3、未來市場前景

SiC晶片主要以4H、6H襯底居多，其中6H主要用於LED，4H適用於高能器件。目前，市場上90%－95%的SiC晶片用於製造高亮度GaN發光和鐳射二極體的襯底材料。

根據臺灣拓墣產業研究所的統計，2008年全球高亮度LED市場全球收入57億美元，實現2.5%的增長。未來十年，受白光LED照明產業和光電子照明的驅動，高亮度LED收入將超過180億美元。

SiC晶片的價格居高不下，主要原因是美國Cree一直在壟斷供應。據法國調查公司Yole Developpement的資料，在SiC晶片包括LED元件用晶片在內，Cree約占整體市場的60％，從功率元件用晶片來看，份額更是高達85～90％。

微管是SiC中的晶體缺陷，它不僅會減少每一晶片可出產的電子器件個數，還會對電子器件的性能造成負面影響。在SiC晶體生長技術發展到能徹底消除微管缺陷之前，大圓片二極體和晶閘管之類的大功率電力電子器件難以用SiC來製造。

目前，SiC晶片供應顯露出品質提高、價格下降的跡象。如2007年Cree推出的4英寸晶片幾乎沒有微管，位元元錯等缺陷密度也較低。同時，隨著晶片廠商的增加，價格也出現下降徵兆。目前主流的高品質3英寸晶片價格為30萬～50萬日元，德國SiCrystal在2008年上市的3英寸晶片，價格基本在20萬日元左右。日本新日鐵的SiC晶片在2009年4月批量上市，北京天科合達也在2009開始供應2英寸6H/4H導電型SiC晶片，但品質上尚不及歐美廠商。

表2：全球主要廠商生產的SiC晶片

資料來源：金鼎證券整理

　  業界一直希望能夠提高SiC晶片的直徑並降低成本。Cree計畫於2009～2010年開始供應直徑150mm（6英寸）的SiC晶片，150mm是現有使用Si底板的功率半導體量產所用尺寸，很多元器件廠商要求供應這種口徑的SiC底板。如果將成品率假定為90％，4英寸底板可獲得大約1,500個2mm見方的晶片，而6英寸底板則可望獲得3,300個左右。6英寸底板的亮相，將使SiC二極體的價格進一步下降。

圖3：大直徑SiC晶片的出現

圖4：SiC二極體的價格將下降

據法國Yole Developpemen公司的調查，2005年SiC功率半導體的市場規模為1,290萬美元，在功率半導體市場所占的比率只有0.06%。該公司預測，市場將從2010年開始大幅增長，2016年SiC功率半導體全球市場規模將超過10億美元，相當於同期功率半導體市場的2%。

圖5：SiC功率半導體的市場規模擴大

資料來源：Yole Developpement

4、主要廠商—美國Cree公司

上世紀九十年代，美國Cree公司SiC晶片實現量產，目前產量為60萬片，占全球產量的85%。Cree擁有200多個與碳化矽半導體產業相關的專利，其中碳化矽晶體生產的專利於2007年到期。除晶片外，公司還向市場提供採用SiC襯底的LED晶片、LED的照明器材、LED的背光源，開關電源器件、射頻/無線電器件等等。

2008年，Cree公司年收入達到4.93億美元，同比25%的增長，其中LED產品銷售收入為4.15億美元，占總收入的84%。Cree日前宣佈，調升2009年第4季會計年度(2009年4~6月)財務預測，收入從原先預測的1.43億美元增加為1.5億美元。Cree首席執行官ChuckSwoboda表示，照明用LED元件需求暢旺以及電源、射頻產品銷售上的增長，抵消了手機和汽車需求降低而導致LED晶片和元件銷售下降的影響。Swoboda表示，看好2010年LED照明市場成長，計畫調高LED產能以應市場需求。
　　Cree公司於1993 年在納斯達克上市，經過複權計算，公司上市後股價最高漲幅曾超過150 倍。以2009 年6 月25日股價為基準，Cree在2008年市盈率為89倍，顯示市場對公司所處行業前景的看好。

圖6：Cree公司近年股價走勢

資料來源：Yahoo Finance

一、    公司碳化矽晶片發展

1、中國大陸第三代半導體材料發展

SiC晶片生產的高頻高功率、抗輻射耐高溫的半導體器件可使用在航空航太、衛星雷達、無線電通訊等國防領域，因此國外的SiC晶片技術對中國大陸實行封鎖。

中國大陸開展SiC、GaN材料和器件方面的研究比較晚，和國外相比水準還比較低。目前，2英寸、3英寸的SiC襯底及外延材料已經商品化，正在研究的重點是4英寸SiC襯底的製備技術以及大面積、低位元元錯密度的SiC外延技術。SiC器件的研究工作也取得了一定的進展，採用國外進口的材料製造出了肖特基二極體和金屬氧化物半導體場效應管（MOSFET）。

中國大陸GaN研究主要在基礎研究方面。中科院半導體所可小批量提供AlGaN/GaN HEM結構材料，資訊產業部13所研製出了GaN藍光LED樣管，但發光亮度較低。由於SiC襯底材料十分昂貴，目前大陸GaN基材料和器件的研究主要在藍寶石Al2O3襯底上進行。

2、公司碳化矽晶片專案

中科院物理所自1999年開展SiC晶體的生長研究，2003年研發成功。2006年8月，中科院物理所與天富熱電全資子公司上海匯合達投資管理有限公司、新加坡吉星藍光科技有限公司，共同設立北京天科合達藍光半導體有限公司，成為大陸第一家致力於SiC晶片研發、生產和銷售的公司，其中天富熱電子公司上海匯合達持股51%。

2006年，天科合達設計製造出具有自主知識產權的SiC晶體生長爐，2007年7月建立了大陸第一條完整的從切割、研磨到化學機械拋光的SiC晶片中試生產線，2007年12月出爐了第一枚SiC晶胚，09年2月下旬，初步具備了批量生產2英寸6H/4H導電型SiC晶片的能力，開始了商業化的進程。

（1）技術      

●自行研發製造了SiC晶體生長的設備：目前已由第一代發展到第四代，各項參數均達到國際先進水準。同時，天科合達的生長爐不用做任何改造，可生產2-4英寸等不同直徑的晶體，優於國外同行的生長爐只能生產同等規格晶體的限制；

●自行研發了SiC單晶生長的關鍵技術：SiC晶體生長區的最佳溫度、溫度梯度及精確控制調節、載氣流量和氣壓的穩定保持以及籽晶和原料的特殊處理，晶片質量符合國際標準；
●自行研發了SiC晶片加工工藝：選取適當種類、粒度、級配的磨料和加工設備來切割、研磨、拋光、清洗和封裝的工藝，使產品達到了“即開即用”的水準。

圖7：SiC晶片生產工藝流程

從目前狀況看，天科合達2英寸6H/4H導電型SiC晶片已基本成熟，公司正致力於3、4英寸SiC晶片的研製開發。公司還開發出非摻雜和半絕緣SiC晶體生長技術，可廣泛用於製備高性能功率器件，此生長技術的優化工作正在實施。

圖8：天科合達的2、3英寸4H導電型SiC晶片

資料來源：天科合達公司網站

（2）成本

天科合達生產SiC晶片的成本主要是設備折舊和電費，原材料活性炭粉、矽微粉的成本幾乎可以忽略不計。

公司的晶片生產具有一定的成本優勢：首先，公司自主研發、委託外加工的生長爐一台只要30萬元，從國外進口設備則需要花費50萬美元；其次，公司擁有便宜的電價。SiC晶片的生產是高耗能產業，公司的生產基地位元於新疆，天富熱電是新疆石河子地區重要的電、熱供應企業，所控制的電網是兵團資產，不屬於大陸國家電網，電價更為便宜。

圖9：SiC晶片的生產和加工設備

資料來源：天科合達公司網站

（3）市場開拓

SiC晶片作為基礎材料，客戶會根據需要將其做成外延材料，再與自己提供的材料形成二級管，最後以此為基礎做成晶片的各種器件，因此客戶後端的加工成本很高，對晶片供應商的選擇十分謹慎；

目前，SiC晶片的產品市場分為兩個層次：一是全球20多家工業用戶，需求量最低1000片以上/月的用量；二是全球的研發市場，主要為中國大陸及國際上千家科研院所，提供基礎科研和產品試製所用，特點是用量較小，，每月基本上不會超過十幾片，對晶體的尺寸要求不高，對產品價格比較敏感。

2008年年底，全球2英寸6H/4H導電性SiC晶片的價格大約是400至600美元/片。2009年3月，天科合達宣佈，從2009年3月起至6月間對產品進行促銷，2英寸6H導電性SiC晶片價格為150美元/片、2英寸4H價格為250美元/片，低於國際價格約60%，並很快接到了來自國內外的一些小批量訂單。公司計畫6月份促銷結束後，再根據市場銷售的具體情況來確定是否延長促銷期，公司的總體定價策略是低於國際同質晶片價格20％左右。

 公司SiC晶片設備的低投資、晶體生長的高效率、加工關鍵技術的突破，奠定了商業化發展的前景。公司表示，2008年是奠定發展的基礎，2009年的重點是對市場進行有效開拓。公司將首期市場銷售定位於國際國內研發機構，同時為工業客戶的開拓做積極儲備。

（4）產能擴張

目前，天科合達共安裝碳化矽晶體生長爐33台（其中北京研發中心9台，新疆生產基地24台），截至2009年3月24日，共生產合格SiC晶胚141塊，SiC晶片1,000多片。另外24台生長爐，將於今年6月份安裝完畢。公司2010年將啟動7萬片、72台生長爐的建設，爭取2011-2012年間，生長爐達到300台。

2008年10月，北京天科合達與蘇州科創管理諮詢有限公司、蘇州加美華創管理諮詢有限公司共同出資，設立蘇州天科合達藍光半導體有限公司，其中北京天科合達以現金和碳化矽半導體晶片加工技術出資，占註冊資本的94%。

蘇州天科合達將憑藉自主知識產權的SiC晶體生長和加工技術，建立晶體切割、研磨、拋光等加工生產線，大規模加工SiC晶片。目前，蘇州基地的設備已全部投入安裝調試，年內將擴大生長爐安裝數量以提高加工能力。未來五年，將形成20萬片SiC晶片的年產量，成為全球SiC晶片的主要供應商，2012年實現市場佔有額20%。

（5）業績預測

表3：天科合達SiC晶片項目業績預測

假設：1、在全負荷咿D下，每台生長爐年產晶片600片，毛利率為50%。

2、2009年晶片價格以促銷平均價計算，2010年後以低於預計國際均價的20%計算。

注：天富熱電持有天科合達的股份為51%

（6）小結

SiC作為發展中的第三代半導體材料，儘管目前全球市場競爭的態勢、未來價格的波動和公司的發展都存在一定的不確定性，但我們看好其廣闊的應用前景，將持續跟蹤公司產量、新產品的突破，期待公司成為中國大陸的Cree。