Wolfspeed-全球第三代半导体龙头.pdf

Wolfspeed（WOLF.US）首次覆盖报告全球第三代半导体龙头全球第三代半导体龙头第2页投资核心要点行业：行业：第三代半导体材料随着扩产价格逐渐下降/主要下游领域新能源车市场越来越多车企应用第三代半导体材料/其他领域(如光伏、充电桩、轨交等)需求增加公司：公司：Wolfspeed作为全球第三代半导体龙头，在衬底技术及产能方面领先同业，受益于下游新能源汽车、光伏、充电桩等应用第三代半导体加速。中长期业务成长逻辑：中长期业务成长逻辑：1)Wolfspeed衬底、外延市占率第一，具备定价权2)Wolfspeed材料产能领先，到2026年相关产能优势明显3)Wolfspeed资本开支计划高于同业，在第三代半导体领域专利数量领先盈利预测：盈利预测：我们首次覆盖Wolfspeed（WOLF.US），基于Wind过去三年预测市销率（详见第3页），参考以往估值中枢，我们认为可给予11x-12x 2024年P/S(市销率)，约177亿至193亿美元市值为合理区间，对应股价143美元至156美元，较10月14日收盘价97.59美元有约47%至60%的上行空间。主要风险：主要风险：1)宏观环境的风险：全球宏观经济波动导致企业、疫情导致全球经济长周期下行风险；2)产品&技术迭代不及预期的风险：新产品市场接受度不及预期导致销售下降风险、产品更迭导致成本无法降低、利润力下降、运营受冲击等风险；3)供给需求端的风险：无法平衡客户需求和产能的风险、供需不均导致定价策略的风险、产能拓展不及预期的风险；4)市场相关风险：产品营销渠道无法维持及拓展的风险。hZlYpYrUgUfWlXeVzWsVoP6MbP9PmOpPsQoMkPnMmMfQoPzR6MmMxPvPsOyQvPmPyR第3页估值 预测市销率历史区间预测市销率区间资料来源：Wind，截至10月14日PART 01PART 01行 业 分 析行 业 分 析industryanalysis第5页行业概览-碳化硅（SiC）简介及特点什么是碳化硅？由碳元素和硅元素组成，本质上是化合物半导体材料，和氮化镓（GaN）同属于宽禁带半导体（国内分类为第三代半导体）范畴，在部分领域（如：功率器件）可对前两代半导体材料实现替代，但无法实现完全替代。碳化硅材料特点：同第一代以硅、锗为代表的单元素半导体和第二代以砷化镓、磷化铟为代表的化合物半导体相比，碳化硅具有卓越的物理性质，可满足在高压（高击穿电场强高压（高击穿电场强度、高禁带宽度）、高温（高热导率、高禁带宽度）、高频（高饱和电子漂移速率）度、高禁带宽度）、高温（高热导率、高禁带宽度）、高频（高饱和电子漂移速率）等环境下工作的需求并拥有更高的功率密度和更低的导通损耗更高的功率密度和更低的导通损耗。同第四代以氧化稼、金刚石为代表的超宽禁带半导体相比，碳化硅的技术相对更为成熟，良率处于较快提升期，成本下降趋势明显，商业化前景广阔。而氧化稼虽然拥有更宽的禁带，但其导热性差并且面临P型掺杂难度大等问题，目前仍处于发展的早期阶段，对良率和成本的控制较差；根据日本NCT公司预测，2030年氧化稼晶圆的市场规模约为4.2亿美元，从规模上看短期和中期不具备对碳化硅的大规模替代。金刚石在材料、器件等领域仍有众多问题需要攻克，目前不具备商业化条件。资料来源：宽禁带半导体高频及微波功率器件与电路，赵正平著、天岳先进招股说明书、公开资料整理指标参数指标参数硅（第一代）硅（第一代）砷化镓（第二代）砷化镓（第二代）碳化硅（第三代）碳化硅（第三代）氮化镓（第三代）氮化镓（第三代）氧化稼（第四代）氧化稼（第四代）金刚石（第四代）金刚石（第四代）禁带宽度（eV）1.121.433.23.44.8-4.95.5饱和电子漂移速率（107cm/s）1.01.02.02.51.11.5-2.7(电子）0.85-1.2（空穴）热导率（W cm-1K-1）1.150.544.01.30.2722击穿电场强度（MV/cm）0.30.43.53.3810半导体材料特性对比第6页市场空间资料来源：Yole、GaN RF Market:Applications,Players,Technology,and Substrates 2021碳化硅：根据Yole，2021年全球碳化硅功率半导体市场规模为10.9亿美元，2027年该规模为62.97亿美元，2021-2027年总市场规模CAGR为34%。细分来看，2021年应用于汽车领域的规模为6.85亿美元，占比约63%，2027年该规模为49.86亿美元，占比约79%；2021-2027年汽车领域CAGR为39%；由于传统燃油车缺乏应用场景和需求，因此新能源车是碳化硅最主要的应用领域，也是增速最快的领域。氮化镓：2020年全球氮化镓器件市场规模约8.91亿美元，2026年约24亿美元，2020-2026年CAGR为18%。2021-2027年全球碳化硅功率器件市场规模(百万美元)2020-2026年全球氮化镓器件市场规模(百万美元)第7页产业链分析-总览资料来源:天科合达招股说明书，公开资料产业链上游为材料厂商，可进一步细分为衬底和外延；中游为器件厂商，具体包括碳化硅器件的设计、制造、封测；下游为各领域中的应用厂商，包括新能源车企、光伏企业等。一种材料，两种衬底：一种材料，两种衬底：碳化硅衬底可分为导电型衬底和半绝缘型衬底，在前者的基础上可生成碳化硅同质外延片并最终用于功率器件的制造，而在后者的基础上只能生成氮化镓外延片并最终用于射频器件的制造。原则上衬底和外延使用同一种材质（避免晶格失配，提高外延膜质量），但是由于氮化镓衬底制备的高成本，目前氮化镓器件普遍采用异质衬底制备，主要包括蓝宝石、碳化硅、硅。根据Yole，2026年全球氮化镓器件市场规模约为24亿美元，2020-2026年CAGR为18%，规模和增速较碳化硅功率器件偏低，考虑到蓝宝石和硅等其他衬底的应用分散了半绝缘型碳化硅衬底的市场，我们认为以导电型衬底为基础的功率器件路线是更优质的赛道我们认为以导电型衬底为基础的功率器件路线是更优质的赛道。碳化硅产业链第8页产业链分析-衬底资料来源：CASA、天岳先进招股说明书衬底是整个产业链中价值量占比最大的环节，占碳化硅器件成本的比重达衬底是整个产业链中价值量占比最大的环节，占碳化硅器件成本的比重达47%47%。从制造流程上看，首先需要将高纯碳粉和硅粉按比例在高温下进行合成为碳化硅粉，再通过特定工艺进行晶体生长形成碳化硅晶锭并进一步加工形成晶棒，在晶棒的基础上进行切割形成晶片，最后经过研磨、抛光、清洗等步骤形成衬底。从衬底制备的上游看，碳粉和硅粉是核心材料，但占原材料采购金额的比重较低，为10%左右，约70%以上的原材料成本被石墨件（寿命1-2个月）、石墨毡（寿命3-4个月）等耗材（主要为热场和保温材料）占据。硅粉方面，相关海外厂商主要为德国瓦克；碳粉方面，相关海外厂商主要为日本东洋碳素和德国西格里；目前国内厂商在这两个领域均有所建树，可以保证材料的自主可控，天岳先进的碳粉采购100%为国产。石墨件和石墨毡方面海外厂商优势更加明显，尤其在石墨毡领域，国内衬底厂商几乎完全依赖进口。47%23%19%6%5%衬底外延前段研发费用其他碳化硅衬底制备流程碳化硅器件成本拆分第9页产业链分析-衬底资料来源：天科合达招股说明书、公开资料整理衬底是整个产业链中壁垒最高的环节，衬底的质量直接决定器件性能。壁垒主要体现在工艺工艺上：单晶生长：1）长晶速率慢长晶速率慢：采用目前主流的PVT法，每小时晶棒厚度仅能生长0.2-0.4mm，不到硅晶生长速度的1/100；2）晶型控制晶型控制：碳化硅约有200多种同质异构结构的晶型，真正能用于中游器件生产的晶型只有几种（以6方结构的4H型为代表），要求对工艺精度（配方占比、温度梯度、气流气压等）有极为严格的把控；3）温场控制：碳化硅长晶需要在2500C高温下进行，目前主要通过感应线圈进行加热，对温度的均一性要求高；而硅晶生长过程中单晶炉内的温度主要控制在1500C左右。晶棒切割：碳化硅硬度高，莫氏硬度仅次于金刚石，因此材料非常脆，不易切割，2cm厚度的碳化硅晶锭切割至少需要100小时，效率低下；晶片厚度薄，切磨会有较大损失。制备方法制备方法物理气相运输法（物理气相运输法（PVTPVT）高温化学气相沉积法（高温化学气相沉积法（HTCVDHTCVD）溶液转移法（溶液转移法（LPELPE）原理高温下升华再结晶特殊气体反应碳硅溶液共溶长晶速度（mm/h）0.2-0.40.3-1.00.5-2优点技术最成熟，商业化的主流，技术最成熟，商业化的主流，过程简单缺陷少生长成本低，缺陷密度低缺点长晶速度慢，难以控制缺陷设备昂贵，成本高对材料有更高的要求物理气相传输法生长碳化硅晶体示意图碳化硅衬底制备方法第10页产业链分析-外延资料来源：芯TIP、碳化硅芯观察外延环节占碳化硅器件成本的比重占碳化硅器件成本的比重约为23%，同衬底相比，技术壁垒偏低。外延指在衬底上生长一层单晶材料，使晶格排列整齐，降低缺陷密度，提高功率器件的稳定性。外延厚度决定电压，1m厚度对应100V左右。电压越高，厚度增加，制备难度越大，通常600V的低压器件需要6 m厚的外延层，1200-1700V的中压器件需要10-15 m的外延层。工艺方面，CVD（化学气相沉积法）是最普遍的制备方法，其原理是将衬底加热后通入反应源气体SiH4和C3H8，当反应源气体被热分解成单个原子或原子团后，通过扩散和迁移最终于衬底表面沉积薄膜。碳化硅外延片关键参数第11页产业链分析-器件资料来源：碳化硅芯观察器件包括设计、制造、封装三大环节，三大环节占碳化硅器件成本比重约为25%-30%。从产品种类来看，主要包括SiC二极管、SiC MOSFET两种分立器件、集SiC二极管同SiC MOSFET于一体的SiC模块以及将SiC二极管同Si IGBT集成的SiC混合模块四种产品。SiC MOSFET主要用来替代Si IGBT，目前有2种技术路线：平面型（平面型（WolfspeedWolfspeed、意法半导体主推）和沟槽型（英飞凌和罗姆主推）、意法半导体主推）和沟槽型（英飞凌和罗姆主推）；安森美的前三代技术均为平面型，下一代将会进入沟槽型的设计。目前平面型的技术更为成熟，是市场主流。对比Si MOSFET的发展，沟槽型比平面型有显著的性能提升，但是目前由于SiC MOSFET栅极氧化层在实际工作中易被击穿且可靠性较差，沟槽型并没有显示出优势；而平面型仍能在现有技术上不断迭代，性能提升仍有空间；从长期看，沟槽型将会成为主流和各大厂商发力的重点。平面型平面型沟槽型沟槽型优势工艺简单，单元一致性较好，雪崩能量较高单元密度增加，没有JFET效应，寄生电容更小，开关速度快，开关损耗更低，导通电阻可被大幅降低劣势易产生JFET效应，增加通态电阻；寄生电容较大工艺复杂，单元一致性较差碳化硅器件设计技术路径平面型与沟槽型优劣势对比第12页竞争格局资料来源：Wolfspeed、Yole衬底：Wolfspeed是绝对的龙头，占据62%的市场份额，高意和被罗姆收购的SiCrystal市占率分别为14%和13%，国内企业天科合达占有4%的全球份额，位居全球第五。外延：形成Wolfspeed和Showa Denko的双寡头格局，两家企业分别占据52%和43%的市场份额，形成寡头垄断。器件：意法半导体先发优势明显（较早绑定下游客户），全球份额稳定在42%；功率半导体龙头英飞凌的市场份额提升较快，从2020年的16%提高到2021年的23%；安森美重点发力碳化硅，未来可能是破局的黑马，公司给出的指引显示2022年碳化硅业务将会是2021年的3倍，2023年碳化硅业务总营收为10亿美元，对比来看，意法半导体给出的指引为2023年碳化硅业务营收达10亿美元，英飞凌的指引则为2025年碳化硅业务营收达10亿。42%42%16%23%16%15%15%10%8%7%4%3%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%202020212021-2022全球碳化硅器件市占率意法半导体英飞凌Wolfspeed罗姆安森美Mitsubishi Electric62%14%13%5%4%2%2021年全球导电型碳化硅衬底市占率Wolfspeed高意（原-）SiCrystalSK Siltron天科合达其他52%43%5%2020年全球碳化硅外延片市占率Wolfspeed昭和电工其他第13页行业驱动力资料来源：Wolfspeed、天岳先进招股说明书技术进步（降本、提高良率）：扩径：碳化硅晶圆尺寸的迭代成为降本的主要途径，扩径：碳化硅晶圆尺寸的迭代成为降本的主要途径，尺寸从上世纪90年代的1英寸逐渐演进为8英寸（200mm），尺寸越大，单片晶圆可切割的die越多，同时边缘损耗越少。目前6英寸仍是主流尺寸，2022年4月Wolfspeed的全球首个8英寸碳化硅晶圆厂小批量生产。长晶：中科院物理所和日本住友等推进LPE法的研究，LPE法对温度要求低，仅为1000C左右，长晶速度更快。切割：未来激光剥离技术取代目前的多线切割会使效率高2-3倍，英飞凌通过开发冷裂技术减少晶锭在切割过程中的材料损失，预计2024年可以商业化。应用领域拓展，新能源成主要商业化落地场景：2001年英飞凌推出全球首个碳化硅SBD以来，碳化硅始终没有找到可以大规模商业化的场景，随着2018年特斯拉首次在Model 3上使用碳化硅模块，碳化硅产业化速度明显加快，随着随着800V800V高压平台陆续上车，碳化硅的需求会出现爆发。高压平台陆续上车，碳化硅的需求会出现爆发。碳化硅衬底扩径后利用率提升Wolfspeed碳化硅衬底尺寸演进第14页供需分析-供给端厂商厂商产线规格产线规格产能产能&规划规划Wolfspeed6英寸预计2022年折合成6英寸衬底产能为85万片8英寸2022年纽约工厂小规模供货，2024年达产；2022年9月宣布投入10亿美元在美国北卡查塔姆新建8英寸工厂，提升现有衬底产能超10倍高意6英寸2020年计划未来五年产能提高10倍8英寸预计2024年量产罗姆6英寸预计2025年产能30-40万片/年8英寸预计2023年量产意法半导体8英寸投资数亿欧元，在意大利卡塔尼亚新建8英寸衬底工厂，目标2024年实现40%碳化硅衬底的自主供应天科合达4&6英寸已有产能6-7万片/年，产能规划超50万片/年8英寸仍在研发中碳化硅衬底作为紧缺材料，由于产能有限，而下游需求旺盛，目前处于供不应求的状态。Wolfspeed、高意、罗姆三家衬底大厂纷纷加码衬底产能建设，抢占市场先机。2022年9月公告将在美国建设号称世界上最大的碳化硅衬底工厂，建成后现有产能将扩大10倍；预计一期工程2024年完成。从供给规格来看，全球目前共有13家企业或机构成功研发8英寸碳化硅衬底，但能够量产的比例偏低，未来衬底会从6英寸逐渐向8英寸过渡，但短期将仍以6英寸供给为主。资料来源：公开信息整理、2022碳化硅（SiC）产业调研白皮书、行家说三代半8英寸碳化硅衬底研发进展及量产时间全球主流厂商碳化硅衬底产能及规划第15页供需分析-需求端之新能源车资料来源:罗姆、天科合达招股说明书、碳化硅芯观察碳化硅应用领域碳化硅应用领域SiCSiC VS SiVS Si效果提升效果提升电驱逆变器输出功率可增至2.5倍体积缩小1.5倍功率密度为原有的3.6倍车载充电机（OBC）系统成本减少15%能量密度是Si系统1.5倍通过减少损耗每年可减少单位成本40美元左右DC/DC转换器开关频率提升4倍以上功率密度提升3倍以上系统平均密度大于97%，最高效率可达99%碳化硅在新能源车上的应用主要体现在三大领域，分别为电驱逆变器、车载充电机（电驱逆变器、车载充电机（OBC OBC）和）和DC/DCDC/DC转换器转换器，其中SiC电驱逆变器单车价值量约为500美元，OBC约为50美元，DC/DC约为20美元。根据Yole，2027年碳化硅电驱逆变器市场空间为44.1亿美元，占据车规级碳化硅市场的份额达88.6%，是最主要的应用场景。由于碳化硅耐高温的特点，因此对于配套热处理系统的需求降低；其能适应高频工作环境的特点使得能够减少配套被动元器件的数量；其体积更小，重量更轻，能够提高整车轻量化。而硅基IGBT属于双极型器件，开关损耗和单位面积导通电阻大。根据罗姆，碳化硅方案下电驱逆变器的尺寸减少43%，重量降低6kg。根据Wolfspeed测算，电驱逆变器用SiC MOSFET取代Si IGBT后，续航提升续航提升5%5%-10%10%，单车可节省400-800美元电池成本，减去使用碳化硅器件的增量成本200美元后，单车成本可最终下降200-600美元。同规格碳化硅器件与硅器件对比碳化硅基与硅基器件性能对比第16页需求分析-需求端之新能源车高压环境下，碳化硅表现更优；800V+SiC800V+SiC成最佳拍档成最佳拍档。根据意法半导体的测算，在400V条件下，使用碳化硅器件能够带来2%-4%效率提升，而在750V条件下，性能提升幅度上升到3.5%-8%。英飞凌的测试数据也显示，同400V平台下Si IGBT相比，同等电压情况下SiC MOSFET能耗降低63%，WLTP工况下节能6.9%；而当电压升到800V后，SiC MOSFET能耗降低69%，WLTP工况下节能7.6%。新能源车从400V电压平台升级为800V是大势所趋，目前主流车企均宣布布局800V电压平台（奔驰、大众、通用、现代、特斯拉、比亚迪、吉利、蔚来、小鹏、理想、东风、广汽等），小鹏G9是国内首个搭载800V平台且使用碳化硅电控的车型。资料来源:意法半导体、英飞凌碳化硅器件在汽车上提升性能同规格碳化硅器件与硅器件对比第17页需求分析-需求端之新能源车资料来源:Yole、各公司官网、公开资料整理车型车型/平台平台厂商厂商电驱逆变器电驱逆变器SiCSiC模块模块供应商供应商电压电压发布时间发布时间Model 3特斯拉意法半导体400V2018年Model Y特斯拉意法半导体400V2020年Model S/X特斯拉意法半导体400V2021年汉EV比亚迪比亚迪半导体569.6V2020年唐EV比亚迪比亚迪半导体612V2021年海豹比亚迪比亚迪半导体800V2022年G9小鹏Wolfspeed、英飞凌800V2022年ES7/ET7蔚来安森美358V2022年Smart精灵#1吉利芯聚能、罗姆400V2022年Mach E福特Borgwarner450V2021年Ioniq5现代英飞凌800V2021年根据IDTechEX预测，全球新能源车碳化硅电驱渗透率在2025年将达40%，2030年会进一步提升到50%。特斯拉首次在Model 3电驱逆变器上使用ST提供的碳化硅模块后，在Model Y/S/X等车型上也陆续展开应用。比亚迪于2020年在汉EV旗舰车型的电驱逆变器使用碳化硅模块，仅次于特斯拉成为全球第二家应用碳化硅电驱逆变器的汽车厂商，之后在比亚迪唐和海豹等车型上均有所应用，公司通过旗下半导体子公司自研碳化硅模块，受限于产能获取于2020年底宣布自建产线。蔚来ES7/ET7/ET5、小鹏G9的电驱逆变器均使用外部供应商提供的碳化硅模块，理想与三安光电合资展开碳化硅领域的研发和制造并计划2024年投产。车企布局碳化硅情况新能源车使用碳化硅逆变器情况第18页需求分析-需求端之光伏资料来源:Electronic Products、阳光电源光伏领域，碳化硅器件可实现对光伏逆变器中Si二极管和Si IGBT的替代，提高转化效率。根据Electronic Products，在50kW功率下，SiC MOSFET较Si IGBT有1%CEC效率的提升和0.8%峰值效率的提升，逆变器重量从173kg降低为33kg，功率密度从0.3kW/kg提高到1.5kW/kg，体积从0.41m3降低为0.09m3。阳光电源2013年首次将碳化硅二极管应用于逆变器，2014年推出应用SiC MOSFET的产品，2017年推出碳化硅模块逆变器。英飞凌、安森美、富士电机等海外供应商在该领域进展较快，例如：富士电机2014年量产采用SiC MOSFET方案光伏逆变器，适用于兆瓦级光伏电站。根据CASA，2025年全球碳化硅光伏逆变器渗透率将达50%，2048年进一步提高到85%。碳化硅在光伏逆变器中提升效率阳光电源碳化硅应用情况第19页需求分析-需求端之充电桩资料来源:美国汽车工程师协会、安森美充电焦虑长期以来成为行业痛点，充电桩在应用碳化硅功率模块后充电效率会得到较大提升。根据安森美的数据，碳化硅方案较传统硅基方案体积可缩小10倍，能量损耗减少60%，可实现99%的峰值效率。根据美国汽车工程师协会的分类，目前全球市场上现有充电桩多为Level 1和Level 2，功率低且充电时间慢。未来随着功率的增加，充电桩逐渐向Level 3和Level 4渗透，而大功率充电对于设备散热要求高，对于碳化硅的需求将增加。800V电压平台新能源车的落地需要搭配高功率快充桩，现存充电桩大多只能支持400V电压新能源车的充电需求。电动汽车充电桩的建设会持续加快推进。以中国为例，根据EVCIPA，2020年中国车桩比为2.93，但据2015年国务院提出1：1的车桩比战略目标仍有较大提升空间。电动汽车充电桩种类第20页需求分析-需求端之轨交资料来源:2021第三代半导体调研白皮书、微信公众号行家说三代半碳化硅在轨道交通的应用主要在车辆的牵引变流器上。传统硅基IGBT的功率和开关频率很难再有突破，碳化硅器件可提高开关频率、功率密度、减少开关损耗。中车株洲研发并应用于深圳地铁1号线的碳化硅牵引电机实际工作中同硅基IGBT比可减少10%综合能耗，在中低速段噪声下降5分贝以上，温升降低40C以上。根据中国城市轨道交通协会的数据，2019年全国城轨交通总电能耗152.6亿度电，如果全部采用碳化硅方案，可节省15.26亿度电，省电比例约10%。海外方面，德国和日本在商业化落地上进展较快。西门子于2021年12月公布其碳化硅有轨电车测试结果并即将批量投产；2021年11月JR东日本横滨分公司正式商业运营搭载碳化硅的E131 Series500系列列车。国内地铁采用碳化硅技术概况PART 02PART 02公司基本情况公司基本情况BasicSituation第22页公司发展史及商业模式初创阶段LED与照明时期战略转型期1987年在美国北卡罗来纳州创立1989年推出全球第一个蓝色LED1991年推出全球第一片商用碳化硅衬底1993年在纳斯达克上市，代码为CREE1998年推出全球第一个碳化硅基 GaN HEMT2002年发布首个600V商用SIC JBS 肖特基二极管2000年首次展示具有创纪录功率密度的GaN-on-SiC MMIC 2006年推出业界首个照明级LED2007年收购LED制造企业COTCO2008年收购LED照明龙头LED Lighting Fixtures2009年推出首批IPx5级SMD LED用于视频屏幕2011年收购户外照明公司Ruud Lighting2011年发布业内首个商用 SiC MOSFET2012年推出第一款面向大众市场的灯泡Wolfspeed时期资料来源：公开资料整理2014年成为美国国防部GaN代工厂2015年展示8英寸碳化硅衬底2018年以3.45亿欧元收购英飞凌射频业务2018年推出符合汽车AEC Q101 标准的商用SIC MOSFET2019年发布XM3功率模块平台2019年成为大众集团FAST碳化硅项目独家合作伙伴2019年出售照明业务2021年出售LED业务2021年11月更名WOLFSPEED，转至纽交所上市(代码WOLF)2022年4月位于纽约州的8英寸SiC 晶圆厂(全球最大)投产2022年5月于FY22Q3业绩会上宣称将再建一座晶圆厂，预计投入规模超过莫霍克工厂2022年9月外媒报道Wolfspeed 将投资高达 50 亿美元建造其声称将成为世界上最大的碳化硅(SiC)材料工厂，以加强其对电动汽车(EV)未来关键的半导体供应。第23页历史沿革历史沿革公司创立的背景，发展的重要事件等股东结构分析股东结构分析输入与标题相关的描述，字体建议为微软雅黑或微软雅黑Light。0104公司介绍-管理层与股权结构姓名姓名年龄年龄职位职位加入加入公司时间公司时间教育背景教育背景简介简介Gregg A.Lowe60总裁、CEO2017年9月罗斯霍曼理工学院硕士学位，并且在斯坦福大学完成了高管课程。从2012年6月至2015年12月担任飞思卡尔半导体的总裁、首席执行官，在职期间领导力公司与NXP的成功合并。在加入飞思卡尔半导体之前，Gregg在德州仪器工作了28年，担任高级副总裁和模拟业务负责人。Neill Reynolds47CFO2018年8月波士顿学院的学士学位曾任NXP公司财务、战略和采购高级副总裁，成功领导团队制定和执行战略计划并实现增长和利润目标。此前，Neil亦作为通用电气管理团队一员，担任部门首席财务官职位，拥有丰富的行业经验。John Palmour58CTO1987年美国北卡罗来纳州立大学材料科学与工程学士和博士学位电机电子工程师学会院士美国国家工程院院士公司创始人之一。领导公司功率器件和微波射频器件的开发工作在第三代半导体电子器件设计和制造领域共发表了386篇科技著作，拥有81项美国专利。Cengiz Balkas51材料部门高级副总裁兼总经理2006年北卡罗来纳州材料科学与工程博士学位2002年创立了Intrinsic，该公司2006年被Wolfspeed(当时cree)收购后加入。曾任碳化硅材料公司Sterling半导体的总经理兼技术总裁，在碳化硅和第三代半导体的研发和商业化方面拥有超过20年的经验。Jay CameronN/A功率器件副总裁兼总经理职位2018年5月密歇根大学电气工程学士学位和硕士学位具备全球不同行业的多元化技术背景，包括个人电子、汽车、工业、电信等领域。Gerhard WolfN/A射频器件副总裁兼总经理职位2018年3月德国慕尼黑工业大学电气工程硕士学位在半导体行业有超过20年的工作经历，曾在英飞凌担任射频功率产品线副总裁兼总经理8年，并在欧洲、德国和奥地利担任多个管理职位。资料来源：公开资料整理第24页股权结构方面，前十大股东都是机构投资者。占整体持股约65.96%。其中，Captial Group持股比例从2017年不足5%一直逐年增持到现时的23.68%。前十大股东持股情况及管理层持股情况资料来源：彭博、WIND，截至2022年10月14日Wolfspeed股东持股变化第25页基本面分析-业务分类功率器件(Power):Wolfspeed提供碳化硅基功率芯片、分立器件及模组产品，以满足新能源汽车、工业及能源等领域中高能源转换效率、高功率密度及高电压的应用需求。材料(Materials):Wolfspeed提供SiC和GaN基的衬底及外延 片材料，其中包括用于功率半导体的N型SiC导电衬底、用于射频器件的SiC半绝缘衬底、SiC N型/P型外延片及GaNAlInNInGaN外延片。射频器件(RFPower):Wolfspeed提供SiC基GaN射频器件，具体包括GaN-on-SiC功率放大器(PA)、GaN HEMT等产品，主要用于5G通信系统及雷达等通信领域，以实现高频率、高功率密度的通信应用需求。资料来源：公开资料整理、公司财报Wolfspeed不仅在器件端打造了设计、制造、封测及销售的IDM模式，亦在衬底、外延环节自主生产，成为了全球最大的碳化硅衬底供应商。整体形成了从材料到器件的IDM+全产业链模式。由于2022财年开始加大功率器件对车企的供给，功率器件业务占比超过材料业务成为第一大业务。Wolfspeed2022财年各项收入占比39%37%24%功率器件碳化硅材料射频器件第26页主营业务回顾及分析-碳化硅材料碳化硅材料包括衬底和外延，Wolfspeed的材料收入主要来自于衬底。Wolfspeed材料产品包括：碳化硅裸晶圆、外延片、碳化硅晶圆上的外延层。Wolfspeed与器件供应商们达成的长期晶圆供应协议的最新总额已经超过 13 亿美元。资料来源：Wolfspeed官网、公司财报200.5236.6273.8470.7525.6746.243%45%37%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%0.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.02020A2021A2022A材料收入(百万美元)总收入(百万美元)占总收入比率Wolfspeed2020-2022财年材料收入占比变化Wolfspeed碳化硅材料外供客户第27页主营业务回顾及分析-功率器件资料来源：公开资料整理、公司财报、英飞凌公司官网135.7146.8291.3470.7525.6746.229%28%39%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%0.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.02020A2021A2022A功率器件(百万美元)总收入(百万美元)占总收入比率公司名称功率器件客户车型Wolfspeed通用汽车/福特汽车/小鹏Utium/Mach E/G9意法半导体特斯拉Model 3/Y/S/X英飞凌现代/北汽新能源/小鹏IONIQ5/极狐/G9Wolfspeed在功率器件领域暂时优势并不明显，主要在车规级领域的验证不及意法半导体，切入器件时间不及英飞凌，SiC MOSFET 技术未来或是沟槽型主导。但制作器件必不可少的需要衬底和外延，也是未来决定器件价格及品质的关键，因此，掌握衬底和外延技术领先的Wolfspeed有争夺市占率的潜力。Wolfspeed功率产品包括：碳化硅肖特基二极管、分离式MOSFET器件、功率模块、栅极驱动板。Wolfspeed2020-2022财年功率器件收入占比变化Wolfspeed2020-2022财年功率器件客户第28页主营业务回顾及分析-射频器件资料来源：公开资料整理、复星恒利证券134.7142.1181.1470.7525.6746.229%27%24%22%23%24%25%26%27%28%29%0.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.02020A2021A2022A射频器件(百万美元)总收入(百万美元)占总收入比率Wolfspeed在射频器件领域的切入是2018年以3.45亿欧元收购英飞凌射频业务。Wolfspeed射频产品包括：主要包括 28V、40V、50V 宽带应用场景的 GaN HEMT 器件以及适用于不同波段的碳化硅基氮化镓和 LDMOS 功率晶体管的产品组合。Wolfspeed所在的射频器件市场竞争十分激烈，射频器件所用的半绝缘型衬底壁垒没有功率器件所用的导电型衬底高。35%33%30%3%2020年全球半绝缘型碳化硅衬底市占率高意Wolfspeed天岳先进其他40%24%20%16%2020全球氮化镓射频器件竞争格局日本住友WolfspeedQorvo其他Wolfspeed2020-2022财年射频器件收入占比变化第29页基本面分析-财务指标总收入及逐渐剥离照明及LED业务的Wolfspeed收入020040060080010001200140016002018A2019A2020A2021A2022A总收入(百万美元)Wolfspeed收入(百万美元)28%34%29%32%36%0%5%10%15%20%25%30%35%40%2018A2019A2020A2021A2022A28%29%39%53%48%0%10%20%30%40%50%60%2018A2019A2020A2021A2022A经调整毛利率经调整三费费用率2%6%-5%-16%-8%-20%-15%-10%-5%0%5%10%2018A2019A2020A2021A2022A经调整净利率资料来源：公司财报、复星恒利证券第30页同业对比-财务指标收入增速毛利率研发费用率净利率资料来源：彭博、WIND、公司财报、复星恒利证券-20%0%20%40%60%80%100%FY2018FY2019FY2020FY2021FY2022Wolfspeed高意罗姆意法半导体英飞凌安森美0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%FY2018FY2019FY2020FY2021FY2022Wolfspeed高意罗姆意法半导体英飞凌安森美-120%-100%-80%-60%-40%-20%0%20%40%FY2018FY2019FY2020FY2021FY2022Wolfspeed高意罗姆意法半导体英飞凌安森美0%5%10%15%20%25%30%35%40%FY2018FY2019FY2020FY2021FY2022Wolfspeed高意罗姆意法半导体英飞凌安森美第31页竞争优势Wolfspeed衬底、外延市占率第一，具备定价权Wolfspeed是首家掌握8英寸量产技术并建设对应晶圆厂的公司。碳化硅衬底从样品到稳定批量供货大约需要5年时间。Wolfspeed研发碳化硅衬底材料早于同业，因其制程复杂，良率不易控制，因此壁垒随年月提高。衬底和外延占据器件成本约70%，Wolfspeed在当中的市占率均第一。62%14%13%5%4%2%Wolfspeed高意SiCrystalSK Siltron天科合达其他衬底8英寸衬底良率Wolfspeed1991年推出全球第一片商用碳化硅衬底2015年展示8英寸碳化硅衬底6英寸衬底70%其他同业1997年Nippon、SiCrystal才有相关产品高意展示更早，但8英寸厂量产时间不及Wolfspeed均低于70%，其中，国内厂商天岳先进和天科合达约50%2020年全球碳化硅外延片市占率Wolfspeed对比同业2021年全球导电型碳化硅衬底片市占率资料来源：公开资料整理、复星恒利证券52%43%5%Wolfspeed昭和电工其他第32页竞争优势产能领先Wolfspeed预计2024年年产123万片，规划产能与落地时间皆领先同行。与其他国际厂商相比，公司扩产速度明显高于同行业水平，在2025年其他厂商产能落地前将保持领导地位。资料来源：公开资料整理，复星恒利证券公司目标产能（万片/年）时间Wolfspeed85/1232022/2024高意1002027SK集团602025罗姆30-402025住友矿山122025Wolfspeed对比同业产能第33页竞争优势资本开支公司公司碳化硅相关资本开支碳化硅相关资本开支增产详细计划增产详细计划Wolfspeed29亿美元，2020-2024年，(将计划50亿美元，至2030年)其位于美国纽约州莫霍克谷（Mohawk Valley）的SiC制造工厂扩产，同时考虑再该厂附近再造新厂高意宣布10亿美元碳化硅投资计划，有提及这是未来十年计划在美国宾州伊斯顿和瑞典希斯塔扩厂，预计到2027年伊斯顿工厂6英寸碳化硅衬底年产能达100万片，8英寸衬底占比逐渐增加罗姆600亿日圆等值(4.15亿美元，按即时汇率)，21-25年在日本九州的筑后市建立新工厂，期望产能是21年的5倍意法半导体9亿美元，2022年发展在意大利卡塔尼亚和新加坡6寸碳化硅的厂计划在今年产能对比2020年是2.5倍，2025年是今年的1倍安森美计划今年及明年收入的12%作为资产开支，2025年降至9%，仅部分作为碳化硅相关开支，21年收入67亿。扩产200mm 碳化硅GTAT工厂英飞凌等值20亿美元扩产马来西亚工厂的碳化硅及氮化镓产能资料来源：公开资料整理，复星恒利证券Wolfspeed与同业在碳化硅相关的资本开支对比Wolfspeed近期宣布将投资高达 50 亿美元建造世界上最大的碳化硅(SiC)材料工厂，在碳化硅相关的资本开支方面，远胜同业。第34页竞争优势专利数量资料来源：Patent Result、公开资料整理，复星恒利证券根据日本专利公司Patent Result的报告显示，W