SiC材料优势、应用场景、降本限制因素及市场现状如何？

国产 SiC 器件竞争力日益提升。

1. SiC 材料在性能上具备优势

SiC 是第三代半导体材料，与 Si 材料相比，SiC 在禁带宽度、击穿场强、 漂移饱和速度等性能上具备优势，且传统车载硅基器件往往受到 600V 电压限制，因此在未来“800V 高压平台”普及的时代之下，SiC 器件凭借耐高压、耐高温、低损耗特性有望迎来产业化放量阶段。

2. 新能源汽车为导电型碳化硅器件主要应用场景，市场规模占比 超 70%

根据电阻性能不同，SiC 器件可分为导电型碳化硅功率器件和半绝缘型 碳化硅射频器件。导电型碳化硅功率器件需要在导电型衬底上生长出碳 化硅外延，再进一步加工成 MOSFET、IGBT 等器件，半绝缘型碳化硅 基射频器件通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长出氮化镓外延，进而制成 HEMT 等氮化镓射频器件。导电型碳化硅器件主要应用于新能源汽车、 光伏、工业、轨道交通等领域，半绝缘型碳化硅基射频器件主要应用于 5G 通信、车载通信、航空航天等领域。 新能源汽车为导电型碳化硅器件主要应用场景，市场规模占比超 70%。 据 Yole 统计，2022 年导电型碳化硅器件市场规模 17.94 亿美元，并预计 2028 年将达到 89.06 亿美元，CAGR 达 32%；其中，新能源汽车导电型 碳化硅器件市场规模达 12.56 亿美元，占总市场 70%。随着 800V 高压 平台放量，主驱逆变器、DC/DC 等部件将进一步促进 SiC 器件在新能源 汽车领域的渗透。

3. 衬底、外延技术迭代与量产能力是 SiC 器件降本主要限制因素

在 SiC 器件的产业链中，衬底和外延是价值量最大的两个环节。衬底在 SiC 器件成本占比超过 45%，良率与产能仍为器件发展的限制 条件，国内头部企业市场份额正逐渐扩大。衬底作为 SiC 器件中最具价 值量的环节之一，大部分市场份额常年被海外巨头占据。随着近年国内 衬底企业在产能和良率上的持续进步，国产衬底产业存在较大增长空间： 日本权威行业调研机构富士经济公布了《2024 年版新一代功率器件&相 关市场现状和展望》报告，报告测算得到天岳先进导电型碳化硅衬底材 料市场占有率排名全球第二，仅次于 Wolfspeed。通过国内产能持续爬坡， 国际上与英飞凌、博世等海外企业的陆续合作，天岳先进业务的快速发 展一定程度上反映了我国 SiC 衬底行业正走向成熟。 拉晶技术受到限制，大尺寸衬底进度仍与国际厂商存在较大差距。 Wolfspeed 于 2022 年成为全球首个能实现 8 英寸 SiC 晶圆量产能力的企 业，而到目前为止，国内厂商在单晶衬底方面仍以 4 英寸、6 英寸为主。 2022 年起，国内部分企业相继发布 8 英寸衬底小批量研制，但尚未实现 8 英寸衬底的量产。SiC 长晶的难点主要在于高温环境下的工艺控制， SiC 的熔点约为 2700 度，相比之下 Si 的熔点仅在 1410 摄氏度左右，SiC 需要设备具备承受极高温度并能长时间保持均匀性的特性，这对设备以 及拉晶工艺提出了极大的挑战。

SiC 外延双寡头统领全球市场格局，国内龙头产能处于扩张阶段，出货 量已为行业前列。SiC 外延属于产业链第二大价值量环节，在 SiC 器件 中占据了 25%以上的成本。从市场格局来看，Wolfspeed 与昭和电工占 据全球超过 90%市场份额；国内龙头企业东莞天域、翰天天成多期外延 产能正逐渐投产，目前距离国际产能水平仍有差距，但部分企业在出货 量上已经展露出一定优势，如翰天天成 2022 年出货量超 11 万片，已为 市场领先水平。

4. SiC 器件市场长期被国外巨头占据，国内厂商加强国际合作，车 规级产品有望爆发

器件处于 SiC 产业链的中游环节，同 800V 高压平台直接相关，是影响 800V 车型量产最为关键的因素之一。 欧美日厂商引领全球市场，技术迭代+产线完备打造行业优势。根据 Yole 2021 年数据统计，意法半导体、英飞凌、Wolfspeed、罗姆、安森美、三 菱电机占据 SiC 功率器件 99%市场份额。以业内龙头意法半导体为例， 该公司占据全球 41%的市场份额，其下产品包括 SiC 二极管、SiC MOSFET、SiC 模块和 SiC 晶圆等，覆盖了从 600V 到 1700V 的不同电 压等级，其 SiC MOSFET 采用平面技术，目前已有 650 万辆纯电动汽车 搭载其 SiC MOSFET 产品，应用场景包括电驱逆变器、车载充电机、 DC/DC 等，将于 2024 年量产第四代产品。

海外厂商加大国内市场布局，国内厂商 SiC 器件厂商机遇与挑战并存。 海外厂商起步早，产业链布局完善，目前仍在加大在中国市场的产业链 布局，对国内厂商形成了有力竞争；同时，近年来业内龙头厂商逐渐加 强与国内厂商在器件设计、制造、封测环节上的合作，这有利于国内车 载器件厂商技术迭代与研发，在 SiC 上车起量的关键阶段，国内厂商面 临着机遇与挑战并存的局面。国内与国外厂商在中国市场同步加大投入 将在未来推动中国车载 SiC 器件市场迎来放量阶段。

国内企业设计工艺持续精进，产能稳步爬坡，国内 SiC 功率器件迎来车 规产品大爆发。国内头部 IDM 厂商在产能上持续扩张，并在导通电阻、 开关性能等工艺方面取得进展，持续迭代，助力产品升级换代。同时， 2023 年国内众多中小企业开始入局车规级 SiC MOSFET 产品，其中，导 通电阻最低可达 6 mΩ，已达业内领先水平，市场中也有越来越多的 Tier One 和整车厂接受国产车规 SiC 功率器件，车规 SiC 器件有望迎来大爆 发。