报告摘要：
1.SiC基功率器件代有望取代Si超基，超亿美元市场待开拓：根据Omdia预计，年全球功率半导体市场规模约为亿美元，至年将突破亿美元。当前功率器件仍以Si基为主，但SiC基器件低能量损耗、耐高压、耐高温等优良特性更适合功率器件使用，渐有取代Si基器件之势。
2.新能源汽车及光伏加速普及，SiC迎来大发展机遇：新能源车OBC、DC/DC、逆变器、充电桩，及光伏逆变器都需要大量使用功率器件。根据Yole年统计，当年全球SiC功率半导体市场规模为5.4亿美元，预计到年市场规模将达25.6亿美元。考虑到今年以来光伏接近平价进入普及拐点、新能源车销量明显提升，我们认为对SiC市场规模预测或应显著上修。目前已有部分车厂在OBC运用SiC器件，特斯拉也已在逆变器中采用全SiC模块。由于SiC的优良特性，其在高端汽车电子部件中相比Si基已有优势，预计~年将在更多车中搭载；光伏领域目前SiC器件占比仅10%，渗透率仍有巨大提升空间。
3.成本是SiC”基器件普及最大瓶颈，近年持续下降逐步接近“奇点”：目前SiC基器件价格仍较昂贵，各类器件为普通Si基器件的2.4~8倍，但相比前几年已大幅下降，年降幅高达36~46%。随着产能扩张摊薄固定成本、技术进步提高良率、拉速及有效长度，预计其成本将继续快速下降，其性价比拐点有望在~年到来。
1.功率器件超超亿美元市场，新能源车是主要增量
1.1.功率半导体是电路控制核心，市场规模超亿美元
功率半导体是电子装置电能转换与电路控制的核心，主要功能有变频、变压、整流、功率转换和管理等，75%以上的电能应用需由功率半导体器件进行功率变换以后才能供设备使用。
功率半导体可根据对电路信号的可控程度分为全控型、半控型和不可控型；按截流子类型分为单极型、多极型、混合型；按材料可分为硅基、第二代及第三代化合物衬底；按集成度分为分立器件、模组和功率IC。
功率半导体市场规模稳健增长，中国已成为最大需求市场。近年来，功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子拓展至新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场，市场规模整体呈现稳健增长态势。根据Omdia预测，年全球功率半导体市场规模约为亿美元，预计年市场随着新能源汽车普及以及疫情好转复苏强劲，整体市场规模将突破亿美元，至年全球功率器件市场将突破亿美元。
据IHSMarkit数据，中国目前已成为全球最大的功率半导体消费国。年市场需求规模达到亿美元，增速为9.5%，占全球需求比例高达35%，预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长，年市场规模有望达到亿美元。
1.2.下游应用领域广阔，新能源汽车驱动市场增长
从下游领域看，汽车电子、5G通信、家电及工业为功率器件主要应用市场。据Yole数据，年全球IGBT、MOSFET市场合计近亿美元，其中汽车电子相关需求为15亿美元，工业市场为11亿美元，计算及存储市场达到12亿美元，消费电子市场则达到13亿美元。
至年，IGBT与MOSFET整体市场规模有望增长至亿美元，其中汽车市场成长至19亿美元，其中EV/HEV增长最快，达18亿美元，工业则小幅增长至13亿美元、消费电子和计算存储则均为11亿美元，其中汽车电子尤其是新能源车普及带来的需求增量将成为市场增长的主要驱动因素。
1.2.1.新能源车及充电桩发展迅速，贡献功率器件最大增量
随着电动化程度提升，单台新能源汽车所需功率半导体规模增长迅速。年，单台MHEV（轻度混合动力汽车）平均需要价值美元的半导体组件，其中功率半导体占90美元；FHEV（全混合动力汽车）、PHEV（插电式混合动力汽车）以及BEV（纯全电池电动汽车）平均单台需要价值美元的半导体组件，其中功率半导体占美元，较轻度混合动力汽车提升美元。
根据英飞凌数据，若按照年全球销售万台MHEV以及共万台FHEV、PHEV和BEV进行测算，至年全球新能源汽车功率半导体市场规模约近80亿美元。
我国汽车充电桩将大幅放量，进一步推动功率半导体需求增长。根据中国储能网，年，充电基础设施增量为41.1万台，同比增加18.1%，新能源增量车桩比约为2.9:1，全国充电基础设施累计数量为.9万台，同比增加50.8%，新能源汽车累计销量达万辆，车桩比达到3.4:1。
年3月，根据国务院新闻发布会，中央预计年全年投资亿元左右建设充电桩，其中新增公共桩大约20万个，新增私人桩约40万个，新增公共充电站4.8万个。据高工产研电动车研究所（GGII），IGBT约占充电桩成本的20%，由此粗略估算，充电桩IGBT在年国内市场需求量近20亿。
根据中国汽车工业协会预测年汽车销量将达万辆，新能源车至少占比20%，则新能源车销量达万辆，保有量达近万辆，假设车桩比按3:1测算，车桩需求量超万个，相较目前累计保有量万个，其中功率半导体需求将是存量的5倍。
1.2.2.消费电子：手机快充和家电变频加速渗透
变频家电渗透率提升，随着节能高效政策的持续推进，家电变频化已然成为一种趋势。家电变频是通过IGBT、MOSFET、晶闸管等功率半导体改变家电的供电频率，从而调节负载，起到降低功耗，减小损耗的作用，整体节能达到20%-30%的效果，同时也起到降低噪声的作用。
根据IHS统计，年全球家电销量约为7.11亿台，其中可变频家电销量为2.44亿台，占比为34%。预计到年可变频家电销量将达到5.85亿台，占比达到65%。另据英飞凌测算，单台变频家电的功率半导体价值从传统定频家电的0.8美元成长为11.3美元，相差13倍，据测算全球家电功率半导体规模有望从年的31.4亿美元上升至年的68.6亿美元。
手机快充刺激功率半导体需求，随着电子产品的复杂性不断提升，充电器的功率也随之增大。快充的主要原理是提高充电电压或充电电流以达到高功率充电的目的，这一过程中需要MOSFET起到同步整流的作用，从而保证高电压充电的安全。GaN基MOSFET是目前快充功率半导体的发展趋势，它可以使充电器减少发热，缩小充电器体积。
2.SiC或是下一代功率器件衬底，成本瓶颈逐步缓解
2.1.SiC性能优势明显，是更佳衬底材料
随着半导体工艺及材料的发展，以SiC为代表的半导体材料在禁带宽度、击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面具有显著优势进一步满足了现代工业对高功率、高电压、高频率的需求，其主要性能优势如下：
1）低能量损耗。SiC具有3倍于硅的禁带宽度，使得SiC器件泄漏电流比硅器件大幅减少，从而降低功率损耗，同时SiC器件在关断过程中不存在电流拖尾现象，开关损耗低，大幅提高实际应用的开关频率。
2）耐高压。SiC击穿电场强度是硅的10余倍使得SiC器件耐高压特性显著高于同等硅器件。
3）耐高温。SiC相较硅拥有更高的热导率，使得器件散热更容易，极限工作温度更高。耐高温特性可以带来功率密度的显著提升，同时降低对散热系统的要求，使终端可以更加轻量和小型化。
SiC功率半导体的性能优势主要体现低关断损耗与导通损耗。通过两组实验对比可以发现，硅基IGBT、FRD模组在开关关断时会产生尾（tail）电流，因而产生不必要的开关损耗，使用SiCMOSFET、SBD的模组的关断损耗（Eoff）降低了88%。同时，因硅基IGBT的尾电流随温度升高而增加，在高温时损耗相较于SiCMOSFET将进一步加大；而硅基IGBT、FRD组成的模组在开关导通时，恢复电流（红色虚线圈起部分）是开关导通时的一大损耗，而在SiCMOSFET、SBD组成的模组中则几乎无相应波形，SiCMOSFET、SBD的模组与硅基IGBT、FRD的模组的导通损耗Eon相比降低了34%。
同时，由于SiC有较高的禁带宽度，SiC功率器件可承受较高的电压和功率，其器件体积可变得更小，约为硅基器件的1/10；此外同样由于其高禁带宽度，SiC器件可进行重掺杂，SiC器件的电阻将变得更低，约为硅基器件的1/。
SiC晶片在生长时根据掺杂不同可分为导电型及半绝缘型，导电型晶片用于生长SiC外延，主要用于制造功率器件，下游应用于新能源汽车及光伏；半绝缘型晶片用于生长氮化镓外延，主要用于制造微波射频芯片，应用于5G、通讯等。
2.2.成本是主要瓶颈，下降趋势明显
目前各类SiC器件比成本仍比Si基器件高2.4~8倍，但受下游扩产及电动车需求逐步增加，年降幅达36~46%，逐步接近商业化应用。
根据CASA统计，SiC二极管中耐压V-V的SiCSBD，年底的平均价格是1.82元/A，较年底下降了35.92%，与Si器件的差距缩小到2.4倍左右；0V的SiCSBD的均价降至4.09元/A，较年下降了45.76%，但与Si器件的差距仍然保持在5倍左右，耐压V-V的SiC晶体管在年底的平均价格是2.44元/A，较年底价格下降了46.4%，与Si器件的差距由12倍缩小到8倍左右。
耐压0V的SiC晶体管的价格降价明显，降至3.9元/A，较年底下降了45%，与Si器件的差距仍然保持在6倍左右。
我们预计~年为达到SiC达到合理性价比的关键节点，主要原因在于：
1）根据Cree
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