2022年中国碳化硅产业链梳理及市场供给需求前景分析报告（37页）.pdf

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1、2022 年深度行业分析研究报告 PWlZdUmUMBbWqXtYaQaOaQtRnNoMmOfQrQmMeRrQrN8OmMxOuOqMwPwMsPtN产业链概况：高压性能击中新能源痛点产业链概况：高压性能击中新能源痛点 定义：碳化硅（SiC）是由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料，是第三代半导体材料，因具备宽禁带特性，也被称为宽禁带半导体材料。优势：SiC材料具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等特性,以SiC材料制成的半导体器件相比硅基器件具有耐高压、耐高温、功耗低、体积小、重量轻等优势。SiC产业链主要包括衬底、外延、器件制造及下游应用四大环节。Si

2、CSiC产业链概况产业链概况三代半导体材料的指标参数对比：三代半导体材料的指标参数对比：指标参数指标参数第一代第一代第二代第二代第三代第三代材料材料硅（硅（SiSi）砷化镓（砷化镓（GaAsGaAs）磷化铟（磷化铟（InPInP）碳化硅（碳化硅（SiCSiC）氮化镓（氮化镓（GaNGaN）禁带宽度（eV）1.121.431.33.23.4饱和电子漂移速率（107cm/s）1.01.02.02.51.0热导率（Wcm-1K-1）1.50.540.74.91.3击穿电场强度（MV/cm）0.30.40.52.83.3介电常数11.913.110.810.19最高工作温度/175350-600800

3、电力电子技术表：表：三代半导体材料的指标参数对比三代半导体材料的指标参数对比图：半导体材料图：半导体材料对比对比图：硅基图：硅基IGBTIGBT与碳化硅与碳化硅MOSFETMOSFET对比对比Si IGBTSiC MOSFET40kHz开关频率开通损耗关断损耗导通损耗 SiCSiC产业链概况产业链概况 衬底：衬底即通过沿特定的结晶方向将晶体切割、研磨、抛光，得到具有特定晶面和适当电学、光学和机械特性，用于生长外延层的洁净单晶圆薄片，可分为半绝缘型及导电型。外延：外延即在晶片的基础上，经过外延工艺生长出的特定单晶薄膜，衬底晶片和外延薄膜合称外延片。若外延薄膜和衬底的材料相同，称为同质外延片，若不

4、相同，称为异质外延片。器件：SiC器件主要分为功率器件和微波射频器件，分别由同质外延片和异质外延片加工而成，其中功率器件主要包含SiC二极管、SiC晶体管（SiC-MOSFET/SiC-BJT/SiC-IGBT等），主要用于高温、高压场景，下游应用涵盖新能源汽车、光伏发电等领域。微波射频器件主要包含HEMT等，主要用于高频、高温场景，下游应用涵盖5G通讯、卫星、雷达等领域。图：图：SiC晶片用途晶片用途图：图：SiCSiC衬底分类衬底分类产品种类产品种类图示图示产品用途产品用途半绝缘型通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成HEMT 等微波射频器件，应

5、用于信息通讯、无线电探测等领域。导电型通过在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层，制得碳化硅同质外延片，可进一步制成肖特基二极管、MOSFET、IGBT 等功率器件，应用在新能源汽车，轨道交通以及大功率输电变电等领域。需求端：电动车技术升级拉动市场扩容，低耗优势契需求端：电动车技术升级拉动市场扩容，低耗优势契合能源发展潮流合能源发展潮流 SiCSiC市场空间：电动汽车成需求扩容最大推力，节能减排顺应发展潮流市场空间：电动汽车成需求扩容最大推力，节能减排顺应发展潮流 目前SiC的主要应用于汽车、能源、工业、交通运输、通信等领域，主要产品形式有电动车逆变器、车载充电器、DC/DC变换器；充电装置；光

6、电能量转换器和铁路。这些应用的首代技术在2017-2018年已实现了商业化，并已进入快速增长阶段，最快将在2023年实现商业价值，预计2024-2026年这些应用将实现大规模出货。SiC市场空间有望快速扩张。根据Yole预测，2021年到2027年，SiC器件市场规模将由10.9亿美元增长至63.0亿美元，CAGR将超过34%。据三安光电预测，2025年碳化硅在高压平台需求量将达到219万片，中高压平台需求将达到437万片。而2025年碳化硅衬底/芯片的产能预计为242-282万片，预计存在约400万片的产能缺口。、三安光电、长城证券研究院图：图：SiCSiC下游应用下游应用图：图：SiCSi