一、主要产品

公司是国内领先的宽禁带半导体（第三代半导体）衬底材料生产商，主要产品包括半绝缘型和导电型碳化硅衬底：

（1）半绝缘型衬底主要应用于5G通讯、国防等领域；

（2）导电型衬底应用于电动汽车、新能源等领域。

目前，公司主要销售4英寸半绝缘型衬底产品，6英寸半绝缘、导电型衬底已实现小批量销售。

2020年公司产能利用率为98.91%，产销率为81.76%。公司2021年上半年产能为28,301片，整体产能稳步提升。

公司主要产品良率不断提升，截至2021年上半年，公司衬底产品良率达75.47%，晶棒良率达49.9%。

公司产品销售均价近几年稳步下降。

天岳先进不同尺寸衬底产品销售平均单价

二、经营业绩

公司主营业务产品为碳化硅衬底，其他业务产品主要为晶棒和不合格衬底。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。不合格衬底可用于设备研发测试或科研等用途

公司半绝缘型衬底业务毛利率从2018年的10.6%逐渐攀升至2020年的35.2%，业务盈利能力提升明显，主要与公司在设备端与原料端逐渐实现国产化，成本逐渐降低有关。

公司导电型衬底业务毛利率也呈上升趋势，但暂未实现盈利。

公司2018\19\20年归母净利润分别为-4,213.96万元、-20,068.36万元、-64,161.32万元，2021年上半年实现盈利4,790.80万元。

公司19\20年尚未盈利主要系实施股权激励确认高额股份支付费用所致，扣除非经常性损益后2019年、2020年均已实现盈利。

截至2020年末，公司在手订单金额为6,069.2万元，同比增长18.9%。SiC衬底需求端增长动能主要来自两个方面，一方面随着新一代通讯技术的发展，碳化硅衬底的市场需求不断扩大，另一方面，受国外禁运影响，进口替代的国内需求也十分旺盛。

三、行业地位

目前，碳化硅行业企业的业态主要可以分为两种商业模式：第一类是覆盖较全的产业链环节，例如同时从事碳化硅衬底、外延及器件的制作，例如科锐公司等；第二类是只从事产业链的单个或者部分环节，例如天岳先进、贰陆公司等。

从衬底的下游晶圆与器件来看，大量生产厂家仍然位于日本、欧洲与美国；但国内生产厂家在衬底领域已经拥有了一定的市场份额。

根据Yole数据，天岳半绝缘型碳化硅衬底全球市场份额已从2019年的18%上升至2020年的30%，跃升为全球半绝缘型碳化硅衬底龙头企业之一。

公司与全球行业龙头企业的同尺寸产品在技术参数上不存在明显差距，但在各尺寸量产能力推出时间、大尺寸产品供应情况及供应链配套等方面仍与全球龙头企业存在一定差距。

碳化硅衬底的尺寸（按直径计算）主要有2英寸（50mm）、3英寸（75mm）、4英寸（100mm）、6英寸（150mm）、8英寸（200mm）等规格。

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。

为提高生产效率并降低成本，大尺寸是碳化硅衬底制备技术的重要发展方向。衬底尺寸越大，单位衬底可制造的芯片数量越多，单位芯片成本越低。衬底的尺寸越大，边缘的浪费就越小，有利于进一步降低芯片的成本。

在最新技术研发储备上，以行业领先者科锐公司的研发进程为例，科锐公司已成功研发8英寸产品。

相较而言，天岳现阶段的产品主要还是4英寸半绝缘型衬底，6英寸半绝缘型与导电型实现了小批量的量产，8英寸导电型衬底还在研发阶段。

天岳先进产品线研发进度

科锐公司成立于1987年、于1993年上市，贰陆公司成立于1971年、于1987年上市，具有数十年的研发和产业化经验，技术领先优势明显。从营收规模看，科锐公司中主营碳化硅衬底的Wolfspeed 2020年营收折合人民币约为30.38亿元，公司同期营收为4.25亿元。

得益于生产设备国产化推进，产能扩张，规模效应逐渐显现，公司盈利能力稳步提升。公司主营业务毛利率从2018年的8.5%大幅提升至2020年的34.9%，逐渐接近国际主要竞争者。

公司拥有碳化硅衬底相关专利总计62项，研发实力雄厚。其中，形成核心技术和主营业务收入相关的境内发明专利总计53项。科锐公司、贰陆公司分别拥有与碳化硅相关的专利247项和29项。公司专利数量明显多于国内竞争者，但仍与国际竞争者有一定距离。2020年公司研发费用率达14.7%，研发人员占员工总数的比例为14.19%，研发费用率与可比公司相当。

四、碳化硅衬底生产工艺

碳化硅衬底行业属于技术密集型行业，是材料、热动力学、半导体物理、化学、计算机仿真模拟、机械等多学科交叉知识的应用。目前，公司以高纯碳粉、高纯硅粉为原料合成碳化硅粉，在特殊温场下，采用成熟的物理气相传输法（PVT法）生长不同尺寸的碳化硅晶锭，经过多道加工工序产出碳化硅衬底，工艺流程如下：

五、行业应用及前景

如前所述，按照电学性能的不同，碳化硅衬底可分为两类：一类是具有高电阻率（电阻率≥105Ω·cm）的半绝缘型碳化硅衬底，另一类是低电阻率（电阻率区间为 15~30mΩ·cm）的导电型碳化硅衬底。

1）半绝缘型碳化硅衬底在射频器件上的应用

射频器件在无线通讯中扮演信号转换的角色，是无线通信设备的基础性零部件，主要包括功率放大器、滤波器、开关、低噪声放大器、双工器等。半绝缘型碳化硅衬底制备的氮化镓射频器件主要为面向通信基站以及雷达应用的功率放大器。

目前主流的射频器件有砷化镓、硅基LDMOS、碳化硅基氮化镓等不同类型。

根据Analog Dialogue，砷化镓器件已在功率放大器上得到广泛应用；硅基LDMOS器件也已在通讯领域应用多年，但其主要应用于小于4GHz的低频率领域；碳化硅基氮化镓射频器件具有良好的导热性能、高频率、高功率等优势，有望开启其广泛应用。氮化镓射频器件是迄今为止最为理想的微波射频器件，因此成为4G/5G移动通讯系统、新一代有源相控阵雷达等系统的核心微波射频器件。氮化镓射频器件正在取代LDMOS在通信宏基站、雷达及其他宽带领域的应用。随着信息技术产业对数据流量、更高工作频率和带宽等需求的不断增长，氮化镓器件在基站中应用越来越广泛。

根据Yole预测，至2025年，功率在3W以上的射频器件市场中，砷化镓器件市场份额基本维持不变的情况下，氮化镓射频器件有望替代大部分硅基LDMOS份额，占据射频器件市场约50%的份额。

2）导电型碳化硅衬底在功率器件上的应用

功率器件又被称为电力电子器件，是构成电力电子变换装置的核心器件。功率器件主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等。

相同规格的碳化硅基MOSFET与硅基MOSFET相比，其尺寸可大幅减小至原来的1/10，导通电阻可至少降低至原来的1/100。相同规格的碳化硅基MOSFET较硅基IGBT的总能量损耗可大大降低70%。

碳化硅功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势，将极大地提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率，对高效能源转换领域产生重大而深远的影响，主要应用领域有电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等。

电动汽车

得益于碳化硅功率器件的高可靠性及高效率特性，在车载级的电机驱动器、OBC及DC/DC部分，碳化硅器件的使用已经比较普遍。对于非车载充电桩产品，由于成本的原因，目前使用比例还相对较低，但部分厂商已开始利用碳化硅器件的优势，通过降低冷却等系统的整体成本找到了利基市场。

特斯拉Model 3的主逆变器采用了意法半导体生产的24个碳化硅MOSFET功率模块，是全球第一家将碳化硅MOSFET应用于商用车主逆变器的OEM厂商。

光伏逆变器

光伏逆变器曾普遍采用硅器件，经过40多年的发展，转换效率和功率密度等已接近理论极限。碳化硅器件具有低损耗、高开关频率、高适用性、降低系统散热要求等优点，将在光伏新能源领域得到广泛应用。例如，在住宅和商业设施光伏系统中的组串逆变器里，碳化硅器件在系统级层面带来成本和效能的好处。

阳光电源等光伏逆变器龙头企业已将碳化硅器件应用至其组串式逆变器中。

根据Yole报告，2019年碳化硅功率器件的市场规模为5.41亿美元，受益于电动汽车/充电桩、光伏新能源等市场需求驱动，预计2025年将增长至25.62亿美元，复合年增长率约30%。碳化硅衬底的需求有望因此获益并取得快速增长。

附：行业主要公司简介

1、科锐公司（纳斯达克：CREE）

科锐公司成立于1987年，于1993年在美国纳斯达克上市。科锐公司的子公司Wolfspeed从事碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体衬底、功率器件、射频器件等产品的技术研究与生产制造；此外，科锐公司还曾从事LED芯片及组件等业务。

科锐公司能够批量供应4英寸至6英寸导电型和半绝缘型碳化硅衬底，且已成功研发并开始建设8英寸产品生产线，目前科锐公司的碳化硅晶片供应量位居世界前列。2020年10月13日，科锐公司将LED产品业务出售，全力争取电动汽车、5G通信和工业应用等领域的增长机会。

2、贰陆公司（纳斯达克：IIVI）

贰陆公司成立于1971年，是工程材料、光电元件和光学系统领域的全球领先企业，为材料加工、通信、航空航天与国防、生命科学、半导体设备、汽车和消费电子等领域的应用提供垂直整合解决方案，于1987年在美国纳斯达克上市。

贰陆公司能够提供4至6英寸导电型和半绝缘型碳化硅衬底。目前贰陆公司的碳化硅衬底供应量位居世界前列。

3、SiCrystal公司

德国SiCrystal公司是世界领先的碳化硅衬底生产商，于2009年被日本罗姆公司收购，其生产的碳化硅衬底主要供应罗姆公司生产各种碳化硅器件。

4、天科合达

天科合达是国内领先的碳化硅衬底生产商之一，主要从事碳化硅领域相关产品研发、生产和销售，主要产品包括导电型碳化硅衬底、其他碳化硅产品和碳化硅单晶生长炉。