碳化硅（SiC）行业深度：市场空间、未来展望、产业链及相关公司深度梳理-230925（36页）.pdf

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1、 1/36 2023 年年 9月月 25 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 碳化硅碳化硅（SiC）行业深度：市场空间、未来行业深度：市场空间、未来展望、产业链及相关公司深度梳理展望、产业链及相关公司深度梳理 近年来，随着 5G、新能源等高频、大功率射频及电力电子需求的快速增长，硅基半导体器件的物理极限瓶颈逐渐凸显，如何在提升功率的同时限制体积、发热和成本的快速膨胀成为了半导体产业内重点关注的问题，以碳化硅为首的第三代半导体材料在这一趋势下逐渐从科研走向产业化，并成为替代部分硅基功率器件的明确趋势。然而，目前行业仍存在一些挑战和改进的空间。未来需要对产业链各

2、环节进行优化和改进。下面，我们将从半导体材料的发展过程入手，介绍碳化硅作为第三代半导体材料的优势，同时对半导体器件进行分类。此外，我们将对碳化硅产业链各环节进行深入梳理，分析国内外的发展状况，并展望未来的发展趋势。通过这些信息，希望能够为大家了解碳化硅行业提供帮助。目录目录 一、概述.1 二、行业现状及市场空间.4 三、相关政策.7 四、产业链分析.8 五、未来展望.30 六、相关公司.31 七、参考研报.36 一、一、概述概述 1、半导体材料发展过程半导体材料发展过程 根据研究和规模化应用的时间先后顺序，业内将半导体材料划分为三代。第一代半导体（间接带隙第一代半导体（间接带隙&窄带隙）：窄带

3、隙）：1950 年起，以硅（Si）为代表的半导体材料取代了笨重的电子管，推动了以集成电路为核心的微电子产业迅速发展。硅材料属于间接带隙（电子跃迁至导带时需要改变动量，光利用率低）且带隙窄（不耐压），适用于低压、低频、中功率集成电路，在光电子领域和高频高功率器件方面受限。第二代半导体（直接带隙第二代半导体（直接带隙&窄带隙）：窄带隙）：1990 年起，以砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）为代表的半导体材料崭露头角，属于直接带隙且具有相对宽的带隙，载流子速度更快、噪音更低。其适用于制作高速、2/36 2023 年年 9月月 25 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 高频、大功率以及发光电

4、子器件，但受限于材料本身，难以满足更高功率、更高电压、更高频率的器件需求。第三代半导体（直接带隙第三代半导体（直接带隙&宽带隙）：宽带隙）：近年来，以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）为代表的半导体材料备受关注。碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料的代表，在禁带宽度、击穿电场、热导率、电子饱和速率、抗辐射能力等关键参数方面具有显著优势，满足了现代工业对高功率、高电压、高频率高功率、高电压、高频率的需求，主要被用于制作高速、高频、大功率及发光电子元器件。2、SiC 作为第三代半导体材料优势明显作为第三代半导体材料优势明显 SiC 作为第三代半导体材料具备诸多显著优势：（1）耐高压：）耐高压：SiC

5、材料相比于 Si 材料具有 10 多倍的击穿场强，因此可以通过更低的电阻率和更薄的漂移层实现更高的击穿电压，相同的耐压值下，SiC功率模块导通电阻/尺寸仅为 Si 的 1/10，功率损耗大幅减少。（2）耐高频：）耐高频：SiC 材料不存在电流拖尾现象，能够提高元件的开关速度，是硅（Si）开关速度的 3-10倍，从而适用于更高频率和更快的开关速度。（3）耐高温：）耐高温：SiC 材料具有禁带宽度大(约 Si 的 3 倍)、热导率高(约 Si 的 3.3 倍），熔点高(2830，约 Si-1410的两倍)的特点，因此 SiC 器件在减少电流泄露的同时大幅提高工作温度。3/36 2023 年年 9月

6、月 25 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 SiC 不同晶体结构性能各异，不同晶体结构性能各异，4H-SiC 综合性能最佳。综合性能最佳。SiC 由于 C 原子和 Si 原子结合方式多样，有 200多种同质异型晶体结构，其中 6H-SiC 结构稳定，发光性能好，适合光电子器件；3C-SiC饱和电子漂移速度高，适合高频大功率器件；4H-SiC 电子迁移率高、导通电阻低、电流密度高，适合电力电子器件。4H-SiC 是目前综合性能最好、商品化程度最高、技术最成熟的第三代半导体材料，是制造高压、高温、抗辐照功率半导体器件的理想材料。3、碳化硅器件定义及分类碳化硅器件定义及分类 生产碳化硅器件