中商情報(bào)網(wǎng)訊：隨著新能源汽車、光伏風(fēng)能等新型發(fā)電以及5G通訊產(chǎn)業(yè)的市場的快速發(fā)展，碳化硅需求井噴式的爆發(fā)。目前整個(gè)車規(guī)級(jí)碳化硅行業(yè)發(fā)展前景非常好，廣州、深圳等很多地方都在發(fā)展碳化硅產(chǎn)業(yè)。

一、產(chǎn)業(yè)鏈

碳化硅產(chǎn)業(yè)上游通過原材料制成襯底材料然后制成外延材料；中游包括碳化硅器件、碳化硅功率半導(dǎo)體、碳化硅功率模塊；下游應(yīng)用于5G通信、新能源汽車、光伏、半導(dǎo)體、軌道交通、鋼鐵行業(yè)、建材行業(yè)等。

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、上游分析

1.碳化硅襯底材料

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，具備禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、臨界擊穿場強(qiáng)高、電子飽和漂移速率高等特點(diǎn)。根據(jù)下游應(yīng)用領(lǐng)域不同，可分類為導(dǎo)電型和半絕緣型。

在半絕緣型碳化硅襯底方面，2020年全球半絕緣型碳化硅襯底市場集中度較高，美國的Wolfspeed、II-IV以及國內(nèi)山東天岳三家獨(dú)大，占比合計(jì)高達(dá)98%。

數(shù)據(jù)來源：Yole，Wolfspeed，勢銀（TrendBank）、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

在導(dǎo)電型碳化硅襯底方面，2020年全球?qū)щ娦吞蓟枰r底美國的Wolfspeed一家獨(dú)大，市占率高達(dá)62%，II-VI、SiCrystal、SKSiltron、天科合達(dá)等企業(yè)瓜分剩余市場。

數(shù)據(jù)來源：Yole，Wolfspeed，勢銀（TrendBank）、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.外延材料

碳化硅外延片，是指在碳化硅襯底上生長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。在器件制備方面，由于材料的特殊性，器件過程的加工和硅不同的是，采用了高溫的工藝，包括高溫離子注入、高溫氧化以及高溫退火工藝。通常用化學(xué)氣相沉積（CVD）方法制造，根據(jù)不同的摻雜類型，分為n型、p型外延片。

3.重點(diǎn)企業(yè)分析

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

三、中游分析

1.碳化硅器件

（1）市場規(guī)模

碳化硅功率器件又稱電力電子器件，主要應(yīng)用于電力設(shè)備電能變換和控制電路方面的大功率電子器件，有功率二極管、功率三極管、晶閘管、MOSFET、IGBT等。

隨著技術(shù)突破和成本的下降，SiC器件預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來會(huì)大規(guī)模的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)數(shù)據(jù)，2018年和2021年碳化硅功率器件市場規(guī)模分別約4億和9.3億美元，復(fù)合增速約32.4%，按照該復(fù)合增速，中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)2022年碳化硅功率器件市場規(guī)模約10.9億美元。受益于5G通信、國防軍工、新能源汽車和新能源光伏等領(lǐng)域的發(fā)展，碳化硅器件市場規(guī)模增速可觀。

數(shù)據(jù)來源：Yole、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

（2）競爭格局

在功率器件端，目前意法半導(dǎo)體一家獨(dú)大，前幾位均為國外公司，國內(nèi)公司尚未形成一定市占率。

數(shù)據(jù)來源：Yole、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

（3）專利申請(qǐng)情況

2016年我國關(guān)于碳化硅的專利申請(qǐng)相較以往有了明顯增長，并在2018年達(dá)到頂峰，而在2019年碳化硅器件專利申請(qǐng)卻開始有了一定數(shù)量上的減少，為16項(xiàng)。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.碳化硅功率半導(dǎo)體

與硅基半導(dǎo)體材料相比，以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體材料具有高擊穿電場、高飽和電子漂移速度、高熱導(dǎo)率、高抗輻射能力等特點(diǎn)，適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。根據(jù)Omdia統(tǒng)計(jì)，2019年全球SiC功率半導(dǎo)體市場規(guī)模為8.9億美元，受益于新能源汽車及光伏領(lǐng)域需求量的高速增長，預(yù)計(jì)2024年全球SiC功率半導(dǎo)體市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)26.6億美元，年均復(fù)合增長率達(dá)到24.5%。

數(shù)據(jù)來源：Omdia、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3.碳化硅功率模塊

當(dāng)前碳化硅功率模塊主要有引線鍵合型和平面封裝型兩種。為了充分發(fā)揮碳化硅功率器件的高溫、高頻優(yōu)勢，必須不斷降低功率模塊的寄生電感、降低互連層熱阻，并提高芯片在高溫下的穩(wěn)定運(yùn)行能力。碳化硅功率模塊的封裝工藝和封裝材料基本沿用了硅功率模塊的成熟技術(shù)，在焊接、引線、基板、散熱等方面的創(chuàng)新不足，功率模塊雜散參數(shù)較大，可靠性不高。

目前碳化硅器件高溫、高功率密度封裝的工藝及材料尚不完全成熟。為了發(fā)揮碳化硅功率器件的高溫優(yōu)勢，必須進(jìn)一步研發(fā)先進(jìn)燒結(jié)材料和工藝，在高溫、高可靠封裝材料及互連技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)整體突破。

4.重點(diǎn)企業(yè)分析

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

5.企業(yè)熱力分布圖

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

四、下游分析

1.5G通信

近年來，5G基站建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)。2021年全國5G基站為142.5萬個(gè)，全年新建5G基站超65萬個(gè)。截至2022年3月末，我國5G基站總數(shù)達(dá)155.9萬個(gè)，占移動(dòng)基站總數(shù)的15.5%，占比較上年末提高1.2個(gè)百分點(diǎn)。其中一季度新建5G基站13.4萬個(gè)。

數(shù)據(jù)來源：工信部、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.新能源汽車

2022年4月，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成31.2萬輛和29.9萬輛，同比分別增長43.9%和44.6%。1-4月，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成160.5萬輛和155.6萬輛，同比均增長1.1倍。

數(shù)據(jù)來源：中汽協(xié)、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3.光伏

2021年，我國新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量約5300萬千瓦，連續(xù)9年穩(wěn)居世界首位；新增裝機(jī)容量達(dá)5493萬千瓦，同比增長14%。截至2021年底，光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到3.06億千瓦，突破3億千瓦大關(guān)，連續(xù)7年穩(wěn)居全球首位。最新數(shù)據(jù)顯示，2022年1-4月中國光伏發(fā)電裝機(jī)容量約3.4億千瓦，同比增長23.6%。光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量約1688萬千瓦，同比增加980萬千瓦。

數(shù)據(jù)來源：國家能源局、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理