碳化硅行业与Wolfspeed公司发展 碳化硅技术突破与行业地位 - 特斯拉Model 3逆变器采用碳化硅（SiC）替代传统硅材料，重量仅4.8kg（竞品11.15kg），耐高压且低损耗，解决行业难题[4] - 碳化硅作为第三代半导体材料，适用于高频、高温、高电压场景，在高压快充等特定领域优势显著[9] - 碳化硅晶圆制备工艺复杂，生长速度缓慢（6英寸晶圆每小时仅生长0.5-2毫米），切割损耗高，部分残次品转为莫桑钻销售[15] Wolfspeed（原CREE）战略转型 - 公司2017年新任CEO Gregg Lowe推动业务重心从LED转向碳化硅半导体，半导体收入占比从10%（2017年）提升至53%（2021年）[20][24] - 2021年公司剥离LED业务（原占营收90%）并更名为Wolfspeed，全面押注碳化硅[19][24] - 2019年投资15亿美元建设全球最大8英寸碳化硅晶圆厂（莫霍克谷工厂），目标维持技术领先优势[37][39] 市场竞争与成本压力 - 电动车需求爆发推动碳化硅市场扩容，一辆Model 3消耗半块6英寸晶圆（约300颗芯片/片），2021年全球缺芯加剧供需矛盾[29] - 中国厂商天科合达（17.3%）、天岳先进（17.1%）2024年合计市场份额接近Wolfspeed（33.7%），主攻6英寸晶圆低成本路线[44] - 6英寸晶圆价格两年内从1500美元降至500美元，中国产业链分工模式（晶圆-器件-模组分环节）效率高于Wolfspeed垂直一体化[46] 技术路线与经营困境 - 8英寸晶圆单位芯片成本理论可降50%，但量产难度高且资本开支沉重，Wolfspeed工厂2024年利用率仅20%，远低于预期[42][46] - 电动车增速放缓（2023年欧美市场个位数增长或负增长）叠加车企成本敏感（如特斯拉计划减少75%碳化硅用量），加剧经营压力[43][46] - 2024年公司营收下降12%，股价暴跌84.7%，最终申请破产重整[42][47] 行业规律与启示 - 碳化硅产业竞争核心是成本控制，技术领先性需与商业化效率平衡，过度追求良率（如尔必达DRAM案例）可能导致成本失控[49][50] - 电子产业兼具技术冒险与成本管控双重属性，标准化产品市场中规模效应与投资回报周期是关键胜负手[48][50]

行业概述 - 半导体二极管是由半导体材料制成的两端电子器件 具有单向导电性 是电子电路中整流 检波 稳压 发光及光电转换等功能的基石 [2] - 按材料分类 半导体二极管可以分为硅二极管 锗二极管和化合物半导体二极管 [2] 行业发展历程 - 1956年至1960年代为萌芽期 中国半导体产业开始萌芽 国家实验室成功研制出第一只晶体管 国务院将半导体技术列为国家重点发展领域 [4][8] - 1960年代至1970年代为发展初期 中国成功研制出第一批半导体管 建立基础器件生产能力 但受到文化大革命冲击 [4][8] - 1970年代至1980年代为探索与挑战期 全国约有40家半导体相关工厂 但大部分仅能生产基础的分立器件 集成电路生产能力非常有限 [5][8] - 1980年代至1990年代为技术引进与追赶期 国家通过引进二手生产线和技术提升制造水平 但整体仍与国际水平存在较大差距 [6][8] - 1990年代至2000年代为合资与市场换技术期 通过合资引进技术 建成6英寸生产线 但核心技术仍未完全掌握 [6][8] - 2000年代至今为快速发展与自主创新期 行业形成一批具有自主创新能力的企业 在高端产品领域取得突破 [7][8] 市场规模 - 2024年中国半导体二极管行业市场规模为22.57亿美元 同比增长15.33% 主要得益于新能源汽车 5G通信 工业控制等下游应用领域的强劲需求 [1][10] - 2025年1-4月 中国二极管及类似半导体器件进口数量为1608亿个 同比增长2.16% 进口金额为537.93亿元 同比下降0.81% 反映出国内市场对基础元器件的刚性需求仍存 [12] - 同期出口数量为2290亿个 同比增长14.21% 出口金额为1021.60亿元 同比下降16.45% 呈现数量高增但价格下行的趋势 [12] 技术发展 - 第三代半导体材料如碳化硅和氮化镓的应用成为焦点 推动二极管向高频 高效 耐高压方向发展 [1][10] - SiC肖特基二极管已在电动汽车充电桩 光伏逆变器等领域实现规模化应用 [1][10] - 光电集成领域取得创新 中国科学技术大学团队提出的三电极光电二极管结构通过场效应调控实现光通信带宽提升60% [1][10] 重点企业经营情况 - 华润微拥有完整的IDM产业链 覆盖功率半导体全品类 [14] - 扬杰科技在二极管 整流桥等细分领域全球市占率领先 产品进入汽车电子 光伏逆变器等高端场景 2025年一季度营业收入为15.79亿元 同比增长18.90% 归母净利润为2.73亿元 同比增长51.22% [14][16] - 苏州固锝是全球最大的二极管生产商之一 每月产量达2.5亿只 占全球市场份额8%-9% 2025年一季度营业收入为9.01亿元 同比下降20.97% 归母净利润为0.37亿元 同比增长395.60% [14][18] - 士兰微是国内规模最大的集成电路芯片制造企业之一 拥有5/6/8英寸晶圆生产线 12英寸生产线已量产 [14][16] - 捷捷微电在晶闸管领域占据国内领先地位 二极管产品广泛应用于电力电子领域 [14][16] 行业发展趋势 - 技术升级加速向高端化迈进 第三代半导体材料如碳化硅和氮化镓成为核心驱动力 SiC二极管已广泛应用于新能源汽车充电桩和光伏逆变器等领域 [20] - 下游需求呈现爆发式增长 新能源汽车 5G通信 工业控制等领域成为主要增量市场 新能源汽车中二极管在电池管理系统 电机驱动系统的应用量激增 [21] - 5G基站建设推动射频二极管需求 工业自动化对高可靠性二极管的需求持续增长 光伏逆变器和储能系统对高效整流二极管的需求扩大 [21] - 消费电子领域 LED照明和智能家电的普及带动高性能二极管需求 AIoT设备的兴起要求二极管向低功耗 集成化方向发展 [22] - 国家政策持续加码 集成电路产业投资基金三期落地 重点支持晶圆制造和先进封装等领域 带动产业链协同创新 [23] - 国内企业通过IDM模式整合资源 提升高端制造能力 中低端市场已实现较高国产化率 正向高端领域突破 [23] - 产业链上下游合作深化 设备材料国产化率提升 进一步降低对进口依赖 推动行业向自主可控转型 [23]

功率半导体市场规模 - 2024年功率分立器件、功率模块市场规模预计萎缩至323亿美元（2023年为357亿美元），近十年年复合增长率7.14% [1][2] - 广义口径下2024年全球功率器件（含SiC）规模达530.6亿美元，2020-2024年复合增长率3.55% [1][2] - 预计2024-2029年全球功率器件年复合增长率8.43%，2029年规模将达795.3亿美元 [1][2] 行业竞争格局 - 功率半导体分立器件及模块CR5占比低于50%，英飞凌市占率稳定在20%左右 [2] - 中国贡献全球40%功率半导体市场，2023年国内市场规模1519.36亿元，2024年预计增至1752.55亿元 [2] - 车规级功率半导体Top3为英飞凌（29.2%）、意法半导体（20.1%）、德州仪器（10.1%） [3] 新能源车驱动增长 - 2024年纯电BEV市场规模1100万辆，2030年预计增至3200万辆（年复合增长率20%） [3] - BEV半导体单车BOM将从2024年1300美元增至2030年1650美元（高端车型或达2500美元） [3] - 中国新能源车出货量占比超50%，但车规级功率半导体市占率与销量不匹配 [3] AI与数据中心需求 - AI芯片将带动数据中心IT设备负载每年新增4-9GW，占全部新增IT设备负载70% [4] - AI训练机柜功率从10-15kW升至30kW以上，高端液冷机柜达100kW [4] - 高密度AI服务器机柜功率半导体用料达1.2-1.5万美元/套 [5] 碳化硅材料发展 - 国内6英寸SiC外延片销量从2019年3.4万片增至2023年18.8万片（年复合增长率52.8%） [5] - 预计2028年中国8英寸SiC销量达103万片（2023-2028年复合增速644.9%），占全球33.4%份额 [5] - 碳化硅外延片整体需求占全球市场份额约40% [5] 国内相关企业 - 建议关注扬杰科技、三安光电、新洁能、天岳先进、士兰微、华润微、斯达半导 [6]

财务表现 - 2025年一季度营收4.1亿元，同比微降但显著优于行业表现，市场份额稳步增长 [1][2] - 季度净利润同比下降，主要因研发费用增加至4494万元，同比大幅增长101.67%，占营收比例11.02% [1][4] - 产品出货量持续增长但价格有所下降，导致阶段性营收同比微降 [1][2] 行业地位与技术优势 - 公司是全球宽禁带半导体材料行业领军企业，专注碳化硅衬底研发与产业化超过14年 [1] - 2024年全球导电型碳化硅衬底市场占有率稳居前三，客户涵盖全球前十大功率半导体企业半数以上 [2][3] - 率先推出12英寸碳化硅衬底，掌握晶体生长、缺陷控制等全技术链条突破，宣告行业进入"12英寸时代" [6] 研发投入与新兴应用 - 研发投入集中在产品矩阵完善、AR眼镜等新兴应用布局、质量与成本优化 [4] - 光学级碳化硅在AR眼镜应用取得突破，可实现80度以上视场角并解决彩虹纹问题，预计2030年全球出货超6000万副 [4] - 大尺寸衬底技术(12英寸)显著降低单位芯片成本，推动在新能源汽车等领域的渗透率提升 [6] 市场前景与增长动力 - 碳化硅在新能源汽车800V高压平台、光伏储能、智能电网等领域需求持续增长 [2][5] - 预计2028-2030年为碳化硅在电网应用的快速扩张期，将逐步替代传统硅基设备 [5] - 内需市场在新能源汽车、AI眼镜、智能电网等领域的持续扩大为公司提供稳定增长动力 [3] 产品与技术突破 - 2025年3月全球首展12英寸高纯碳化硅衬底及全系列产品矩阵，展示技术领先优势 [6] - 大尺寸衬底制备技术构建行业壁垒，提升生产效率和降低成本 [6] - 碳化硅材料在功率半导体、射频器件、光波导等下游应用持续拓展 [5]