海外加緊開發(fā)新一代電動車功率半導(dǎo)體 碳化硅成核心材料

• 李波 2023年6月28日 來源：中研普華集團(tuán)、央視財(cái)經(jīng)、中研網(wǎng) 246 8
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據(jù)行業(yè)媒體集微網(wǎng)消息，日本國內(nèi)的半導(dǎo)體制造商正在加緊開發(fā)新一代能夠控制電動汽車能耗的功率半導(dǎo)體，旨在降低EV耗電量，且都將目光投向以碳化硅(SIC)作為基板材料的功率半導(dǎo)體。

據(jù)行業(yè)媒體集微網(wǎng)消息，日本國內(nèi)的半導(dǎo)體制造商正在加緊開發(fā)新一代能夠控制電動汽車能耗的功率半導(dǎo)體，旨在降低EV耗電量，且都將目光投向以碳化硅(SIC)作為基板材料的功率半導(dǎo)體。

據(jù)浙商證券介紹，碳化硅作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料的代表，在熱導(dǎo)率、抗輻射能力等關(guān)鍵參數(shù)方面具有顯著優(yōu)勢，全球碳化硅市場呈美國、歐洲、日本三足鼎立的格局。

碳化硅器件下游應(yīng)用領(lǐng)域包括電動汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、5G通信等，其中新能源汽車為最大終端應(yīng)用市場，下游領(lǐng)域占比達(dá)80%。

中信證券指出，碳化硅在高功率應(yīng)用上替代硅基產(chǎn)品具有強(qiáng)確定性，預(yù)計(jì)未來幾年行業(yè)將保持高增速，在新能源車中，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、車載充電系統(tǒng)、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將構(gòu)成SiC最大市場。

預(yù)計(jì)2025年中國導(dǎo)電型碳化硅需求量將達(dá)202萬片，對應(yīng)未來三年復(fù)合年化增長率為65.53%，對應(yīng)導(dǎo)電型SiC襯底市場需求約100億元。

公司方面，申萬宏源表示包括：襯底高壁壘：天岳先進(jìn)、東尼電子，

國內(nèi)最早具備SiC全產(chǎn)業(yè)鏈一體化布局：三安光電。

隨著國家“新基建”戰(zhàn)略的實(shí)施，碳化硅半導(dǎo)體將在5G基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心等新基建領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

“十四五”戰(zhàn)略規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)提出，要加速推動碳化硅等第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

從產(chǎn)業(yè)前景來看，由于碳化硅等新材料在第三代半導(dǎo)體中應(yīng)用最廣，工藝最為成熟，產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)最快，因此也和多個(gè)市場產(chǎn)生交集。

碳化硅，是一種無機(jī)物，化學(xué)式為SiC，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。

碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中，碳化硅為應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。

中國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。

SiC具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導(dǎo)率高、電子飽和漂移速率高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)勢，更適用于高壓、高溫、高頻環(huán)境。目前海外廠商仍占主導(dǎo)，2021年全球SiC襯底市場僅美國廠商就占據(jù)逾76%的份額。

碳化硅市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大

隨著電動汽車、新能源、5G通信乃至云計(jì)算的加速普及，全球市場對功率半導(dǎo)體的需求快速飆升。

以碳化硅(SiC)為代表的第三代化合物半導(dǎo)體具有耐高壓、低損耗、高頻三大優(yōu)勢，能顯著提升模組效率并減少體積。全球碳化硅市場正處于高速成長階段。

和傳統(tǒng)元器件相比，碳化硅元器件可以讓光伏逆變器擁有更大的功率，更高的效率，更小的體積和更低的成本。

尤其是在規(guī)?；瘧?yīng)用開發(fā)中，隨著組串式逆變器成為主流，大量使用碳化硅元器件配置更為靈活，安裝更為便捷。

自2022年以來，應(yīng)用于光伏逆變器領(lǐng)域的碳化硅市場規(guī)模正在持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2025年，市場規(guī)模將達(dá)到3.14億美元，2019—2025年六年復(fù)合增長率將高達(dá)17%。

受到市場與國家政策的雙向驅(qū)動，目前碳化硅賽道的產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)正在持續(xù)發(fā)力。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2026年中國碳化硅行業(yè)競爭格局及發(fā)展趨勢預(yù)測報(bào)告》顯示：

碳化硅下游應(yīng)用廣泛，新能源汽車、光伏等驅(qū)動行業(yè)成長。SiC產(chǎn)業(yè)鏈包括上游SiC襯底材料的制備、中游外延層生長、器件制造以及下游應(yīng)用市場。

從下游應(yīng)用看，SiC襯底可分為半絕緣性襯底和導(dǎo)電性襯底，其中半絕緣SiC襯底主要用于制作微波射頻器件，用于5G通訊、雷達(dá)等高頻需求領(lǐng)域，導(dǎo)電型襯底則用于制作功率器件，用于新能源汽車、光伏發(fā)電等高壓需求領(lǐng)域。

近年來，國家陸續(xù)出臺政策鼓勵碳化硅行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新，疊加碳化硅襯底向大尺寸演進(jìn)，有效提升材料使用率，以及晶棒、襯底良率持續(xù)提升，未來碳化硅器件的生產(chǎn)成本有望持續(xù)下降，預(yù)計(jì)在高電壓場景中將先具備替代優(yōu)勢。

隨著國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品得到驗(yàn)證進(jìn)程加速，下游廠商認(rèn)可程度不斷提升，海外企業(yè)與國內(nèi)企業(yè)差距相對縮小，國產(chǎn)市場具備廣闊的市場空間。

碳化硅行業(yè)前景洞察

近年來，國家陸續(xù)出臺政策鼓勵SiC行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新，疊加SiC襯底向大尺寸演進(jìn)，有效提升材料使用率，以及晶棒、襯底良率持續(xù)提升，未來碳化硅器件的生產(chǎn)成本有望持續(xù)下降，預(yù)計(jì)在高電壓場景中將先具備替代優(yōu)勢。

半導(dǎo)體、碳化硅一直是國家的重點(diǎn)關(guān)注的高科技行業(yè)之一，從“十五”開始，發(fā)展集成電路、元器件等規(guī)劃就提上了日程，隨后產(chǎn)業(yè)升級、科技進(jìn)步成為了國家戰(zhàn)略性政策中長期占據(jù)主導(dǎo)地位的規(guī)劃。

從“十三五”開始，先進(jìn)半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展被明確寫入規(guī)劃中，而“十四五”出臺后，圍繞新一代半導(dǎo)體、碳化硅等材料的一系列促進(jìn)性政策的發(fā)布可以看出碳化硅行業(yè)將成為國家未來的戰(zhàn)略性行業(yè)之一。

從各省市主要政策目標(biāo)的規(guī)劃來看，全國主要省市的政策方向主要從加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)基礎(chǔ)和提升碳化硅產(chǎn)品性能兩個(gè)方面入手。

北京率先發(fā)展碳化硅等第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的要求，上海將戰(zhàn)略發(fā)力點(diǎn)著重于碳化硅、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品的具體性能，其他區(qū)域如湖北、浙江等地則提出加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)發(fā)展，提升國際競爭力、破解“卡脖子”難題等。

目前，我國碳化硅產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于高速發(fā)展時(shí)期，它的快速發(fā)展也帶動原材料與設(shè)備兩個(gè)千億級產(chǎn)業(yè)，鏈接多個(gè)核心市場。

以光伏領(lǐng)域?yàn)槔?，CASA 數(shù)據(jù)評估：預(yù)計(jì)到2025年，碳化硅功率器件在光伏逆變器中的占比將高達(dá)50%。綜合統(tǒng)計(jì)新增和更換兩大市場，屆時(shí)我國光伏領(lǐng)域碳化硅的需求量將達(dá)到16萬片。

隨著碳化硅行業(yè)競爭的不斷加劇，大型企業(yè)間并購整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國內(nèi)外優(yōu)秀的碳化硅企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的分析研究，特別是對當(dāng)前市場環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究，以期提前占領(lǐng)市場，取得先發(fā)優(yōu)勢。

正因?yàn)槿绱?，一大批?yōu)秀品牌迅速崛起，逐漸成為行業(yè)中的翹楚。

更多行業(yè)詳情請點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2026年中國碳化硅行業(yè)競爭格局及發(fā)展趨勢預(yù)測報(bào)告》。

中研普華利用多種獨(dú)創(chuàng)的信息處理技術(shù)，對碳化硅行業(yè)市場海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務(wù)，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)營成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競爭力。

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