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
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。
据中研产业研究院《2022-2027年碳化硅产业深度调研及未来发展现状趋势预测报告》分析:
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。
根据海关资料显示,2020年受到全球疫情影响,中国碳化硅进口量急剧下降,2020年中国碳化硅进口量为1624.7吨,同比下降72.89%,随着疫情态势的放缓,中国碳化硅进口量有一定的恢复,2021年中国碳化硅进口量为3873.5吨,同比增长138.41%,增长可观。
根据海关资料显示,中国碳化硅从2017年至2020年出口量呈现下降态势,2021年中国碳化硅出口量恢复为374.8万吨,同比增长55%,2022上半年中国碳化硅出口量为199.1万吨。可以看出中国碳化硅并不依赖于进口,出口量远远大于进口量。
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。
随着电动汽车和光伏、风电等新能源产业对大功率、低能耗、小体积功率器件需求的不断提高,碳化硅也随之迎来了属于它“高光时刻”。业内机构预估,2022年车用SiC功率元件市场规模将达到10.7亿美元,至2026年将攀升至39.4亿美元。面对巨大的市场需求,全球碳化硅市场牵起了扩产浪潮。
业内人士表示,未来几年内,可再生能源发电及储能、电动汽车及相关基础设施的商业机会巨大。意法半导体也表示,“现在的新车,只要能用碳化硅的地方,便不会再用传统功率器件”。
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产业详情分析,可以点击查看中研普华研究报告《2022-2027年碳化硅产业深度调研及未来发展现状趋势预测报告》。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。报告将帮助碳化硅企业、学术科研单位、投资企业准确了解碳化硅行业最新发展动向,及早发现碳化硅行业市场的空白点,机会点,增长点和盈利点……准确把握碳化硅行业未被满足的市场需求和趋势,有效规避碳化硅行业投资风险,更有效率地巩固或者拓展相应的战略性目标市场,牢牢把握行业竞争的主动权。形成企业良好的可持续发展优势。
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2022-2027年碳化硅产业深度调研及未来发展现状趋势预测报告
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