2023年中国衬底材料行业竞争格局及重点企业分析：企业加快技术研发，国产替代进程加速[图]

内容概要：近年来，国家和政府加大对衬底材料的研发扶持力度，行业发展提速显著。山西烁科作为首家宣布可制备8英寸碳化硅衬底的企业，在2021年8月，成功研制出8英寸碳化硅晶体，到2022年1月，山西烁科实现8英寸N型碳化硅抛光片小批量生产。截止2022年11月，晶盛机电、天岳先进、天科合达分别宣布掌握了8英寸碳化硅衬底制备技术。随着我国衬底材料行业的持续发展，生产技术的不断优化，8英寸等大直径衬底材料的逐步量产，我国衬底厂商有望打破大尺寸衬底垄断格局，实现与海外厂商的同步发展，加快衬底材料的国产化进程。

关键词：衬底材料竞争格局、天岳先进、天科合达

一、国内衬底材料市场竞争格局：市场高度集中，国内厂商有望实现国产替代

衬底材料是具有特定晶面和适当电学、光学和机械特性的用于生长外延层的洁净单晶薄片。碳化硅衬底是第三代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。碳化硅衬底主要有半绝缘型和导电型两大类，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。

在碳化硅衬底市场中，行业高度集中，市场竞争较为激烈，海外龙头企业寡头垄断，国内企业加快研发进程，积极推进国产替代。美国wolfspeeed公司占据全球60%以上的市场份额，基本控制了国际碳化硅单晶的市场价格和质量标准，wolfspeeed在1991年打造第一片碳化硅衬底，1993年实现30mm衬底商用化，2015年推出8英寸碳化硅衬底，以行业领先的研发技术，位列市场第一梯队，占据绝大部分市场份额。

其他海外领军厂商如罗姆、II-VI、意法半导体等也相继开展衬底材料业务，到2021年已具备8英寸衬底的生产能力；国内企业起步较晚，研发进度相比国外企业较慢，天科合达和天岳先进作为我国衬底材料行业的领先企业，分别在2006年和2012年具备2英寸衬底的生产能力，到2021年，国内以逐步实现了6英寸碳化硅衬底产品的生产，主流厂商陆续着手研发8英寸的衬底样品。海外领军厂商和我国衬底行业龙头企业加快产品研发，产品在国际上的市占率也在持续提升。第三梯队是国内中小型衬底材料生产商，起步较晚，技术处于借鉴和完善阶段。

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目前，国内碳化硅产业中衬底仍以4-6英寸为主。若将尺寸由6英寸提高到8英寸，碳化硅的单片面积将增大77.8%，可利用面积大大提高，大直径的衬底可以有效降低器件的制备成本，例如使用直径6英寸衬底相对直径4英寸的衬底，能够节省大约30%的器件制备成本。

近年来，国家和政府加大对衬底材料的研发扶持力度，行业发展提速显著。山西烁科作为首家宣布可制备8英寸碳化硅衬底的企业，在2021年8月，成功研制出8英寸碳化硅晶体，到2022年1月，山西烁科实现8英寸N型碳化硅抛光片小批量生产。截止2022年11月，晶盛机电、天岳先进、天科合达分别宣布掌握了8英寸碳化硅衬底制备技术。随着我国衬底材料行业的持续发展，生产技术的不断优化，8英寸等大直径衬底材料的逐步量产，我国衬底厂商有望打破大尺寸衬底垄断格局，实现与海外厂商的同步发展，加快衬底材料的国产化进程。

二、重点企业分析：持续推进8英寸产品研发，稳步提升产品市场占比

1、天岳先进：深耕碳化硅衬底研发，加大研发投入推动技术创新

天岳先进成立于2010年，2020年11月天岳有限整体变更为股份有限公司，并于2021年12月在科创板成功挂牌上市。天岳先进自成立以来专注于第三代半导体碳化硅衬底产业，主营业务是宽禁带半导体碳化硅衬底的研发、生产和销售，主要产品包括碳化硅半绝缘型和导电型衬底，产品可应用于微波电子、电力电子等领域。目前，公司半绝缘型产品已批量供应至圈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。

天岳先进所生产的半绝缘型碳化硅衬底，通过在产品上生成氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片，可以进一步制成HEMT等微波射频器件，应用于信息通讯、无线电探测等领域。通过在产品导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层，制得碳化硅同质外延片，可以进一步制成肖特基二极管、MOSFET、IGBT等功率期间，应用在新能源汽车、轨道交通，以及大功率输电变电等领域。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。非半导体级的半绝缘型碳化硅晶棒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等领域。

天岳先进专注于碳化硅衬底材料的研发、生产及销售，主要是通过向碳化硅半导体行业的下游企业、科研院所等客户销售碳化硅衬底产品实现收入和利润，加之部分不合格的晶棒和衬底等其他业务产品。在原材料采购方面，公司采购以“安全、品质”为导向建立了采购相关制度、管理流程和业务规范，总体上，天岳先进采取“以产定购、战略备货”相结合的采购模式，采购的种类包括长晶所需物料、加工所需耗材、生产及检测设备、备品备件等。在生产模式上，公司实行以订单生产为主的生产模式；在销售模式中，采取直销的销售方式，推动各类营销工作顺利开展。

天岳先进结合行业的未来发展趋势，开展国内领先水平的项目研发，研发的方向主要为大尺寸衬底的技术研发、衬底生长及缺陷控制。在大尺寸衬底研发方面，有8英寸宽禁带碳化硅半导体单晶生长及衬底加工关键技术项目等，公司抓住市场发展机遇，持续提高对大尺寸衬底的研发。在衬底生长及缺陷控制方面，持续提高衬底的良品率，提升公司产品质量，同时公司还开展碳化硅生长过程中微管、位错、杂质等缺陷控制技术的研究。2018年以来，天岳先进持续加大研发投入力度，研发费用保持高增速的发展态势，2022年前三季度天岳先进的研发费用共计0.87亿元，较2021年同期增长了22.84%。

2、天科合达：加快推进IPO进程，稳步投入8英寸产品研发

北京天科合达半导体股份有限公司成立于2006年9月，由新疆天富集团、中科院物理研究所共同设立，2021年11月，北京证监局正式受理了天科合达的IPO辅导备案申请。天科合达是从事碳化硅晶片及相关产品研发、生产和销售的企业，自成立以来专注于碳化硅晶体生长和晶片加工的技术研发，掌握了覆盖碳化硅晶片生产的“设备研制、原料合成、晶体生长、晶片加工、清洗检测”全流程关键技术和工艺，具备规模化供应大尺寸、高品质碳化硅晶片的生产能力，形成了以碳化硅晶片为核心、覆盖其他碳化硅产品和碳化硅单晶生长炉的业务主线。

天科合达是国内最早实现碳化硅晶片产业化的企业，先后研制出2英寸、3英寸、4英寸碳化硅衬底，在2014年国内首次研制出6英寸碳化硅晶片，并形成规模化生产能力，工艺技术水平处于国内领先地区。目前天科合达已具备成熟的6英寸晶片制备技术，8英寸产品也处在研发阶段。在产品方面，天科合达主要产品包括碳化硅晶片、碳化硅晶体、莫桑钻、碳化硅单晶生长炉等，还开展切磨抛代加工、清洗、返抛等服务。公司拥有两处完整的集晶体生长、晶体加工、清洗检测的全套碳化硅晶片生产基地，三家全资子公司分别卫浴沈阳市、石河子市、徐州市。

目前天科合达在北京、徐州、新疆等地相继建成了完备的碳化硅衬底生产线，并接连扩产，碳化硅衬底产能规模已超过50万片，投资额超60亿元。其中深圳市重投天科半导体项目，是有重投集团联合天科合达、宁德时代等各方设立的、着力建设国内领先的6英寸碳化硅单晶和外延生产线，项目一期投资32.7亿元，达产后将实现年产10万片碳化硅衬底和25万片外延片。该项目重点布局6英寸碳化硅单晶衬底及碳化硅外延片材料，解决下游客户在轨道交通、新能源汽车、分布式新能源、智能电网、高端电源、5G通讯、人工智能等重点领域在碳化硅器件产业链发展的原材料基础保障和供应瓶颈。

2023年2月，天科合达完成Pre-IPO轮融资，投资方包括京铭资本体系京铭鸿瑞产业基金、历金铭科产业基金以及青岛汇铸英才产业基金等。随着企业的持续发展，天科合达目前已向国内80多家单位批量供应碳化硅晶片，大量出口中国台湾、欧美、日本等20多个地区和国家，国内主要客户有华为、中电科集团、中芯国际、国家电网、中国中车、比亚迪、小米汽车等，国际客户有英飞凌、Onsemi、博世、Win等。

天科合达立足于自主研发，坚持产业创新，在国内最早建立了完整的碳化硅晶片生产线，突破了缺陷抑制、快速生长和籽晶处理等关键技术，形成了具有自主知识产权的完整技术路线，将自主研发的关键新技术应用到新疆、北京和徐州生长基地，在国内实现碳化硅晶体的产业化，成功打破了国外企业的技术垄断，并在导电型碳化硅单晶领域长期稳居全国第一，在2021年全球市场中排名第四。

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《中国衬底材料行业发展动态及市场需求潜力报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。