碳化硅行业深度：碳化硅核心优势、产业链及相关公司深度梳理-220829（25页）.pdf

1、 1/25 2022 年年 8 月月 29 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：核心优势、产业链及相关公司深度核心优势、产业链及相关公司深度梳理梳理 随着新能源汽车赛道爆发，碳化硅市场进入蓬勃发展阶段。碳化硅作为目前半导体产业最热门的赛道之一，吸引了众多半导体大厂以及初创新锐力量参与其中。中国当下的智能汽车变革浪潮，为碳化硅行业的发展带来了新的机遇和新的挑战。那么，碳化硅行业有怎样的发展历程？核心优势又有哪些？产业链构成那么，碳化硅行业有怎样的发展历程？核心优势又有哪些？产业链构成及相关公司都有哪些值得关注的？及相关公司都有哪些值得关注的？当

2、前市场空间及预期前景又是怎样的呢？通过下文分条缕析的分析相信我们能够对碳化硅行业窥知一二。当前市场空间及预期前景又是怎样的呢？通过下文分条缕析的分析相信我们能够对碳化硅行业窥知一二。一、一、碳化硅碳化硅发展发展历史历史及半导体材料演变及半导体材料演变 1.碳化硅发展历程碳化硅发展历程 碳化硅是由美国人艾奇逊在 1891 年电熔金刚石实验时，在实验室偶然发现的一种碳化物，当时误认为是金刚石的混合体，故取名金刚砂，1893 年艾奇逊研究出来了工业冶炼碳化硅的方法，也就是大家常说的艾奇逊炉，一直沿用至今。自碳化硅被发现后数十年，发展进程一直较为缓慢。直到科锐（现更名为 Wolf speed）成立并开

3、始碳化硅的商业化，碳化硅行业在此后 25 年开始进入快速发展阶段。2.半导体材料演变半导体材料演变 半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料。核心分为以下三代：1)1)第一代元素半导体材料：第一代元素半导体材料：硅（Si）和锗(Ge)；为半导体最常用的材料，起源于 20 世纪 50 年代，奠定了微电子产业的基础。2/25 2022 年年 8 月月 29 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2)2)第二代化合物半导体材料：第二代化合物半导体材料：砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等；是 4G 时代的大部分通信设备的材料，起源于 20 世纪 90 年代，奠定了信息产业的基础。3)3

4、)第三代宽禁带材料：第三代宽禁带材料：碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（ALN）、氧化镓（Ga2O3）等，近 10年世界各国陆续布局、产业化进程快速崛起。其中，碳化硅（SiC）为第三代半导体材料核心。核心用于功率+射频器件，适用于 600V 以上高压场景，包括光伏、风电、轨道交通、新能源汽车、充电桩等电力电子领域。9WuYeX9UvXgVuUcVbRcMaQtRoOnPoMlOnNwOfQoMxO7NnMqQNZnOrQuOtPmN 3/25 2022 年年 8 月月 29 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 二、碳化硅核心优势二、碳化硅核心优势 第三代半导体性能突出，高功率

5、、高频高压高温场景优势明显。以碳化硅、氮化镓为代表的新一代宽禁带半导体材料，相较于传统的硅基半导体，禁带宽度大，具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等特点，可以在减少能量损失的同时极大地降低材料使用体积。在高频、高压、高温等工作场景中，第三代半导体材料具有易散热、小体积、低能耗、高功率等明显优势。第三代半导体经典的应用是碳化硅。碳化硅，是一种无机物，化学式为 SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。在 C、N、B 等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，

6、可以称为金钢砂或耐火砂。SiC 碳化硅是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一：由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料。相比传统的硅材料（Si），碳化硅（SiC）的禁带宽度是硅的 3 倍；导热率为硅的 4-5 倍；击穿电压为硅的 8-10 倍；电子饱和漂移速率为硅的 2-3 倍。核心优势体现在：1.耐高压特性耐高压特性 更低的阻抗、禁带宽度更宽，能承受更大的电流和电压，带来更小尺寸的产品设计和更高的效率；2.耐高频特性耐高频特性 SiC 器件在关断过程中不存在电流拖尾现象，能有效提高元件的开关速度（大约是 Si 的 3-10 倍），适用于更高频率和更快的开关速度；3.耐高温特性耐高