳化硅衬底主要用于碳化硅功率器件，终端产品包括新能源汽车、充电桩、光伏等领域，受新冠疫情反复的影响，新能源车未来的需求可能不及预期，充电桩和光伏的建设推进可能会放缓，导致下游客户的需求量下降，公司产品销量下滑，对公司经营产生不利影响。 （2）产能扩张不及预期的风险 公司所处的半导体材料行业属于技术密集型行业，涉及热动力学、半导体物理、化学、计算机仿真模拟、机械、材料等多学科交叉知识的应用，碳化硅衬底具有研发周期长、研发难度高、研发投入大的特点。公司目前主要产品为半绝缘型碳化硅衬底，虽然相同尺寸下，导电型碳化硅衬底在量产时间均不晚于半绝缘型碳化硅衬底，但产品从成功研发到实现量产存在一定距离，6英寸导电型碳化硅衬底产能扩张进度可能不及预期，对公司毛利率和经营业绩产生不利影响。 （3）原材料和生产设备价格波动的风险 作为半导体材料生产企业，原材料和生产设备是公司的重要生产资料。公司生产所需的原材料主要包括碳粉和硅粉等主料和石墨件、石墨毡、抛光液、金刚石粉等辅料，生产设备主要包括长晶炉、切割研磨设备等。公司主营业务成本构成中，直接材料和设备折旧的占比在70%左右，为生产成本的重要组成部分，原材料和生产设备的价格波动会直接影响公司的经营成本。宏观经济形势变化、行业供需情况变化等可能对原材料及生产设备的供应及价格产生不利影响。如果未来原材料或生产设备价格出现较大幅度上涨，导致公司产品的生产成本增加，可能会对公司主要产品的毛利率水平及经营业绩产生不利影响。 （4）客户集中度高及主要客户依赖的风险 公司主要产品为半绝缘型碳化硅衬底产品，主要用于新一代信息通信和微波射频等领域，相关下游龙头企业的集中度相对较高，且对衬底的需求较大。公司前五大客户的营收占比将近90%，客户集中度较高。由于国际形势对全球产业链的影响、公司产品性能优势满足半绝缘型碳化硅衬底强劲的进口替代需求、以及半导体行业发展推动碳化硅衬底在下游应用领域需求的持续增长等多方面因素叠加，公司的部分主要客户采购数量增加较快，如果未来公司依赖部分主要客户，业务拓展放缓，同时无法持续获得现有主要客户的合格供应商认证及订单，将对公司经营产生不利影响； （5）良率提升不及预期的风险 碳化硅单晶生长周期长、控制难度大，易产生微管、包裹物等缺陷，单晶包括200多种不同晶型，制备过程中单一特定晶型难以稳定控制，生长过程中易产生晶型转变，造成多型夹杂缺陷。此外，碳化硅单晶生长热场存在温度梯度，导致晶体生长过程中存在原生内应力及由此诱生的位错、层错等缺陷。由于以上原因，公司无法完全避免产品质量的缺陷，目前晶棒和衬底的良率分别为49.9%和75%，如果未来技术升级速度放缓，导致公司产品良率提升减慢，可能会对公司主要产品的产能扩张及毛利率水平产生不利影响。 团队介绍 （团队亟需有志于硬科技产业研究的优秀人才加入，新招人员将以深圳为主，兼顾上海和北京，如有意向，请准备简历和一份深度研究代表作，通过微信或yanfan@cmschina.com.cn邮箱发送给鄢凡，也欢迎各位业内朋友推荐优秀人才） 鄢凡：北京大学信息管理、经济学双学士，光华管理学院硕士，14年证券从业经验，08-11年中信证券，11年加入招商证券，现任研发中心董事总经理、电子行业首席分析师、TMT及中小盘大组主管。11/12/14/15/16/17/19/20/21年《新财富》电子行业最佳分析师第2/5/2/2/4/3/3/4/3名，11/12/14/15/16/17/18/19/20年《水晶球》电子2/4/1/2/3/3/2/3/3名，10/14/15/16/17/18/19/20年《金牛奖》TMT/电子第1/2/3/3/3/3/2/2/1名，2018/2019 年最具价值金牛分析师。 张益敏：上海交通大学工学硕士，覆盖PCB，设备，汽车电子，电子周期品等领域。2018年在太平洋证券，2019年加入招商电子团队，任电子行业分析师。 卢志奇：复旦大学电子工程本科、资产评估硕士，3年Synopsys工作经验，2019年在东方阿尔法基金，2021年加入招商电子团队，任电子行业分析师，主要覆盖半导体领域。 曹辉：上海交通大学工学硕士，2019/2020年就职于西南证券/浙商证券，2021年加入招商电子团队，任电子行业分析师，主要覆盖半导体领域。 王恬：电子科技大学金融学、工学双学士，北京大学金融学硕士，2020年在浙商证券，2021年加入招商电子团队，任电子行业分析师。 程鑫：武汉大学工学、金融学双学士，中国科学技术大学统计学硕士，2021年加入招商电子团队，任电子行业分析师。 联系方式 鄢 凡 18601150178 张益敏 15821186637 卢志奇 13662588732 曹 辉 15821937706 王 恬 18588462107 程 鑫 13761361461 投资评级定义 公司短期评级 以报告日起6个月内，公司股价相对同期市场基准（沪深300指数）的表现为标准： 强烈推荐：公司股价涨幅超基准指数20%以上 审慎推荐：公司股价涨幅超基准指数5-20%之间 中性：公司股价变动幅度相对基准指数介于±5%之间 回避：公司股价表现弱于基准指数5%以上 公司长期评级 A：公司长期竞争力高于行业平均水平 B：公司长期竞争力与行业平均水平一致 C：公司长期竞争力低于行业平均水平 行业投资评级 以报告日起6个月内，行业指数相对于同期市场基准（沪深300指数）的表现为标准： 推荐：行业基本面向好，行业指数将跑赢基准指数 中性：行业基本面稳定，行业指数跟随基准指数 回避：行业基本面向淡，行业指数将跑输基准指数 重要声明 本报告由招商证券股份有限公司（以下简称“本公司”）编制。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告基于合法取得的信息，但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种假设，不同假设可能导致分析结果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考，并不构成对所述证券买卖的出价，在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责任外，本公司及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。 本报告版权归本公司所有。本公司保留所有权利。未经本公司事先书面许可，任何机构和个人均不得以任何形式翻版、复制、引用或转载，否则，本公司将保留随时追究其法律责任的权利。

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