碳化硅行业现状及发展前景分析调研

• 方蔓桃 2023年2月10日 来源：百度 284 11
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碳化硅产业链分为衬底材料制备、外延层生长、器件制造以及下游应用。通常采用物理气相传输法(PVT法)制备碳化硅单晶，再在衬底上使用化学气相沉积法(CVD法)等生成外延片，最后制成相关器件。在SiC器件的产业链中，由于衬底制造工艺难度大，产业链价值量主要集中于上

碳化硅行业市场前景如何?碳化硅是一种无机物，化学式为 SiC，是用天然硅石、碳、木屑、工业盐作基本合成原料，在一种特殊的电阻炉中加热反应合成的。与前两代半导体材料相比，以碳化硅制成的器件拥有良好的耐热性、耐压性和极低的导通能量损耗，是制造高压功率器件与高功率射频器件的理想材料。因此，它也被称为突破性第三代半导体材料，下游应用包括新能源、光伏、储能、通信等领域。

我国自“十三五”时期开始，推进半导体领域的发展被明确写入规划中，而“十四五”时期，围绕新一代半导体、碳化硅等材料的一系列促进性政策的发布可以看出碳化硅行业将成为国家未来的战略性行业之一。

碳化硅作为第三代半导体材料，优势突出，拥有良好的发展前景，在新能源汽车领域将会是主要的驱动力。早期碳化硅主要应用于LED灯和避雷针等，碳化硅在电子行业中主要用作于抛光膜。碳化硅半导体在军事、航空航天信息通讯、微波设备都均有大量应用。在未来，碳化硅单晶衬底材料大尺寸化获将成为主要的发挥趋势。

碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好。此外，碳化硅的硬度很大，莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石(10级)，具有优良的导热性能。

目前中国工业生产的碳化硅分为黑碳化硅和绿碳化硅两种，都属于α-碳化硅。其中黑碳化硅含SiC约95%，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。绿碳化硅含SiC约97%以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。

碳化硅作为第三代半导体材料，是我国重点鼓励发展的产业，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性和基础性产业。为加快推进第三代半导体材料行业的发展，国家层面先后印发《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019版)》、《“战略性先进电子材料”重点专项2020年度项目》等鼓励性、支持性政策。作为第三代半导体核心材料，碳化硅产业将在政策支持下加速发展。

根据中研普华研究报告《2022-2026年中国碳化硅行业竞争格局及发展趋势预测报告》分析显示

碳化硅产业市场分析

碳化硅产业链分为衬底材料制备、外延层生长、器件制造以及下游应用。通常采用物理气相传输法(PVT法)制备碳化硅单晶，再在衬底上使用化学气相沉积法(CVD法)等生成外延片，最后制成相关器件。在SiC器件的产业链中，由于衬底制造工艺难度大，产业链价值量主要集中于上游衬底环节。

随着碳化硅下游市场的超预期发展，碳化硅产业链的景气程度有望持续向好，碳化硅衬底产业也将直接受益于行业发展。

第三代半导体材料引发全球瞩目，碳化硅成为半导体技术研究前沿和产业竞争焦点，美、日、欧等国都在积极进行战略部署。当前，国际上第三代半导体材料、器件已实现了从研发到规模性量产的成功跨越，并进入产业化快速发展阶段，在新能源汽车、高速轨道交通、5G通信、光伏并网、消费类电子等多个重点领域实现了应用突破。2020年以来，发达国家纷纷将半导体技术和产业上升到国家安全战略层面，考虑以国家级力量进行技术研发、产业链发展、原材料、生产制造等多维度、全方位的部署。

受新能源汽车行业庞大的需求驱动，以及光伏风电和充电桩等领域对于效率和功耗要求提升的影响，预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将达到62.97亿美元，2021-2027年的复合增速约为34%。

尽管如此，国内第三代半导体目前仍处于发展初期，尽管下游需求极其旺盛，上游衬底供应却受到设备禁运、生产耗材供给稀缺、工艺不成熟问题等掣肘，导致国内衬底企业产品出货较为艰难，成本居高不下。碳化硅衬底上游供应链的进一步国产化不仅仅是当前主流衬底企业降本增效的关键，更是未来更多产业玩家能否低门槛入局，共同做大市场的关键。

随着技术的成熟以及下游需求的快速增长，近年来全球各企业加速布局碳化硅行业，相继推出多款产品。从晶体管(SiC MOSFET)来看，2021年国际上共有10余家公司推出超过200款SiC MOSFET系列产品，击穿电压基本集中在650V和1200V。

碳化硅行业前景分析

以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体具备耐高压、耐高温、低损耗等特性，符合当前功率半导体器件的应用需求，正在逐步成长为市场聚焦的新赛道。

作为二十世纪最重要的新四大发明之一，也作为二十一世纪集成电路、芯片等载体的半导体，其重要性不言而喻。生活中小到手机、电脑，大到汽车、移动通讯等电子产品、设备，都与其无不相关。半导体材料作为半导体产业链上中游的重要组成部分，自然在半导体产品生产制造起到关键性作用。

伴随着第四次工业革命到来，大量新技术都需要依靠芯片来实现，但在过去的几十年间，中国的半导体材料过度依赖进口，无法自给自足的半导体产业限制了中国信息技术产业的发展。而伴随着“双碳”目标进入推进的关键阶段，先进半导体材料在诸多关键新材料中的地位也逐渐突出。

中国碳化硅企业分布主要集中在华东地区，在西部甘肃、宁夏等地也形成了一定的聚集效应。目前江苏地区的企业最多，超过1200家企业，河南、宁夏等地碳化硅企业通常超过1000家。从整体规模来看，碳化硅企业分布较为广泛，企业数量较多。碳化硅器件领域代表性的企业中，目前来看在国际上技术比较领先的是美国的Wolfspeed，其覆盖了整个碳化硅产业链的上下游(衬底-外延-器件)，具有核心的技术。国内厂商主要有中电55所、中电13所、世纪金光、扬杰科技、中车时代电气、嘉兴斯达、河南森源、常州武进科华等。

综合来看，碳化硅材料的特性决定了它将会逐步取代传统硅基，打开巨大的市场空间。碳化硅材料将在高温、高频、高频领域逐步替代硅，在 5G 通信、航空航天、新能源汽车、智能电网领域发挥重要作用。

第三代半导体是国家2030规划和“十四五”国家研发计划确定的重要发展方向，是我国半导体产业弯道超车的机会，要重点扶持、协同攻关第三代半导体产业，可以在国内重点扶植3-5家世界级龙头企业，加大整个产业链条的合作力度。碳化硅为增速最快的功率器件，预计2025年全球碳化硅器件市场将超43亿美元。碳化硅未来增量和存量市场上都会有爆发。

在全球低碳节能环保的大环境下，以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料凭借其高效率、高密度、高可靠等优势，发挥出越来越重要的作用。

目前，我国的碳化硅功率芯片产品以二极管产品为主，在晶体管方面，若干单位具备一定的产品开发能力，正在进入实现产业化的初期。在国家科技项目和各级政府的支持下，目前国内有多家企业和平台正在建设或已建成多条4~6英寸碳化硅芯片工艺线，这些工艺线的投产，将会大大提升国内碳化硅功率芯片的产业化水平。

总体上看，碳化硅有一定优势，尤其在汽车领域把碳化硅的技术进行快速迭代以后，未来还有光伏、风电等更大的市场。

想要了解更多碳化硅行业详情分析，可以点击查看中研普华研究报告《2022-2026年中国碳化硅行业竞争格局及发展趋势预测报告》。报告对中国碳化硅行业的内外部环境、行业发展现状、产业链发展状况、市场供需、竞争格局、标杆企业、发展趋势、机会风险、发展策略与投资建议等进行了分析，并重点分析了我国碳化硅行业将面临的机遇与挑战。

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