碳化硅市場現狀調研 碳化硅產業正處于高速發展時期

• 黃文玉 2023年1月28日 來源：互聯網 235 7
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碳化硅主要有四大應用領域，即：功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供應，不能算高新技術產品，而技術含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。

‘十四五’規劃和2035年遠景目標綱要”提出，我國將加速推動以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體新材料新技術產業化進程，催生一批高速成長的新材料企業。半導體產業發展至今經歷了3個階段，第一代半導體材料以硅為代表;第二代半導體材料砷化鎵也已經廣泛應用;而以碳化硅為代表的第三代半導體材料，相較前兩代產品性能優勢顯著。

碳化硅由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好，除作磨料用外，還有很多其他用途，例如：以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機葉輪或汽缸體的內壁，可提高其耐磨性而延長使用壽命1～2倍;用以制成的高級耐火材料，耐熱震、體積小、重量輕而強度高，節能效果好。低品級碳化硅(含SiC約85%)是極好的脫氧劑，用它可加快煉鋼速度，并便于控制化學成分，提高鋼的質量。此外，碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。

碳化硅主要有四大應用領域，即：功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供應，不能算高新技術產品，而技術含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。

根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國碳化硅行業市場全景調研及投資價值評估研究報告》顯示：

碳化硅是由美國人艾奇遜在1891年電熔金剛石實驗時，在實驗室偶然發現的一種碳化物，當時誤認為是金剛石的混合體，故取名金剛砂，1893年艾奇遜研究出來了工業冶煉碳化硅的方法，也就是大家常說的艾奇遜爐，一直沿用至今，以碳質材料為爐芯體的電阻爐，通電加熱石英SiO2和碳的混合物生成碳化硅。

碳化硅，是一種無機物，化學式為SiC，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。 中國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。

碳化硅行業市場發展現狀

碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①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。②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。此外還有立方碳化硅，它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體，用以制作的磨具適于軸承的超精加工，可使表面粗糙度從Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。純碳化硅為無色，而工業生產之棕至黑色系由于含鐵之不純物。晶體上彩虹般的光澤則是因為其表面產生之二氧化硅保護層所致

碳化硅分為黑碳化硅和綠碳化硅，2020年中國黑碳化硅產量為75萬噸，綠碳化硅產量為10.5萬噸，2021年中國黑碳化硅產量為90萬噸，綠碳化硅為11萬噸，產量相繼上漲。說明我國碳化硅行業發展前景及需求量較為良好。2021年，黑碳化硅產量約90萬噸，同比增長20%。其中甘肅48萬噸，寧夏29萬噸，內蒙古10萬噸，湖北及青海3萬噸。綠碳化硅產量約11萬噸，其中新疆10萬噸，四川1萬噸。

在目前整個碳化硅市場中，美、日、歐等外商仍占據主導地位。根據Wolfspeed、英飛凌、羅姆約占據90%的碳化硅市場份額，其中Wolfspeed是碳化硅襯底的主要供應商，占據了一半以上的碳化硅晶片市場。

根據海關資料顯示，2020年受到全球疫情影響，中國碳化硅進口量急劇下降，2020年中國碳化硅進口量為1624.7噸，同比下降72.89%，隨著疫情態勢的放緩，中國碳化硅進口量有一定的恢復，2021年中國碳化硅進口量為3873.5噸，同比增長138.41%，增長可觀。中國碳化硅從2017年至2020年出口量呈現下降態勢，2021年中國碳化硅出口量恢復為374.8萬噸，同比增長55%，2022上半年中國碳化硅出口量為199.1萬噸。可以看出中國碳化硅并不依賴于進口，出口量遠遠大于進口量。

目前我國在5G通信、電動汽車等新興產業的技術水平、產業化規模等方面都處于國際優勢地位，將促進我國上游半導體行業的持續發展，進一步提高國內半導體企業在國際市場的影響力，尤其對碳化硅器件將產生巨大的需求。

國內碳化硅產業還很不完善，從我國碳化硅進出口數量來看，我國碳化硅出口量遠大于進口量，據統計，截至2021年1-4月我國碳化硅進口量為0.05萬噸，同比下降45.24%，出口量為10.34萬噸，同比增長10.19%。中國海關顯示，2015-2021年間，中國碳化硅的進口均價波動較大，出口均價較為平穩。2021年中國碳化硅的進口均價為3.16美元/千克，較2020年減少1.71美元/千克;中國碳化硅出口均價為0.93美元/千克，較2020年減少0.11美元/千克。

數據顯示，2018-2020年和2021上半年晶棒良率分別為41%、38.57%、50.73%和49.90%，襯底良率分別為72.61%、75.15%、70.44%和75.47%，綜合良率目前大約為37.7%。說明中國碳化硅的技術級層面有限，目前還沒有找到能提高綜合良率的辦法。

根據工信部數據，2022年底5G基站總數將突破200萬個，中國5G基站也是碳化硅的重要下游產業的組成部門，2019年，中國5G基站數量為13萬臺，2022年上半年中國5G基站數量為185.4萬臺。

現在碳化硅產業正處于高速發展時期，大力發展碳化硅產業，可引領帶動原材料與設備兩個千億級產業，助力我國加快向高端材料、高端設備制造業轉型發展的步伐。5G通信、電動汽車等新興產業對碳化硅材料將產生巨大需求，大力發展碳化硅產業，可引領帶動原材料與設備兩個千億級產業，助力我國加快向高端材料、高端設備制造業轉型發展的步伐。

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