碳化硅行業市場投資情況如何?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。
碳化硅行業市場投資情況如何?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。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。
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。
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。
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。
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。
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%,2021年中國碳化硅進口量為3873.5噸,同比增長138.41%。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。
從細分碳化硅行業來看,新能源產業鏈和充電基礎設施將為增長最快領域。
碳化硅行業器件主要應用在車載充電器、DC/DC轉換器和主驅逆變器上。在2017年之前車載充電器主要以SiCSBD為主,而在2017年后SiCSBD和SiCMOSFET的方案已經成熟。在2018年,DC/DC轉換器也由SiMOSFET逐漸變成以SiCMOSFET為主。
碳化硅功率器件主要應用于主驅逆變器、OBC、DC/DC車載電源轉換器和大功率DC/DC充電器領域。隨著未來800V電壓平臺推出,在大功率,大電流條件下減少損耗、增大效率和減小器件尺寸,電機控制器的主驅逆變器將不可避免從硅基IGBT替換為SiC基MOS模塊,存量替代市場空間巨大。特斯拉(Tesla)在2018年,將Model3車型的主驅動逆變器中已經使用了SiCMOSFET,將SiIGBT替換為。
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。目前整體產業鏈受限于SiC襯底產能、對襯底缺陷缺乏有效控制、向大尺寸襯底轉移等因素,同時在外延膜生產設備基本依靠海外、厚度與摻雜濃度均勻性等因素,外延生產同樣存在壁壘。多因素導致國內SiC市場短期仍表現為供不應求局面。
《2030年前碳達峰行動方案》也提出,“開展低碳零碳負碳關鍵核心技術攻關”。這為我國加大負碳技術創新力度、推進形成負碳產業、加快布局負碳經濟、積極構建負碳生態體系指明了方向。根據技術研發、應用的一般科學規律來推算,要在2060年前實現碳中和,則需要在2030年前完成對低碳技術、零碳技術、負碳技術的研究、開發和產品應用。這使得對負碳技術的創新、研發、儲備、推廣、應用顯得尤為迫切。
中研研究院出版的碳化硅行業投資價值評估分析
第一節 碳化硅產業發展的有利因素與不利因素分析
第二節 碳化硅產業發展的空白點分析
第三節 碳化硅投資回報率比較高的投資方向
第四節 碳化硅營銷分析與營銷模式推薦
圖表:2023-2027年中國碳化硅行業市場規模預測
碳化硅行業研究報告旨在從國家經濟和產業發展的戰略入手,預測未來業務的市場前景,以幫助客戶撥開政策迷霧,尋找行業的投資商機。報告在大量的分析、碳化硅行業預測的基礎上,研究了行業今后的發展與投資策略,為企業在激烈的市場競爭中洞察先機,根據碳化硅行業市場需求及時調整經營策略,為戰略投資者選擇恰當的投資時機和公司領導層做戰略規劃提供了準確的碳化硅行業市場情報信息及科學的決策依據。
更多碳化硅市場調研消息,可以點擊查看中研普華產業研究院的《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》。
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