SiC定义、优势及产业链梳理

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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。

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。

SiC上游产业链包括原材料、衬底材料及外延材料，中游包括芯片结构设计、芯片制造、器件及模块， 下游应用领域包括太阳能光伏、半导体行业、汽车行业、轨道交通行业、5G基站、建材行业和钢铁行业。

 SiC的生产有着一百多年的历史，早期应用于LED（发光二极管）和避雷器。1989年，B. Jayant Baliga （NCSU）首次描述了SiC用于电力电子设备的好处。SemiSouth Laboratories在2008年推出了第一款商用 JEFT（结型场效应管），Cree则于2011年推出了第一个SiC功率MOSFET。

 以SiC为代表的第三代宽禁带半导体电力电子器件已实现商品化，目前SiC器件在600V-1700V中低压领域 实现了产业化，国际巨头Wolfspeed、罗姆、英飞凌等已批量供应额定电流40A的SiC SBD（肖特基二极 管）及MOSFET（场效应晶体管）产品。SiC的应用使得器件性能突破Si材料的理论极限，展现出巨大的 潜力。

从全球范围来看，SiC产业链的海外厂商有Wolfspeed（Cree）、罗姆、英飞凌、安森美、意法半导体、 贰陆等，国内厂商包括三安光电、天岳先进、天科合达、士兰微等。国际巨头纷纷布局SiC产业，SiC的 应用即将大规模放量成为行业共识。

碳化硅产业链中，衬底材料是产业链的基础，产业链价值占比达46%，处于核心地位。从SiC晶圆成本来 看，衬底成本占比44%，良率损失占比32%，提高良率是SiC降本的核心。

 据Wolfspeed预测，2022年SiC材料的市场规模为7亿美元，器件市场规模为43亿美元。2026年SiC材料的 市场规模达到17亿美元，器件市场规模将达到89亿美元。2022至2026年，材料市场规模年均复合增长率 为24.84%，超过器件市场规模的年均复合增长率。由此可见，SiC衬底产能的扩大对行业的发展有极大 的推动作用。