中商情報(bào)網(wǎng)訊：碳化硅屬于第三代半導(dǎo)體材料，處于寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的前端，是前沿、基礎(chǔ)的核心關(guān)鍵材料。在“碳達(dá)峰、碳中和”的大背景下，綠色電力、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等新能源行業(yè)迅猛發(fā)展，電氣化和能源的高效利用將推動(dòng)碳化硅半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展。

一、產(chǎn)業(yè)鏈

碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈上游為的襯底和外延環(huán)節(jié)；中游為器件和模塊制造環(huán)節(jié)，包括SiC二極管、SiCMOSFET、全SiC模塊、SiC混合模塊等；下游應(yīng)用于5G通信、國(guó)防應(yīng)用、數(shù)據(jù)傳輸、航空航天、新能源汽車、光伏產(chǎn)業(yè)、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。

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二、上游分析

1.成本結(jié)構(gòu)

作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，碳化硅材料被認(rèn)為是功率半導(dǎo)體行業(yè)未來(lái)主要發(fā)展方向。從碳化硅器件的制造成本結(jié)構(gòu)來(lái)看，襯底成本最大，占比達(dá)47%；其次是外延成本，占比為23%。這兩大工序制備難度大，技術(shù)和資金壁壘高，是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

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2.碳化硅襯底市場(chǎng)規(guī)模

碳化硅襯底是一種由碳和硅兩種元素組成的化合物半導(dǎo)體單晶材料，按照電學(xué)性能的不同，碳化硅襯底可分為導(dǎo)電型碳化硅襯底和半絕緣型碳化硅襯底。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2022年全球?qū)щ娦吞蓟枰r底和半絕緣型碳化硅襯底市場(chǎng)規(guī)模分別為5.12億美元和2.42億美元，預(yù)計(jì)到2023年市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到6.84億美元和2.81億美元。

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3.碳化硅襯底領(lǐng)域主要企業(yè)

碳化硅襯底的尺寸主要有2英寸（50mm）、3英寸（75mm）、4英寸（100mm）、6英寸（150mm）、8英寸（200mm）等規(guī)格。碳化硅襯底正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)公司主要量產(chǎn)產(chǎn)品尺寸集中在4英寸及6英寸，8英寸處于研發(fā)階段。國(guó)內(nèi)廠商中，天科合達(dá)、天岳先進(jìn)為行業(yè)龍頭企業(yè)，2022年天岳先進(jìn)碳化硅襯底產(chǎn)量7.11萬(wàn)片，同比增長(zhǎng)5.82%。

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4.碳化硅外延片價(jià)格

碳化硅外延片，是指在碳化硅襯底上生長(zhǎng)了一層有一定要求的、與襯底晶相同的單晶薄膜（外延層）的碳化硅片。從價(jià)格來(lái)看，相較于成熟的硅片制造工藝，碳化硅外延短期內(nèi)依然較為高昂。伴隨襯底價(jià)格降低，未來(lái)外延價(jià)格有下降趨勢(shì)。據(jù)CASA，2020年SiC外延片價(jià)格約為128元/平方厘米，預(yù)計(jì)到2025年價(jià)格將進(jìn)一步下降，至2035年SiC外延片價(jià)格將降至90元/平方厘米。

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5.碳化硅外延片領(lǐng)域重點(diǎn)企業(yè)

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三、中游分析

1.碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模

碳化硅功率器件具有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將極大地提高現(xiàn)有使用硅基功率器件的能源轉(zhuǎn)換效率。隨著技術(shù)突破和成本的下降，碳化硅功率器件預(yù)計(jì)將大規(guī)模應(yīng)用于電動(dòng)汽車、充電樁、光伏新能源等各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2022年全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)14.72億美元，預(yù)計(jì)2023年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到19.72億美元。

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2.碳化硅功率器件市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，全球碳化硅器件市場(chǎng)格局仍由海外巨頭主導(dǎo)，以意法半導(dǎo)體、英飛凌、科銳、羅姆半導(dǎo)體等為代表的企業(yè)占據(jù)了大部分市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)廠商中，比亞迪已經(jīng)在整車中率先使用SiC器件，比亞迪半導(dǎo)體率先實(shí)現(xiàn)了SiC三相全橋模塊在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器中的大批量裝車。

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3.碳化硅基氮化鎵射頻器件規(guī)模

目前主流的射頻器件有砷化鎵、硅基LDMOS、碳化硅基氮化鎵等不同類型。碳化硅基氮化鎵射頻器件具有良好的導(dǎo)熱性能、高頻率、高功率等優(yōu)勢(shì)，有望開(kāi)啟廣泛應(yīng)用。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，隨著通信基礎(chǔ)建設(shè)和軍事應(yīng)用的需求發(fā)展，全球氮化鎵射頻器件市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2023年其市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到14.18億美元。

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4.功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模

中國(guó)是全球功率半導(dǎo)體最大的需求國(guó)，新能源光伏發(fā)展帶動(dòng)功率半導(dǎo)體需求的進(jìn)一步提升，2022年中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模約191億美元，預(yù)計(jì)2023年以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體將保持快速增長(zhǎng)，到2027年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到238億美元。

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5.行業(yè)上市企業(yè)

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6.企業(yè)熱力分布圖

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四、下游分析

1.應(yīng)用規(guī)模

我國(guó)“十四五”規(guī)劃已將碳化硅半導(dǎo)體納入重點(diǎn)支持領(lǐng)域，隨著國(guó)家“新基建”戰(zhàn)略的實(shí)施，碳化硅半導(dǎo)體將在5G基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心等新基建領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)碳化硅電力電子器件應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到71.10億元，同比增長(zhǎng)51.9%，2022年進(jìn)一步增至約99.55億元。

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2.應(yīng)用結(jié)構(gòu)

中國(guó)碳化硅功率器件應(yīng)用規(guī)模快速增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素之一是新能源汽車市場(chǎng)的快速滲透。2021年，新能源汽車占下游應(yīng)用市場(chǎng)的份額為38%。其次是消費(fèi)類電源，占比為22%；光伏逆變器占據(jù)著15%的份額。

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