碳化硅行業現狀及發展前景分析調研

• 方蔓桃 2023年2月10日 來源：百度 284 11
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碳化硅產業鏈分為襯底材料制備、外延層生長、器件制造以及下游應用。通常采用物理氣相傳輸法(PVT法)制備碳化硅單晶，再在襯底上使用化學氣相沉積法(CVD法)等生成外延片，最后制成相關器件。在SiC器件的產業鏈中，由于襯底制造工藝難度大，產業鏈價值量主要集中于上

碳化硅行業市場前景如何?碳化硅是一種無機物，化學式為 SiC，是用天然硅石、碳、木屑、工業鹽作基本合成原料，在一種特殊的電阻爐中加熱反應合成的。與前兩代半導體材料相比，以碳化硅制成的器件擁有良好的耐熱性、耐壓性和極低的導通能量損耗，是制造高壓功率器件與高功率射頻器件的理想材料。因此，它也被稱為突破性第三代半導體材料，下游應用包括新能源、光伏、儲能、通信等領域。

我國自“十三五”時期開始，推進半導體領域的發展被明確寫入規劃中，而“十四五”時期，圍繞新一代半導體、碳化硅等材料的一系列促進性政策的發布可以看出碳化硅行業將成為國家未來的戰略性行業之一。

碳化硅作為第三代半導體材料，優勢突出，擁有良好的發展前景，在新能源汽車領域將會是主要的驅動力。早期碳化硅主要應用于LED燈和避雷針等，碳化硅在電子行業中主要用作于拋光膜。碳化硅半導體在軍事、航空航天信息通訊、微波設備都均有大量應用。在未來，碳化硅單晶襯底材料大尺寸化獲將成為主要的發揮趨勢。

碳化硅化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好。此外，碳化硅的硬度很大，莫氏硬度為9.5級，僅次于世界上最硬的金剛石(10級)，具有優良的導熱性能。

目前中國工業生產的碳化硅分為黑碳化硅和綠碳化硅兩種，都屬于α-碳化硅。其中黑碳化硅含SiC約95%，其韌性高于綠碳化硅，大多用于加工抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。綠碳化硅含SiC約97%以上，自銳性好，大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。

碳化硅作為第三代半導體材料，是我國重點鼓勵發展的產業，是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性和基礎性產業。為加快推進第三代半導體材料行業的發展，國家層面先后印發《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019版)》、《“戰略性先進電子材料”重點專項2020年度項目》等鼓勵性、支持性政策。作為第三代半導體核心材料，碳化硅產業將在政策支持下加速發展。

根據中研普華研究報告《2022-2026年中國碳化硅行業競爭格局及發展趨勢預測報告》分析顯示

碳化硅產業市場分析

碳化硅產業鏈分為襯底材料制備、外延層生長、器件制造以及下游應用。通常采用物理氣相傳輸法(PVT法)制備碳化硅單晶，再在襯底上使用化學氣相沉積法(CVD法)等生成外延片，最后制成相關器件。在SiC器件的產業鏈中，由于襯底制造工藝難度大，產業鏈價值量主要集中于上游襯底環節。

隨著碳化硅下游市場的超預期發展，碳化硅產業鏈的景氣程度有望持續向好，碳化硅襯底產業也將直接受益于行業發展。

第三代半導體材料引發全球矚目，碳化硅成為半導體技術研究前沿和產業競爭焦點，美、日、歐等國都在積極進行戰略部署。當前，國際上第三代半導體材料、器件已實現了從研發到規模性量產的成功跨越，并進入產業化快速發展階段，在新能源汽車、高速軌道交通、5G通信、光伏并網、消費類電子等多個重點領域實現了應用突破。2020年以來，發達國家紛紛將半導體技術和產業上升到國家安全戰略層面，考慮以國家級力量進行技術研發、產業鏈發展、原材料、生產制造等多維度、全方位的部署。

受新能源汽車行業龐大的需求驅動，以及光伏風電和充電樁等領域對于效率和功耗要求提升的影響，預計到2027年碳化硅功率器件的市場規模將達到62.97億美元，2021-2027年的復合增速約為34%。

盡管如此，國內第三代半導體目前仍處于發展初期，盡管下游需求極其旺盛，上游襯底供應卻受到設備禁運、生產耗材供給稀缺、工藝不成熟問題等掣肘，導致國內襯底企業產品出貨較為艱難，成本居高不下。碳化硅襯底上游供應鏈的進一步國產化不僅僅是當前主流襯底企業降本增效的關鍵，更是未來更多產業玩家能否低門檻入局，共同做大市場的關鍵。

隨著技術的成熟以及下游需求的快速增長，近年來全球各企業加速布局碳化硅行業，相繼推出多款產品。從晶體管(SiC MOSFET)來看，2021年國際上共有10余家公司推出超過200款SiC MOSFET系列產品，擊穿電壓基本集中在650V和1200V。

碳化硅行業前景分析

以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導體具備耐高壓、耐高溫、低損耗等特性，符合當前功率半導體器件的應用需求，正在逐步成長為市場聚焦的新賽道。

作為二十世紀最重要的新四大發明之一，也作為二十一世紀集成電路、芯片等載體的半導體，其重要性不言而喻。生活中小到手機、電腦，大到汽車、移動通訊等電子產品、設備，都與其無不相關。半導體材料作為半導體產業鏈上中游的重要組成部分，自然在半導體產品生產制造起到關鍵性作用。

伴隨著第四次工業革命到來，大量新技術都需要依靠芯片來實現，但在過去的幾十年間，中國的半導體材料過度依賴進口，無法自給自足的半導體產業限制了中國信息技術產業的發展。而伴隨著“雙碳”目標進入推進的關鍵階段，先進半導體材料在諸多關鍵新材料中的地位也逐漸突出。

中國碳化硅企業分布主要集中在華東地區，在西部甘肅、寧夏等地也形成了一定的聚集效應。目前江蘇地區的企業最多，超過1200家企業，河南、寧夏等地碳化硅企業通常超過1000家。從整體規模來看，碳化硅企業分布較為廣泛，企業數量較多。碳化硅器件領域代表性的企業中，目前來看在國際上技術比較領先的是美國的Wolfspeed，其覆蓋了整個碳化硅產業鏈的上下游(襯底-外延-器件)，具有核心的技術。國內廠商主要有中電55所、中電13所、世紀金光、揚杰科技、中車時代電氣、嘉興斯達、河南森源、常州武進科華等。

綜合來看，碳化硅材料的特性決定了它將會逐步取代傳統硅基，打開巨大的市場空間。碳化硅材料將在高溫、高頻、高頻領域逐步替代硅，在 5G 通信、航空航天、新能源汽車、智能電網領域發揮重要作用。

第三代半導體是國家2030規劃和“十四五”國家研發計劃確定的重要發展方向，是我國半導體產業彎道超車的機會，要重點扶持、協同攻關第三代半導體產業，可以在國內重點扶植3-5家世界級龍頭企業，加大整個產業鏈條的合作力度。碳化硅為增速最快的功率器件，預計2025年全球碳化硅器件市場將超43億美元。碳化硅未來增量和存量市場上都會有爆發。

在全球低碳節能環保的大環境下，以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導體材料憑借其高效率、高密度、高可靠等優勢，發揮出越來越重要的作用。

目前，我國的碳化硅功率芯片產品以二極管產品為主，在晶體管方面，若干單位具備一定的產品開發能力，正在進入實現產業化的初期。在國家科技項目和各級政府的支持下，目前國內有多家企業和平臺正在建設或已建成多條4~6英寸碳化硅芯片工藝線，這些工藝線的投產，將會大大提升國內碳化硅功率芯片的產業化水平。

總體上看，碳化硅有一定優勢，尤其在汽車領域把碳化硅的技術進行快速迭代以后，未來還有光伏、風電等更大的市場。

想要了解更多碳化硅行業詳情分析，可以點擊查看中研普華研究報告《2022-2026年中國碳化硅行業競爭格局及發展趨勢預測報告》。報告對中國碳化硅行業的內外部環境、行業發展現狀、產業鏈發展狀況、市場供需、競爭格局、標桿企業、發展趨勢、機會風險、發展策略與投資建議等進行了分析，并重點分析了我國碳化硅行業將面臨的機遇與挑戰。

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