[年报]天岳先进(688234):山东天岳先进科技股份有限公司2024年年度报告
原标题:天岳先进:山东天岳先进科技股份有限公司2024年年度报告 公司代码:688234 公司简称:天岳先进山东天岳先进科技股份有限公司 2024年年度报告 重要提示 一、本公司董事会、监事会及董事、监事、高级管理人员保证年度报告内容的真实性、准确性、完整性,不存在虚假记载、误导性陈述或重大遗漏,并承担个别和连带的法律责任。 二、公司上市时未盈利且尚未实现盈利 □是√否 三、重大风险提示 公司已在本报告中详细阐述在经营过程中可能面临的各种风险及应对措施,敬请查阅本报告第三节“管理层讨论与分析”之四“风险因素”。 四、公司全体董事出席董事会会议。 五、立信会计师事务所(特殊普通合伙)为本公司出具了标准无保留意见的审计报告。 六、公司负责人宗艳民、主管会计工作负责人游樱及会计机构负责人(会计主管人员)游樱声明:保证年度报告中财务报告的真实、准确、完整。 七、董事会决议通过的本报告期利润分配预案或公积金转增股本预案综合考虑公司所处行业发展情况、公司发展阶段、公司实际经营情况等各方面因素,为更好的维护全体股东的长远利益,保障公司的可持续发展和资金需求,公司2024年度拟不派发现金红利,不进行公积金转增股本、不送红股。以上利润分配方案已经公司第二届董事会第十一次会议和第二届监事会第十次会议审议通过,尚需公司股东大会审议通过。 八、是否存在公司治理特殊安排等重要事项 □适用√不适用 九、前瞻性陈述的风险声明 √适用□不适用 本报告涉及未来计划等前瞻性陈述,不构成公司对投资者的实质性承诺,敬请投资者注意投资风险。 十、是否存在被控股股东及其他关联方非经营性占用资金情况 否 十一、是否存在违反规定决策程序对外提供担保的情况 否 十二、是否存在半数以上董事无法保证公司所披露年度报告的真实性、准确性和完整性否 十三、其他 □适用√不适用 目录 第一节 释义...................................................................................................................................... 5 第二节 公司简介和主要财务指标..................................................................................................7 第三节 管理层讨论与分析............................................................................................................12 第四节 公司治理............................................................................................................................43 第五节 环境、社会责任和其他公司治理....................................................................................62 第六节 重要事项............................................................................................................................73 第七节 股份变动及股东情况......................................................................................................102 第八节 优先股相关情况.............................................................................................................. 112 第九节 债券相关情况.................................................................................................................. 113 第十节 财务报告.......................................................................................................................... 114
一、 释义 在本报告书中,除非文义另有所指,下列词语具有如下含义:
一、公司基本情况
(一)公司股票简况 √适用□不适用
□适用√不适用 五、其他相关资料
(一)主要会计数据 单位:元 币种:人民币
√适用□不适用 2024年,公司实现营业总收入17.68亿元,较上年同期增加41.37%;基本每股收益、稀释每股收益、扣除非经常性损益后的基本每股收益较上期增加;实现归属于上市公司股东的净利润1.79亿元,实现归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润1.56亿元,实现扭亏为盈。 主要原因如下: 2024年,碳化硅半导体材料在下游新能源汽车、光伏发电、储能、AI等应用领域的加速渗透,碳化硅半导体整体市场规模不断扩大。 2024年度,公司聚焦主业,加强研发创新,提升技术竞争力;深入开拓市场与客户资源,加强与国内外知名客户长期合作;持续产能释放并优化产品结构,产销量持续增加,报告期实现营业收入同比大幅增长。同时,公司持续降本增效,不断提升管理能力,报告期内公司的销售毛利率同比较大提高,公司业绩持续向好。 七、境内外会计准则下会计数据差异 (一)同时按照国际会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况 □适用√不适用 (二)同时按照境外会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况 □适用√不适用 (三)境内外会计准则差异的说明 □适用√不适用 八、2024年分季度主要财务数据 单位:元 币种:人民币
□适用 √不适用 九、非经常性损益项目和金额 √适用□不适用 单位:元 币种:人民币
□适用√不适用 十、非企业会计准则财务指标情况 □适用√不适用 十一、采用公允价值计量的项目 √适用□不适用 单位:元 币种:人民币
√适用□不适用 公司部分信息涉及商业秘密,根据《上海证券交易所科创板股票上市规则》《上海证券交易所科创板上市公司自律监管指引第1号——规范运作》的相关规定,公司已按照《信息披露暂缓与豁免事项管理制度》完成相应的审批程序。 第三节 管理层讨论与分析 一、经营情况讨论与分析 能源变革和人工智能(AI)是未来科技革命的双重引擎。构建一个增长、创新、可持续发展的世界是能源变革和AI技术进步和融合发展的核心目标,碳化硅材料已经成为赋能能源变革及AI实现核心发展目标的基石之一。 公司自成立以来即专注于高品质碳化硅衬底的研发与产业化。公司是全球少数能够实现8英寸碳化硅衬底量产、率先实现2英寸到8英寸碳化硅衬底的商业化的公司之一,也是率先推出12英寸碳化硅衬底的公司。 随着全球新能源产业的持续扩张,市场对碳化硅材料的需求正呈现爆发式增长。碳化硅材料亦是AI产业增长与创新的必然选择,并在数据中心、电力基础设施与终端应用上均具有巨大潜力。 全球主要国家在碳化硅半导体领域继续加大战略布局。 2024年,碳化硅衬底在原有领域加速渗透的同时,积极向新兴应用领域拓展,碳化硅衬底材料在新旧领域潜力巨大。目前,碳化硅衬底行业正处于尺寸升级的关键发展阶段。衬底向大尺寸发展已成必然趋势,6英寸导电型衬底仍是主流,8英寸导电型衬底起量,12英寸导电型衬底已有研发样品。同时,碳化硅衬底材料单位生产成本下降以及规模效应显现,将进一步推动更多下游场景采用碳化硅衬底。全球头部企业在衬底材料、晶圆制造环节等产业链关键环节正加快加大布局。 作为全球宽禁带半导体材料行业的领军企业,2024年公司继续专注于长远发展战略目标的实现,致力于成为国际著名的半导体材料公司。 (一)公司经营情况 公司围绕公司长远发展战略目标,本年度公司经营业绩取得了突破性进展。 1、聚焦核心资源、深耕主营业务。 2024年,公司立足全球市场,全面提升核心产品的产能产量。全年济南工厂的产能产量稳步推进。上海工厂已于年中提前达到年产30万片导电型衬底的产能规划,同时公司将继续推进二阶段产能提升规划。2024年,碳化硅衬底产量41.02万片,较2023年增长56.56%,产量持续增长,屡创历史新高。 整体上,2024年度公司实现营业收入17.68亿元,较2023年增长41.37%。公司连续三个年度保持营收增长。一方面公司聚焦主业,加强研发创新,提升技术竞争力;深入开拓市场与客户资源,加强与国内外知名客户长期合作;持续产能释放并优化产品结构,产销量持续增加,报告期实现营业收入同比大幅增长。另一方面,公司持续降本增效,不断提升管理能力,报告期内公司的销售毛利率同比实现较大提升,归属于母公司所有者的净利润和归属于母公司所有者的扣除非经常性损益同比大幅增加,2024年度,公司季度利润全面转正,全年实现扭亏为盈;每股收益、加权平均净资产收益率等指标均同比改善。 2、与客户、供应商构建紧密的合作生态,共同推动碳化硅行业发展。 公司深度融入碳化硅行业价值链,与上下游企业建立了紧密的合作生态。公司以先进的技术能力为核心,精准把握全球客户的最新需求,链接全球顶尖的供应链资源,不断推动大尺寸、高质量的碳化硅衬底产品在各领域的渗透率提升,并最终实现产业链共赢,持续提升全球影响力。 公司已与全球前十大功率半导体器件制造商中一半以上的制造商建立业务合作关系,有助于通过创新和广泛的行业合作打造强大的碳化硅行业生态系统。公司的碳化硅衬底产品已经在可再生能源及AI领域龙头公司的产品中得到广泛使用,进一步帮助公司持续优化碳化硅产品及服务以满足其要求。2024年度,公司国际知名客户的收入贡献实现稳步增长,且公司策略性地专注于满足下游产业对高品质产品的需求,使公司在显著扩大业务规模的同时,仍能保持财务韧性。 根据权威行业调研机构日本富士经济报告测算,2024年全球导电型碳化硅衬底材料市场占有率,天岳先进(SICC)稳居全球前三。公司及产品在国际市场具有较高的知名度。 3、公司持续拓展且性能卓越的产品组合,助力下游应用拓展 公司致力于提供持续拓展且性能卓越的产品组合,探索并持续推进碳化硅产品在多元领域的应用拓展。依托前瞻性的技术布局和强大敏捷的创新能力,公司的产品已成功深入切入新能源与AI两大高增长赛道,这不仅将驱动业绩实现爆发式增长,更将助力公司完成下游应用场景的多元化拓展,进而巩固行业引领地位,把握新一轮发展机遇。 公司在碳化硅衬底产品矩阵上超前布局。公司8英寸导电型衬底产品质量和批量供应能力领先,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,持续推动头部客户积极向8英寸转型。 2024年11月,公司向客户成功交付高质量低阻P型碳化硅衬底,标志着向以智能电网为代表的更高电压领域迈进了一步。高质量低阻P型碳化硅衬底将极大加速高性能SiC-IGBT的发展进程,实现高端特高压功率器件国产化。 2024年11月,我们推出业内首款12英寸碳化硅衬底。12英寸碳化硅衬底材料,能够进一步扩大单片晶圆上可用于芯片制造的面积,大幅提升合格芯片产量。在同等生产条件下,显著提升产量,降低单位成本,进一步提升经济效益,为碳化硅材料的更大规模应用提供可能。这标志着我们向大尺寸碳化硅衬底时代迈出了重要一步。 (二)研发创新情况 碳化硅衬底属于高度技术密集型行业,具有较高的技术壁垒,制备过程高度复杂。努力保持领先的技术地位是公司的企业基因,要求公司坚定不移地致力于研发。2024年,公司研发费用1.42亿元,较2023年增长3.38%。公司的重点涵盖基础研究、产品开发及工程研发,确保公司不仅始终走在科技进步的前沿,并且不断改进公司的产品。 公司在核心技术和产业化能力优势,保障了产品的大批量稳定交付。目前公司在衬底制备上处于国际第一梯队,引领行业发展,在基础研究、产品开发以及工程研发等方面依托于完全自主研发创新。 公司研发与规模化生产形成良好的正循环积累。公司会针对下游客户的痛点及需求进行有针对性的研发,并根据彼等的反馈优化及改进公司的产品。这种方法使公司的产品能够更好地支持客户的终端产品。 公司业内首创使用液相法制备出无宏观缺陷的8英寸碳化硅衬底,突破了碳化硅单晶高质量生长界面控制和缺陷控制难题。同时,公司是率先使用液相法生产P型碳化硅衬底的公司之一。 截至2024年末,公司及下属子公司累计获得发明专利授权194项,实用新型专利授权308项,其中境外发明专利授权14项。根据Yole旗下的知识产权调查公司数据,公司在碳化硅衬底专利领域,位列全球前五。 截至报告期末,公司研发人员中硕士、博士合计66人,占研发人员总数的44.90%。公司享受国务院特殊津贴专家两人。 (三)年度成果和荣誉 2024年,上海工厂已于年中提前达到年产30万片导电型衬底的产能规划,同时公司将继续推进二阶段产能提升规划。上海临港工厂将是公司导电型产品的主要生产基地。上海工厂具有模块化高标准设计,率先打造碳化硅衬底领域智慧工厂,通过AI和数字化技术持续优化工艺,为产能提升打下重要基础。 2024年,公司“一种高平整度、低损伤大直径单晶碳化硅衬底”专利获得中国专利银奖荣誉。 中国专利奖由国家知识产权局和世界知识产权组织共同主办,是我国唯一对授予专利权的发明创造给予奖励的政府部门奖,也是我国在专利领域的最高荣誉。公司获奖专利在8英寸碳化硅衬底面型、高平整度、低粗糙度等性能提升和批量化制备方面具有领先优势,突破了大尺寸高质量碳化硅半导体衬底加工技术,实现了国产化替代,具备引领行业发展的优势。 2024年,中国企业评价协会发布的2024年中国新经济企业TOP500榜单中,公司凭借在碳化硅衬底新兴技术领域的卓越表现,成功入选。此次入选企业均为各自领域的佼佼者。中芯国际、北方华创、比亚迪、宁德时代以及天岳先进等科技企业,在半导体及芯片的新兴应用领域不断突破,为我国科技自主可控贡献力量。 公司已被国际权威指数机构MSCI公司纳入“MSCI中国A股在岸指数”的成分股名单,公司已经成为科创50等重要指数成分股。 2024年9月,上交所公示了“沪市上市公司2023至2024年度信息披露工作评价结果”,公司首次获得最高等级“A”。2024年12月,公司荣获中国上市公司协会2024年上市公司董事会办公室“优秀实践”。上述荣誉代表着对公司信息披露质量、规范运作水平、投资者关系管理等方面的充分认可与肯定。公司也将持续提升公司信息披露工作质量,探索投资者关系管理工作的创新模式,积极贯彻落实“提质增效重回报行动方案”有关要求,以高质量的信息披露工作传递公司价值,推动公司高质量发展。 2024年是公司发展的关键战略机遇期,天岳先进始终围绕技术、产能、客户、市场构建长远发展的核心竞争力。经过多年发展,公司技术优势显著,临港工厂的提前达产有利保障了客户订单的稳定交付。上海临港工厂第二阶段产能提升规划也已启动,公司将持续提升高品质导电型碳化硅衬底产品的产能产量,服务全球知名客户。 未来,天岳先进将以“先进品质持续”的经营理念,力争通过先进的技术能力、生产能力和管理能力,不断丰富产品系列,升级产品性能,为客户提供卓越的产品和服务品质,开创可持续发展的经营基业。 非企业会计准则业绩变动情况分析及展望 □适用√不适用 二、报告期内公司所从事的主要业务、经营模式、行业情况及研发情况说明(一)主要业务、主要产品或服务情况 1、主要业务 公司是全球宽禁带半导体材料行业的领军企业,自成立以来即专注于高品质碳化硅衬底的研发与产业化。根据权威行业调研机构日本富士经济报告测算,2024年全球导电型碳化硅衬底材料市场占有率,天岳先进(SICC)稳居全球前三。公司及产品在国际市场具有较高的知名度。 公司专注于碳化硅行业已超过14年,较早在国内实现了半绝缘型碳化硅衬底的产业化,并进一步实现导电型碳化硅衬底的产业化。公司依托研发、生产和管理经验,在产品大尺寸化上的优势不断提高,目前公司量产碳化硅衬底的尺寸已从2英寸迭代升级至8英寸,公司于2024年推出业内首款12英寸碳化硅衬底。不仅在碳化硅衬底大尺寸化上,公司在产业化能力和产品品质方面也能继续保持全球领先。通过推动产品大尺寸化、生产效率提升的双轮驱动,公司助力客户持续降低碳化硅衬底的规模化使用成本,推动碳化硅衬底在更多应用场景加速应用。 2、主要产品及服务情况 公司是全球领先的宽禁带半导体材料生产商,自成立以来即专注于高品质碳化硅衬底的研发与产业化。 可再生能源及AI技术革命使得全球工业发生重大转变,推动对更强大、更高效的功率半导体器件需求的增长。传统的硅半导体因其固有的局限性已难以满足产业升级需求,这促使半导体行业寻求效率更高、寿命更长及性能更佳的材料。在行业创新发展过程中,碳化硅已成为改变游戏规则的材料,凭借其优异的性能为各行各业带来革命性的变化。 碳化硅材料是一种化合物宽禁带半导体材料,与传统硅相比具有以下优势:2.1禁带宽度更大,可适应更高的电压、频率及温度; 2.2热导率更高,非常适合热负荷较大的器件; 2.3击穿电场强度更高,可使器件更薄,导通电阻更低; 2.4饱和电子漂移速率更高,开关速度更快。 上述特性提高了使用碳化硅衬底的终端产品的性能,使产品能够在更高的温度、电压及频率下运作,同时保持出色的效率。这使得功率密度提高,能量损耗减少,电子元件及系统的可靠性增强。 因此,乘着可再生能源及AI领域需求激增的浪潮,以碳化硅为代表的创新宽禁带半导体材料对半导体行业产生重大影响。 公司是研发及生产碳化硅衬底的先驱及创新者。我们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,这标志着我们向大尺寸碳化硅衬底时代迈出了重要一步。下图展示我们的碳化硅衬底样品: 公司专注于碳化硅衬底领域已超过14年,已与全球前十大功率半导体器件制造商中一半以上的制造商建立业务合作关系,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。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。 (二)主要经营模式 1、研发模式 我们的研发工作由研发团队主导,实行层级管理的项目制运作,流程如下:1.1我们的雇员结合日常营运中收集到的信息、与行业参与者的合作、市场调研及对客户反馈的分析,向研发团队提交需求申请; 1.2需求申请获批准后,研发团队选定项目负责人及项目组成员,组建指定项目组,并由项目负责人编写《项目立项报告》,内容包括项目名称、背景、可行性分析、项目目标及财务预算;1.3项目组根据项目需求编写研发设计方案,细化实验方案及计划,并根据设计方案完成实验验证; 1.4项目负责人结合项目计划与交付完成情况,判断所有项目目标完成,发起项目验收申请,编写《项目验收报告》并交至研发团队审核; 1.5项目验收后,研发团队评估研发成果,并采取多种手段保护知识产权。 2、采购模式 碳化硅衬底生产依赖优质原材料,其内在质量直接影响碳化硅衬底的效率、可靠性及有效性,使其就生产先进半导体器件而言不可或缺。因此,优质原材料的最大供应商通常选择与公司这样表现出对卓越及创新承诺的领先市场参与者合作。通过与上述最大供应商建立长期合作关系,公司确保能够稳定获得必要的资源,使公司能够在碳化硅衬底方面保持一致的质量及绩效标准,从而巩固公司在市场上的竞争地位。 公司采购制造碳化硅衬底所需的各种材料及设备,包括碳粉、硅粉、石墨保温材料以及晶体生长、切片、研磨及抛光设备。为减轻原材料成本上升的潜在影响,公司主要与石墨保温材料等关键生产材料的供应商订立长期合作协议、保持密切沟通并实施战略性采购。公司实施定期审阅机制,考虑公司的存货水平、销售前景及市场趋势,监控公司的原材料成本。 公司已确定一份合格供应商名单,以便公司根据采购计划选择最合适的原材料供应商。公司的采购计划根据生产进度、存货水平、供应商交货时间及产品寿命制定。在采购计划批准后,公司的采购部门将进行询价,根据供应商的基本信息及价格、质量、资质文件及交付时间等标准对潜在供应商进行评估。为应对供应商的潜在价格上涨,我们对其他同类供应商同步进行评估,以减轻对我们原材料成本的影响。 3、生产模式 公司的生产模式有利于满足客户的不同需求,有利于提高订单按时交付率、产品品质一致性和客户满意度,有助于控制库存水平及提高资金利用效率。 公司已开发并实施一套信息系统,以便处理客户订单及生产流程控制。公司结合人工智能数字化仿真及大数据技术,使公司的碳化硅衬底生产流程自动化。一方面,智能化生产能够降低人为干预带来的风险,对于制备高质量碳化硅衬底至关重要。另一方面,高度自动化能够切实优化生产中的人工成本,为公司的技术升级及产品迭代奠定坚实的基础。 公司已建立全面的生产阶段控制计划,以确保全面的生产及产品质量控制。当产品出现质量不合格问题时,公司将启动不合格产品控制程序,启动不合格评审、进行根本原因分析以及指定纠正及预防措施。公司的生产流程管理措施有助于防止不合格产品流出,并减少质量问题的再次发生。 4、营销模式 公司采用直销模式,并拥有一支经验丰富且训练有素的销售及营销团队,积极发现市场机会并设计销售策略。 公司的销售及营销团队主要负责与客户联系,并为其提供售后服务。采用直销模式使我们能够取得以下优势: 4.1自客户获得有关我们产品的即时且未经过滤的反馈; 4.2精确了解客户偏好并确定需要改进的领域; 4.3响应客户要求,使我们能够提供满足客户需求的高品质产品; 4.4凭借第一手的客户洞察力,快速适应不断变化的市场需求或客户偏好,从而制定灵活的营销战略; 4.5通过直接解决客户关切的问题,改善客户体验,从而提高满意度和忠诚度。 公司主要通过与不同应用领域的顶级公司开展持续、全面和深入的合作,以及其他定向营销及推广活动,利用良好的品牌声誉和巨大的行业影响力赢得客户。 (三)所处行业情况 1、行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛 能源变革和人工智能(AI)是未来科技革命的双重引擎。构建一个增长、创新、可持续发展的世界是能源变革和AI技术进步和融合发展的核心目标,碳化硅材料已经成为赋能能源变革及AI实现核心发展目标的基石之一。 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,并开始在更多领域加速渗透应用,行业前景广阔。 相较硅基半导体,以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带半导体从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电动汽车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,主要应用行业包括电动汽车、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。 功率半导体器件是电力电子产品中用作开关或整流器的半导体器件,主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等。 根据弗若斯特沙利文的资料,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%。 从具体应用领域来看,根据弗若斯特沙利文的资料,从2019年到2023年,应用于电动汽车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,电动汽车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%。家用电器、低空飞行和数据中心等碳化硅功率半导体器件新兴应用领域将展现出最快的增长速度,应用于上述领域的碳化硅功率半导体器件全球收入的预测复合年增长率预计将达 到39.2%。 全球碳化硅功率半导体器件市场规模(分应用领域),以销售收入计数据来源:弗若斯特沙利文 随着全球新能源产业的持续扩张,市场对碳化硅材料的需求正呈现爆发式增长。碳化硅材料亦是AI产业增长与创新的必然选择,并在数据中心、电力基础设施与终端应用上均具有巨大潜力。 随着AI发展所需算力迅猛增长,数据中心的能源耗用也在快速增加。根据弗若斯特沙利文的资料,预计至2030年,全球AI数据中心容量将增长至299GW,较2023年净增加244GW,2023年至2030年间的复合年增长率达到27.4%,该增长预计将直接推动数据中心耗电量占全球电力消费的比例由2023年的1.4%上升至2030年的10.0%。至2030年,对应采用碳化硅功率器件的电源供应单元在人工智能数据中心领域的市场规模预计将超过人民币800亿元。 除此之外,碳化硅在其他新兴领域的应用也在层出不穷,如AI眼镜领域。碳化硅材料可应用于AI眼镜的光波导镜片中。碳化硅材料折射率显著高于高折射率玻璃和铌酸锂,可以实现更大的视角及更简单的全彩显示结构,减少AI眼镜的尺寸、重量以及制造成本和复杂性,从而显著提升AI眼镜的用户体验。由于碳化硅材料卓越的光学特性,AI眼镜行业市场预计将大幅增长,至2030年,全球出货量将超过6000万副。 公司作为衬底制造商,属于整个碳化硅半导体器件产业链的上游参与者,是产业链中将原材料转化为可供下游使用的衬底产品的关键环节。 根据弗若斯特沙利文的资料,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%。 全球碳化硅衬底市场规模,以销售收入计 数据来源:弗若斯特沙利文;注:市场规模仅包括外销,自产自用数据不计算在内。 伴随着下游应用领域旺盛的需求,碳化硅市场产能持续稳定释放、上下游产业链的协同发展、碳化硅厂商的核心技术竞争力将成为全球宽禁带半导体行业未来发展的重点。 2、公司所处的行业地位分析及其变化情况 公司在材料科学领域的持续深耕正在引领多个产业的发展,以碳化硅材料创新为新能源与AI两大产业提供核心支撑,赋能未来科技革命。公司的碳化硅衬底可广泛应用于电动汽车、AI数据中心、光伏系统、AI眼镜、轨道交通、电网、家电及先进通信基站等领域。凭借行业领先的技术创新能力、强大的量产能力、高质量的产品组合、与上下游市场参与者建立的紧密合作生态及高效的管理能力,公司正在引领碳化硅行业蓬勃向前发展。公司是全球少数能够实现8英寸碳化硅衬底量产、率先实现2英寸到8英寸碳化硅衬底的商业化的公司之一、也是率先推出12英寸碳化硅衬底的公司,并且是率先使用液相法生产P型碳化硅衬底的公司之一。 公司已跻身为国际知名半导体公司的重要供应商,公司的产品亦在国际上获得广泛认可。我们已与全球前十大功率半导体器件制造商中一半以上的制造商建立业务合作关系。公司的碳化硅衬底经客户制成功率器件及射频器件,该等器件最终应用于诸如电动汽车、AI数据中心及光伏系统等多领域的终端产品中。 公司已经形成了全面的技术体系,覆盖设备设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工、质量检测等各个生产碳化硅衬底关键环节,公司的自主技术工具包支撑公司在产品缺陷控制和成本优化方面达到国际一流的水准。根据Yole旗下的知识产权调查公司数据,2024年度,公司在碳化硅衬底专利领域,位列全球前五。 全球碳化硅衬底市场由少数头部企业主导,头部企业在技术实力、生产规模、品牌知名度和认可度方面具有显著优势。 根据权威行业调研机构日本富士经济报告测算,2024年全球导电型碳化硅衬底材料市场占有率,天岳先进(SICC)是全球排名第二的碳化硅衬底制造商,市场份额22.80%。公司及产品在国际市场具有较高的知名度。 3、报告期内新技术、新产业、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势3.1全球能源变革推动碳化硅产业发展。 在能源供给侧,能源变革强调减少对化石燃料的依赖,发展太阳能和风能等清洁、可再生能源。 自2019年至2023年,全球电力消费占全球总能源消费的比例由19.7%增长至21.2%。电力消费总量的增加使得电能利用效率变得尤为关键。凭借碳化硅材料高频、低损耗、耐高压、耐高温的优势,碳化硅功率半导体器件能够提升电力在生产和消费环节的转换效率,实现更小的系统体积和更高的功率密度,并减少对散热系统的需求,已经成为电动汽车、光伏储能系统、电力供应、数据中心等领域的“能效倍增器”,推动能源体系向低碳化跃迁。 3.2AI行业增长和创新扩大碳化硅市场发展增量空间。 AI目前正被融入行业和个人日常生活的各个方面,将对人类的发展产生深远的影响。并且随着大语言模型技术的进步,生成式AI具备更强的推理和智能化能力,将进一步加速AI的快速渗透。 作为支撑AI发展的重要基础设施,数据中心预计到2030年将占据全球电力消费的10%。相比传统硅基功率半导体器件,碳化硅基功率半导体器件能够提供更高的电力转换效率和更高的功率密度。 碳化硅基功率半导体器件在数据中心的应用是缓解全球AI电力供应挑战、实现数据中心低碳化的必然选择。此外,AI技术的发展不断催生AI智能产品创新,AI智能产品创新又同时催生了以碳化硅为代表的新型材料的应用机会。例如,碳化硅基材料的光波导应用于AI眼镜中可以实现更大的视场角和结构更简单的全彩显示,可减少AI眼镜的尺寸、重量以及制造成本和复杂性,并显著提升用户体验。 3.3对性能、效率、稳定性的更高要求驱动碳化硅功率半导体器件市场增长。 从2019年到2023年,全球碳化硅功率半导体器件行业市场规模显著增长,从5.1亿美元增加至27亿美元,复合年增长率达到52.2%。这一增长趋势不仅反映了碳化硅功率半导体器件市场的强劲需求,也直接推动了对碳化硅衬底的需求增长。随着碳化硅功率半导体器件在电动汽车、光伏风能、5G通信等战略性新兴产业中的广泛应用,衬底作为生产碳化硅器件的关键材料,其市场需求随之扩大。预计从2024年到2030年,碳化硅功率器件行业的市场规模将继续增长,复合年增长率为35.2%,预计到2030年市场规模将达到约197亿美元。全球碳化硅在整个功率半导体器件市场中的渗透率也显著提升,从2019年1.1%增长到2024年的6.5%,并预计到2030年将增长至22.6%。 3.4技术进步推动生产效率提高,降低生产成本,提升经济性和渗透率。 技术端晶体生长、切片、磨抛工艺的进步显著提升了碳化硅衬底的生产效率,并降低了生产成本。例如,晶体生长技术的进步推动8英寸导电型衬底实现量产,更大的可用衬底面积推动单位综合成本降低50%,并提升了衬底生产良率,进一步推动了衬底单位成本的下降。随着技术的不断进步和产能的扩大,预计碳化硅衬底的成本将进一步降低,经济性和市场渗透率将继续提升。 (四)核心技术与研发进展 1、核心技术及其先进性以及报告期内的变化情况 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、衬底加工及材料质量表征创新。公司的成功源于我们的专有技术,公司致力于自主研发,并形成一套全面的知识产权保护体系。 (1)碳化硅晶体生长过程中的缺陷控制技术 碳化硅材料中的缺陷包括微管、多型夹杂、位错等。微管是尺寸为几微米到数十微米的贯穿型缺陷,是器件的杀手型缺陷;碳化硅材料包含200多种晶体结构,为确保获得符合要求的晶体结构并避免产生多型夹杂等常见缺陷,精确控制温度、压力、气流等多种参数至关重要;碳化硅晶体生长热场中存在的温度梯度导致的热应力、生长过程中的温度、组分等波动也容易引入位错及点缺陷等缺陷,从而影响后续外延和器件的质量和性能。 我们(i)通过设计晶体成核工艺,控制籽晶界面处的均匀有序成核,实现了单一4H晶型和近零微管密度的晶体生长;(ii)通过热场结构和晶体生长腔室结构的设计,实现了高均匀性的晶体生长热场,有效降低了晶体生长内应力和位错等诱生缺陷,大幅度提高了晶体结晶质量;(iii)通过对贯穿型位错的产生及转化机制的研究,以及在位错消除工艺上的创新,实现了对螺型位错密度低于-2 -2 100cm以内以及最优质控制在1cm以下的高质量碳化硅衬底的商业化;及(iv)通过C/Si成分调节技术,实现了生长界面上C/Si组分的精准调控,确保对晶体内点缺陷的类型及浓度进行控制。该等技术使我们能够在高质量碳化硅晶体的连续生长过程中实现质量稳定可控。 (2)碳化硅晶体生长设备及热场设计制造技术 我们的碳化硅晶体生长设备采用高真空系统结构,可在实现极高真空度的同时保持极低的高温真空漏率,保证了碳化硅粉料及碳化硅晶体生长腔室的纯度。此外,我们对碳化硅晶体生长设备自动化程度进行不断提升,与晶体生长控制软件系统结合,可以实现晶体生长前的上料、封炉自动化控制,并可实现晶体生长过程中的炉温、真空度、气体流量等全参数实时监控,保证了晶体生长过程的稳定性和可控性。 碳化硅晶体生长热场是碳化硅晶体生长的核心,决定了晶体生长中温度的轴向和径向梯度、气相流场等关键反应条件。热场的配置核心是设置合理的轴向温度梯度和径向温度梯度,以保证热场内生长的晶体具有较小的原生内应力,同时具备合理可控的生长速率。我们的热场仿真建模团队,利用专业碳化硅热场仿真软件进行热场设计,可针对不同类型、不同尺寸的碳化硅晶体进行精确的热场仿真、建模和设计,从而满足晶体的生长技术需求。 (3)高纯碳化硅粉料制备技术 碳化硅粉料是碳化硅晶体生长的原料。由于合成环境的影响及原辅材料中本身含有不可去除的杂质,合成的碳化硅粉料中不可避免地引入较多杂质,直接影响晶体的纯度和电学性能。我们研制了高真空度的粉料反应腔室,使用了高纯度的石墨保温材料,设计了特殊反应工艺,从而获得了极高纯度碳化硅粉料颗粒,将粉料中主要电活性杂质浓度控制在0.05ppm以下。此外,经过破碎筛分和自研的清洗工艺后,可以获得不同粒度的粉料,从而保障了高质量碳化硅晶体的制备。 (4)精准杂质控制技术及电学性能控制技术 半导体电学性能取决于半导体材料中杂质的类型和浓度。为实现半绝缘型碳化硅衬底高阻电学特性,需要将晶体中的杂质浓度控制在极低的水平;为实现导电型碳化硅衬底低阻电学特性,则需要向晶体中引入高浓度的氮元素。因此,在生长过程中对进入到晶体中的杂质进行精准控制至关重要。 我们基于自主研制的高真空度单晶生长腔室和高纯度碳化硅粉料,进一步开发了晶体生长过程中的原位提纯技术和晶体生长界面的C/Si组分控制技术,有效降低了晶体中的杂质浓度并实现了对点缺陷种类和浓度的控制。此外,我们开发出创新性的电学性能控制技术,实现导电型碳化硅衬底均匀稳定的低阻电学特性,并将其面内电阻率均匀性控制在2%以内。 (5)碳化硅衬底超精密加工技术 我们的超精密加工技术包括: (i)高面型质量的碳化硅晶锭多线切片技术。碳化硅晶体的莫氏硬度为9.2,仅次于金刚石,是一种硬脆材料。我们开发出一种针对大尺寸晶体的分段式多线切片工艺。根据特定晶体类型,我们设计了最优的进刀曲线,从进刀到出刀阶段优化了晶体面型,从而降低切片的表面损伤。我们亦配制了独特的碳化硅晶体切片液,显著提升了切割效率。 (ii)高平整度、低粗糙度的全局磨抛技术。由于碳化硅晶体材料的物理性质和化学性质均非常稳定,使用传统半导体的磨抛方式效率极低,且难以保证表面加工质量。我们通过多年研究,研发了碳化硅磨抛工艺,最终可以获得光滑且高度平坦的碳化硅抛光表面。 (iii)碳化硅衬底表面清洗技术。化学机械抛光工艺后需要对碳化硅衬底进行最终清洗,去除表面亚微米级颗粒、沾污、金属离子等。我们自主研制了化学清洗液,开发了多步清洗工艺,有效去除衬底表面的微小颗粒及金属离子沾污,使客户能够开盒即用。 (6)液相法 有别于传统技术,我们的液相法涉及从熔融硅碳溶液中生长碳化硅晶体。该技术能够更好地控制生长参数,使晶体内的掺杂剂分布更加均匀,特别适用于高功率高耐压电子产品碳化硅晶体的生长。通过精细管理熔融物的温度及成分,我们可以生产出缺陷更少、电阻率更低、尺寸更大的碳化硅晶锭。液相法使我们能够生产无宏观缺陷的8英寸碳化硅衬底。 国家科学技术奖项获奖情况 √适用□不适用
√适用□不适用
报告期内,新申请发明专利和实用新型专利共75项,其中发明专利63项,实用新型12项。 截至报告期末,公司及下属子公司累计获得发明专利授权194项,实用新型专利授权308项,其中境外发明专利授权14项。 报告期内获得的知识产权列表
3、研发投入情况表 单位:元
□适用√不适用 研发投入资本化的比重大幅变动的原因及其合理性说明 □适用√不适用 4、在研项目情况 √适用□不适用 单位:元
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