碳化硅行业跟踪报告之一：充分受益AI数据中心及AR眼镜等行业增长 天岳先进进入业绩快速增长期

　　一、 受益于新能源汽车、光伏储能、数据中心等拉动，碳化硅器件市场规模将快速增长
　　碳化硅是一种由碳和硅元素组成的化合材料，具有较高硬度和优异的物理化学性能。
　　碳化硅材料拥有耐高压、耐高频、高热导性、高温稳定性、高折射率等特点，可作为诸多行业实现降本增效的关键性材料。碳化硅材料率先促进半导体行业变革，并开始在更多领域替代和补充硅基技术。
　　相较于硅基半导体，以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带半导体在材料端至器件端的性能优势突出，具备高频、高效、高功率、耐高压、耐高温等特点，是未来半导体行业发展的重要方向。其中，碳化硅展现出独特的物理化学性能。碳化硅的高禁带宽度、高击穿电场强度、高电子饱和漂移速率和高热导率等特性，使其在电力电子器件等应用中发挥着至关重要的作用。这些特性使得碳化硅在xEV 及光伏等高性能应用领域中具有显著优势，尤其是在稳定性和耐用性方面。
　　碳化硅材料在功率半导体器件、射频半导体器件及新兴应用领域具有广阔的市场应用潜力。碳化硅材料通常被用于制作碳化硅衬底或碳化硅外延片，其中碳化硅衬底可被广泛应用于功率半导体器件、射频半导体器件以及光波导、TF-SAW 滤波器、散热部件等下游产品中，主要应用行业包括xEV、光伏及储能系统、电力电网、轨道交通、通信、AI 眼镜、智能手机、半导体激光等。
　　从2019 年到2023 年，碳化硅功率半导体器件市场显著增长。全球碳化硅功率半导体器件在全球功率半导体器件市场中的渗透率由1.1%增至5.8%，预计于2030 年将达到22.6%。
　　分应用领域，从2019 年到2023 年，应用于xEV 的碳化硅功率半导体器件全球收入的复合年增长率高达66.7%，而从2024 年到2030 年，xEV 领域的复合年增长率仍高达36.1%，将继续引领全球碳化硅功率半导体器件市场的增长。光伏储能、电网、轨道交通领域亦表现出强劲的增长势头，未来预测期间的复合年增长率将分别达到27.2%、24.5%及25.3%。
　　二、 碳化硅衬底制造难度大，未来市场规模增速快碳化硅衬底是指以碳化硅粉末为主要原材料，经过晶体生长、晶锭加工、切割、研磨、抛光、清洗等制造过程后形成的单片材料，是用于制作宽禁带半导体及其他碳化硅基器件的基础材料。碳化硅衬底研发和制造过程高度复杂，涉及材料科学、热动力学、半导体物理、化学、计算机模拟、机械等多学科交叉知识的应用。
　　以销售收入计，全球碳化硅衬底市场由2019 年的人民币26 亿元增长至2023年的人民币74 亿元，复合年增长率为29.4%。预计到2030 年，市场规模将有望增长至人民币664 亿元，复合年增长率为39.0%。
　　三、 AR 眼镜为碳化硅行业的增长带来新动力
　　AR 眼镜发展不尽如人意的核心在于用户体验不佳。用户期望的是像科幻电影、动画中那样高科技、便捷、无门槛的使用体验。然而，无论是Google Glass 最初的棱镜方案，还是后来的自由曲面方案、Birdbath 方案，都是通过复杂的镜面反射实现AR 画面投影，存在视场不足、透光性差、镜片厚重等问题。
　　衍射光波导技术带来了颠覆性的变化。衍射光波导技术可以将光学系统做得非常薄，使AR 眼镜设计更加轻便和时尚，接近普通眼镜的外观。通过优化衍射光栅的设计，光波导可以实现较大的视场角，让用户看到更广阔的虚拟画面。
　　衍射光波导最初设计制作在玻璃镜片上，但玻璃材料在镜片重量、加工难度、彩虹效应、视场角、散热性能以及硬度与耐磨性等方面存在诸多不足，限制了其在AR 眼镜上的应用。无色透明的碳化硅半导体材料因其高折射率、高硬度和优异的导热性能而被视为制作AR 镜片的理想材料，成为了下一代衍射光波导镜片的不二选择。
　　四、 AI 数据中心对碳化硅需求量快速提升
　　碳化硅和氮化镓作为宽禁带半导体的“门面”，具备宽禁带、高导热率、高击穿场强、高饱和电子迁移率的物理特性，能耐高压、高温、高频，满足高效率、小型化和轻量化的场景要求。随着技术的不断升级，宽禁带半导体的性能被进一步开发，二者已经不再局限于新能源汽车和消费电子市场，而是向AI 数据中心领域强势“破圈”。
　　在AI 数据中心领域，碳化硅具有极小的反向恢复损耗，可以有效降低能耗，因此主要应用在AI 服务器电源的PFC（功率因数校正）中，现在多数企业都在采用碳化硅二极管替代硅二极管，碳化硅MODFET 替代硅MOSFET。而氮化镓主要得益于其栅极电容和输出电容对比硅更小，导通电阻较低，反向恢复电荷很小，因此开关损耗和导通损耗较低。所以氮化镓主要应用在服务器电源的PFC 和高压DC/DC（直流转直流电源）部分，用氮化镓MOSFET 替代硅MOSFET。
　　特别是在服务器电源的PFC 中，碳化硅MOSFET 具有的高频特性，可以起到高效率、低功耗的效果，提升服务器电源的功率密度和效率，缩小数据中心的体积，降低数据中心的建设成本，同时实现更高的环保效率。
　　碳化硅主要应用于AI 数据中心电源的机架电源AC/DC 级。碳化硅MOSFET 可用于构建电源供应单元（PSU）的功率因数矫正（PFC）电路，以替代硅基MOSFET。相较硅基MOSFET，碳化硅MOSFET 拥有更高的开关频率和更低的反向恢复损耗，可以有效减少元件数量，增加电源功率密度，并提升AC/DC 级的能量转换效率。使用碳化硅MOSFET 的PSU 的功率密度可以达到硅基功率器件PSU 的2 倍以上，并且可以将电力转换效率最高提升约1%。
　　受益于大语言模型技术发展和生成式AI 的快速渗透，全球AI 市场规模快速增长。
　　数据中心中的传统硅基供电系统效率约为85%至88%，有12%至15%的电能以热能形式浪费。碳化硅功率半导体器件有助于提升能源效率、降低运营成本，并支持数据中心的可持续发展战略。此外，AI 工作负载的增加导致数据中心内AI 服务器数量上升，该等服务器的功耗显著高于传统服务器。这对机架电源的功率密度提出了更高要求，使得碳化硅功率器件成为在现有机架空间内提升电源输出功率的可行解决方案。
　　五、 天岳先进产能快速提升，盈利能力改善明显公司是研发及生产碳化硅衬底的先驱及创新者。根据弗若斯特沙利文的资料，公司是全球少数能够批量出货8 英寸碳化硅衬底的市场参与者之一。凭借公司的内部研发能力，公司已掌握涵盖碳化硅衬底生产所有阶段的核心技术，包括设备设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工及质量检验。这使得公司能够于2023 年量产8 英寸碳化硅衬底，克服了生产碳化硅衬底高质量生长界面控制及缺陷控制的难题。于2024 年11 月，公司推出业内首款12 英寸碳化硅衬底，这标志着公司向大尺寸碳化硅衬底时代迈出了重要一步。
　　公司专注于碳化硅衬底领域已超过14 年，致力于为客户提供优质碳化硅衬底。
　　通过科技创新，公司持续提升客户产品在各行业中的性能。在往绩记录期间，公司主要提供4 英寸、6 英寸及8 英寸碳化硅衬底，是全球少数能同时提供各种尺寸的导电型及半绝缘型碳化硅衬底的公司之一。
　　截至2024 年9 月30 日，公司已与全球前十大功率半导体器件制造商（按2023年的收入计）中一半以上的制造商建立业务合作关系。根据弗若斯特沙利文的资料，按2023 年碳化硅衬底的销售收入计，公司是全球排名前三的碳化硅衬底制造商。
　　在2022 年、2023 年及截至2024 年9 月30 日止九个月，公司碳化硅衬底的销售量分别为约63,800 片、226,300 片及251,500 片，平均售价分别为每片人民币5,110.0 元、人民币4,798.1 元及人民币4,185.0 元。在2022 年、2023 年以及截至2024 年9 月30 日止九个月，公司碳化硅衬底的销售收入分别为人民币326.0 百万元、人民币1,085.8 百万元、人民币1,052.5 百万元，分别占公司总收入的78.2%、86.8%、82.2%。公司亦向客户出售其他根据内部分类标准不符合半导体级规格的碳化硅产品（如莫桑石宝石），该等产品主要应用于研究及消费品领域。
　　公司战略提升8 英寸碳化硅衬底产能，为未来公司业绩增长提供保障公司成立了山东生产基地及上海生产基地。在2022 年、2023 年及截至2024 年9 月30 日止九个月，公司的总产能分别为75,000 片、270,000 片及345,000 片；实际产量分别为约71,000 片、262,000 片及311,000 片；利用率分别为94.7%、97.0%及90.3%。
　　随着碳化硅衬底持续渗透现有应用场景（如电动汽车、AI 数据中心、光伏系统、电网、家电及通信），同时逐步拓展至低空飞行器等新兴领域，公司正从战略层面规划提升8 英寸及更大尺寸碳化硅衬底的产能。这一扩展将通过在海外新建生产设施以及扩建现有设施实现公司现有的生产基地来实现，预计将大幅提升公司的交付能力及效率。
　　公司净利率达到10.21%，利润率有望持续提升
　　根据公司发布的2024 年业绩快报，2024 年实现收入17.68 亿元，同比增长41.37%；2024 年实现归母净利润1.80 亿元，净利率10.21%，相比2023 年的归母净利率-0.46 亿元，实现大幅扭亏为盈。随着公司收入规模的持续增长，规模效应进一步显现，预计未来公司利润率将持续提升。
　　投资建议：随着AI 数据中心、AR 眼镜等行业的增长，碳化硅行业将随之快速增长。国内碳化硅衬底企业持续投资扩张产能，有望持续扩大市场份额。建议关注天岳先进。根据WIND 一致预期，天岳先进2025-2026 年归母净利润预测为3.57、5.09 亿元，目前301 亿元市值对应2025-2026 年PE 为84x、59x。
　　风险提示：需求不及预期，创新不及预期，竞争加剧。
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

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