碳化硅行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析2023

• 陳觀秋 2023年1月10日 來(lái)源：百度 744 44
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碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料，優(yōu)勢(shì)突出，擁有良好的發(fā)展前景，在新能源汽車領(lǐng)域?qū)?huì)是主要的驅(qū)動(dòng)力。早期碳化硅主要應(yīng)用于LED燈和避雷針等，碳化硅在電子行業(yè)中主要用作于拋光膜。碳化硅半導(dǎo)體在軍事、航空航天信息通訊、微波設(shè)備都均有大量應(yīng)用。在未來(lái)，碳化硅單晶襯

碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料，優(yōu)勢(shì)突出，擁有良好的發(fā)展前景，在新能源汽車領(lǐng)域?qū)?huì)是主要的驅(qū)動(dòng)力。早期碳化硅主要應(yīng)用于LED燈和避雷針等，碳化硅在電子行業(yè)中主要用作于拋光膜。碳化硅半導(dǎo)體在軍事、航空航天信息通訊、微波設(shè)備都均有大量應(yīng)用。在未來(lái)，碳化硅單晶襯底材料大尺寸化獲將成為主要的發(fā)揮趨勢(shì)。

碳化硅行業(yè)概況

碳化硅化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好。此外，碳化硅的硬度很大，莫氏硬度為9.5級(jí)，僅次于世界上最硬的金剛石(10級(jí))，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能。

目前中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)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(qiáng)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(zhì)合金、鈦合金和光學(xué)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(dǎo)體材料，是我國(guó)重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性和基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。為加快推進(jìn)第三代半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展，國(guó)家層面先后印發(fā)《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2019版)》、《“戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料”重點(diǎn)專項(xiàng)2020年度項(xiàng)目》等鼓勵(lì)性、支持性政策。作為第三代半導(dǎo)體核心材料，碳化硅產(chǎn)業(yè)將在政策支持下加速發(fā)展。

碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈

碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈分為襯底材料制備、外延層生長(zhǎng)、器件制造以及下游應(yīng)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(xué)氣相沉積法(CVD法)等生成外延片，最后制成相關(guān)器件。在SiC器件的產(chǎn)業(yè)鏈中，由于襯底制造工藝難度大，產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值量主要集中于上游襯底環(huán)節(jié)。

隨著碳化硅下游市場(chǎng)的超預(yù)期發(fā)展，碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的景氣程度有望持續(xù)向好，碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)也將直接受益于行業(yè)發(fā)展。

碳化硅行業(yè)現(xiàn)狀

第三代半導(dǎo)體材料引發(fā)全球矚目，碳化硅成為半導(dǎo)體技術(shù)研究前沿和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，美、日、歐等國(guó)都在積極進(jìn)行戰(zhàn)略部署。當(dāng)前，國(guó)際上第三代半導(dǎo)體材料、器件已實(shí)現(xiàn)了從研發(fā)到規(guī)模性量產(chǎn)的成功跨越，并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展階段，在新能源汽車、高速軌道交通、5G通信、光伏并網(wǎng)、消費(fèi)類電子等多個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用突破。2020年以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛將半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)上升到國(guó)家安全戰(zhàn)略層面，考慮以國(guó)家級(jí)力量進(jìn)行技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、原材料、生產(chǎn)制造等多維度、全方位的部署。

據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2022-2026年中國(guó)碳化硅行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》分析：

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

碳化硅行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

中國(guó)碳化硅企業(yè)分布主要集中在華東地區(qū)，在西部甘肅、寧夏等地也形成了一定的聚集效應(yīng)。目前江蘇地區(qū)的企業(yè)最多，超過(guò)1200家企業(yè)，河南、寧夏等地碳化硅企業(yè)通常超過(guò)1000家。從整體規(guī)模來(lái)看，碳化硅企業(yè)分布較為廣泛，企業(yè)數(shù)量較多。碳化硅器件領(lǐng)域代表性的企業(yè)中，目前來(lái)看在國(guó)際上技術(shù)比較領(lǐng)先的是美國(guó)的Wolfspeed，其覆蓋了整個(gè)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的上下游(襯底-外延-器件)，具有核心的技術(shù)。國(guó)內(nèi)廠商主要有中電55所、中電13所、世紀(jì)金光、揚(yáng)杰科技、中車時(shí)代電氣、嘉興斯達(dá)、河南森源、常州武進(jìn)科華等。

碳化硅市場(chǎng)規(guī)模

第三代半導(dǎo)體是國(guó)家2030規(guī)劃和“十四五”國(guó)家研發(fā)計(jì)劃確定的重要發(fā)展方向，是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)彎道超車的機(jī)會(huì)，要重點(diǎn)扶持、協(xié)同攻關(guān)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，可以在國(guó)內(nèi)重點(diǎn)扶植3-5家世界級(jí)龍頭企業(yè)，加大整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條的合作力度。碳化硅為增速最快的功率器件，預(yù)計(jì)2025年全球碳化硅器件市場(chǎng)將超43億美元。碳化硅未來(lái)增量和存量市場(chǎng)上都會(huì)有爆發(fā)。

碳化硅行業(yè)前景分析

在全球低碳節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料憑借其高效率、高密度、高可靠等優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。

目前，我國(guó)的碳化硅功率芯片產(chǎn)品以二極管產(chǎn)品為主，在晶體管方面，若干單位具備一定的產(chǎn)品開發(fā)能力，正在進(jìn)入實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的初期。在國(guó)家科技項(xiàng)目和各級(jí)政府的支持下，目前國(guó)內(nèi)有多家企業(yè)和平臺(tái)正在建設(shè)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(chǎn)，將會(huì)大大提升國(guó)內(nèi)碳化硅功率芯片的產(chǎn)業(yè)化水平。

總體上看，碳化硅有一定優(yōu)勢(shì)，尤其在汽車領(lǐng)域把碳化硅的技術(shù)進(jìn)行快速迭代以后，未來(lái)還有光伏、風(fēng)電等更大的市場(chǎng)。

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  隨著碳化硅行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，大型企業(yè)間并購(gòu)整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的碳化硅企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的分析研究，特別是對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境和客戶需求趨勢(shì)變化的深入研究，以期提前...

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