国内碳化硅产能供需持续紧缺 全球碳化硅功率器件市场复合增长率

国内碳化硅产能供需持续紧缺

5月31日，纬湃科技与安森美宣布了一项价值19亿美元(约17.5亿欧元)的碳化硅产品10年期供应协议，并向安森美提供2.5亿美元(2.3亿欧元)的投资，用于采购碳化硅晶圆生长、晶圆生产以及外延片等所需的新设备，以提前锁定碳化硅的产能。

越来越多的行业巨头选择强强联手，共同打造长远稳定供应链的局面;另一方面，在碳化硅整体供不应求的前提下，海外龙头因为工厂延期导致扩产不及预期，进一步加剧了供需的紧张状态，对于国内厂商或存在一个订单外溢的市场空间，未来随着国内厂商的良率提升叠加国内下游客户要求供应链自主可控的意愿下，国内功率器件厂商有望迎来迅速增长。

碳化硅作为第三代半导体材料拥有良好的发展前景，新能源汽车是其核心驱动力，其次为光伏及工控领域的器件应用。

市场分析机构Yole预计，全球碳化硅功率器件市场将从2021年的10.90亿美元增长至2027年的62.97亿美元，年复合增长率达34%。集邦咨询则预计2026年车用碳化硅器件市场将达到39.4亿美元。

全球碳化硅功率器件市场供应问题

3月初，埃隆·马斯克在投资者大会上宣布：未来要削减特斯拉75%的碳化硅用量。而当年正是特斯拉率先在Model 3主驱的逆变器上使用碳化硅，一手开辟了碳化硅“上车”的先河。

业内分析，特斯拉之所以弃“碳”而行，可能是出于成本、产能等多方位考量做出的无奈选择。有消息人士分析，此举与其碳化硅供应商有很大关系，也有人认为电动汽车巨头担心碳化硅良品率低和供应能力不足。

碳化硅单晶制备一直是全球性难题，晶体生长工艺的稳定性难以保证。碳化硅整个产业链大致上可以分成衬底、外延、器件3类厂商，然而在这一环接一环的生产程序上，目前每个环节的良品率都不是很高，生产的衬底很难合格，导致最终的器件成本极高，同时性能也不稳定，产量难以保证。

新能源汽车对碳化硅的需求量很大，而供应又迟迟跟不上车企产能扩张的节奏。有国内碳化硅头部厂商表示：“我们目前没有多余碳化硅产能外供，虽然特斯拉喊出‘减碳’，但实际上碳化硅的使用量在逐年增加并没有减少，市场需求强劲。”

江西新能源科技职业学院新能源汽车技术研究院院长张翔也表示：“相较于传统硅材料，碳化硅材料性质更匹配高压平台，具备耐压能力强、效率高、体积小等优势，当前仍是新能源车电驱动方案的最优选择。”

由此可见，减用碳化硅只是新能源汽车企业出于精打细算的综合抉择，并不是改弦更张、另起炉灶。

根据中研普华研究院《2022-2026年中国碳化硅行业竞争格局及发展趋势预测报告》显示：

碳化硅应用前景广阔，国内企业也看准了这个赛道。“但是碳化硅晶体生长极其困难，20世纪90年代只有少数发达国家掌握晶体生长和加工技术，我国碳化硅技术起步相对较晚，目前国内企业正在碳化硅领域奋起直追。”陈小龙说。

以6英寸碳化硅衬底为例，国内良品率大概有40%，海外有60%～70%。另外，碳化硅半导体场效应晶体管分为平面类和沟槽类，在同等条件下，沟槽类更具备成本和性能优势，但国内企业需要跨过巨大的专利鸿沟。

业内人士指出，当前碳化硅的下游需求依旧旺盛，特别是车用级碳化硅衬底产能仍偏紧，国内业界对于碳化硅国产替代的呼声非常高。国家也意识到了这个问题，在《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中提出，将加速推动以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体新材料新技术产业化进程，催生一批高速成长的新材料企业。更值得注意的是，目前已有要对中国禁售碳化硅等产业高精尖设备的迹象，所以碳化硅国产化之路势在必行。

现在业内已经纷纷行动起来，布局碳化硅产业，加入碳化硅的国产化队伍。据不完全统计，2022年国内新立项、签约的碳化硅项目投资额超过476亿元，而2018年这个数字还只有50亿元。

业内人士指出，随着未来两三年产能密集释放，国内碳化硅市场供需将会趋于平衡，成本将加速下降。届时，国内碳化硅中低端产品的市场竞争或将更加激烈，业内需要在技术突破上重点发力，实现弯道超车和自主可控，缩小与国际巨头的差距，争取在碳化硅高端市场分得一杯羹。

功率半导体正从传统硅基功率器件IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(金氧半场效晶体管)，走向以SiC(碳化硅)和GaN(氮化镓)为代表的时代。

在这条赛道上，企业融资并购、厂商增资扩产、新玩家跑步入场、新项目不断涌现。

多位长期关注功率半导体发展的专业人士对《中国经营报》记者表示，伴随着 5G、物联网、新能源等行业的迅速发展，具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、热导率、电子饱和速率及抗辐射能力的碳化硅、氮化镓等为代表的第三代半导体材料进入快速发展阶段，市场前景广阔。

由于 SiC器件具有耐高温、低损耗、导热性良好、耐腐蚀、强度大、高纯度等优点，并且在禁带宽度、绝缘击穿场强、热导率以及功率密度等参数方面要远远优于传统硅基半导体。

与碳化硅一样，氧化镓同样被业内所看好，但是，氧化镓还有诸多技术瓶颈待突破。比如，由于高熔点、高温分解以及易开裂等特性，大尺寸氧化镓单晶制备较难实现，距离真正规模化、商业化量产还需要一定时间。

根据TrendForce集邦咨询《2023 SiC功率半导体市场分析报告》，随着Infineon、ON Semi等与汽车、能源业者合作项目明朗化， 2023年整体SiC功率元件市场规模有望增长至22.8亿美元，年成长率为41.4%。同时，受惠于电动汽车及可再生能源等下游主要应用市场的强劲需求，2026年SiC功率元件市场规模有望达到53.3亿美元。另Yole数据显示，预计到2023年，全球碳化硅材料渗透率有望达到3.75%。

海内外巨头也纷纷锚定了这一蓝海市场。汽车半导体芯片巨头瑞萨电子在日前宣布，将于2025年开始使用SiC来生产降低损耗的下一代功率半导体产品，计划在目前生产硅基功率半导体的群马县高崎工厂进行量产，但具体投资金额和生产规模尚未确定。

值得注意的是，瑞萨电子此前很少涉及SiC相关业务，不过，作为新玩家，瑞萨社长兼CEO柴田英利表示，“在功率半导体上、我们起步非常慢。客户对瑞萨IGBT的评价非常高、会将这些评价活用至SiC业务上。现在SiC市场仍小，但将来毫无疑问会变得非常大。”

《2022-2026年中国碳化硅行业竞争格局及发展趋势预测报告》由中研普华研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。