2023年碳化硅衬底市场达107.2 万片 车规级碳化硅产品持续短缺

碳化硅受汽车电动化以及光伏产业拉动，行业依然持续升温。研究机构 TECHCET 日前预测，尽管全球经济普遍放缓，但 2023 年碳化硅衬底市场将持续强劲增长。

2023年碳化硅衬底市场达107.2 万片

数据显示，2022 年，碳化硅 N 型衬底市场比 2021 年增长约 15%，出货量达到总计 88.4 万片(等效 6 英寸)，预计该市场将在 2023 年进一步增长，达到 107.2 万片晶圆。2022-2027 年的整体复合年增长率估计约 17%。这使越来越多资金投入到碳化硅领域。

三安光电与意法半导体签署重庆市三安意法碳化硅项目合作协议，建设总额预计约达 32 亿美元，主要从事碳化硅外延、芯片生产，预计 2028 年全面落成达产后，8 英寸碳化硅晶圆产能将达 1 万片 / 周。此外，三安光电还将利用自有 SiC 衬底工艺，单独建造和运营一座新的 8 英寸碳化硅衬底制造厂，以满足合资厂的衬底需求。

除此之外，几家龙头大厂在上下游企业间的联动合作也愈发频繁。Wolfspeed 计划与汽车零部件供应商采埃孚合作，投资 30 亿美元在德国萨尔州建设半导体厂，此外还与梅赛德斯 - 奔驰达成合作，将为其供应碳化硅器件。日本材料供应商 Resonac 宣布，将在 2026 年前，把用于功率半导体的碳化硅外延片产能提高到每月 5 万片，达到目前水平的 5 倍，并且开始投资研发下一代 8 英寸碳化硅晶圆技术。英飞凌积极寻找碳化硅来源，已与我国的天科合达、天岳先进，日本的 Resonac 签署长期供货协议。

意法半导体汽车和分立器件产品部 ( ADG ) ，功率晶体管事业部市场沟通经理 Gianfranco DI MARCO 表示，由于碳化硅相对于硅材料的固有效率和性能优势，大多数应用市场，特别是在电动汽车、充电站、可再生能源系统等重要应用领域，对碳化硅芯片需求大幅增长。碳化硅器件的工作电压高，耐高温，功率损耗小，这些优点正在吸引开发者开发新一代系统，向智能绿色低碳经济发展。在电动汽车、充电桩、可再生能源系统等主要趋势推动下，碳化硅功率半导体市场将不断扩大。

当前从光伏到新能源汽车，碳化硅下游市场需求依旧旺盛，特别是车用级碳化硅衬底产能仍偏紧，国产碳化硅正在从产业化向商业化加速迈进。与此同时，今年国内碳化硅成本将加速下降，中低端产品竞争激烈，尚需加速缩小与国际巨头的技术差距。

国内碳化硅领域融资规模

2022年国内碳化硅领域融资超30起，合计金额超30亿元。今年一季度，7家碳化硅企业完成融资，涵盖碳化硅衬底、外延、器件等环节，合计融资额超20亿元。

碳化硅衬底片龙头企业一边降本增效，一边大幅扩产抢占市场份额。除了三安光电，天岳先进、露笑科技、东尼电子都宣布了数额可观的扩产计划。

当前碳化硅产品的确处于供不应求的状态，车规级器件更是持续缺货。供应紧张之下，国内外大公司寻求签订长单成为行业“新常态”。最新案例是，英飞凌与国内碳化硅公司天科合达、天岳先进签订长期协议，以获取高质量且具有竞争力的6英寸碳化硅晶圆和晶锭。

三安光电发展碳化硅业务，有决心更有信心。据林志东介绍，湖南三安是一个碳化硅全链整合超级工厂，囊括了碳化硅长晶、碳化硅衬底、碳化硅外延、碳化硅芯片、碳化硅封测等全产业链环节，项目总投资160亿元。此外，湖南三安还与理想汽车合资成立了苏州斯科半导体，规划年产240万只碳化硅半桥功率模块，目前该项目基础建设已完成。

当前碳化硅市场处于结构性缺货中，车规级产品持续短缺，风光储需求也在增长。博世中国执行副总裁徐大全也表示，由于新能源汽车快速发展，碳化硅芯片在未来2至3年都将呈现供不应求的态势。

一块主驱动需要48颗碳化硅芯片，一个车载充电器(OBC)需要6颗碳化硅二极管，而现在，一片碳化硅晶圆只够装备两辆电动汽车。假设到2025年全球新能源汽车销量是2000万辆，碳化硅器件渗透率达到30%至40%，那么对应的年缺口则为300万片6英寸晶圆。

巨大的市场缺口之下，国内外大公司寻求签订长单成为行业“新常态”。除了三安光电手握巨额订单，天岳先进与天科合达均于5月3日在官网披露，其与英飞凌签订了一份长期协议，为后者提供高质量且有竞争力的6英寸碳化硅衬底和晶棒，并助力其向8英寸碳化硅晶圆过渡。

同时，面对潜在的发展机遇，碳化硅公司纷纷加快“上车”(车规级应用)。林志东介绍，三安光电目前有7款产品通过车规级认证并开始逐步出货，其中在车载充电器(OBC)客户端处于验证导入阶段;车规级1200V MOSFET芯片已在战略客户处进行模块验证，预计2024年正式量产。斯达半导、士兰微、华润微也纷纷在2022年年报中披露了车规级碳化硅产品进展情况。

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：

光伏逆变器已经开始大规模使用碳化硅器件，碳化硅的耐高压优势使得其在风能、储能领域具有广阔应用前景。而在新能源汽车、风光储等行业需求拉动下，碳化硅公司相关业务正步入高速发展期。

三安光电披露，得益于光储、新能源汽车等下游渗透率提升，湖南三安2022年实现销售6.39亿元，同比增长909.48%。斯达半导披露，2022年，公司用于乘用车主控制器的车规级SiC MOSFET 模块开始大量“上车”，并新增多个使用车规级SiC MOSFET模块的800V系统的主电机控制器项目定点，预计2023年开始批量供货。

据不完全统计，2022年国内碳化硅领域融资超过30起，合计金额超过30亿元。今年一季度，7家碳化硅企业完成融资，涵盖碳化硅衬底、外延、器件等产业环节，合计融资金额超过20亿元。

其中，东莞市天域半导体科技有限公司(简称“天域半导体”)在2月初获得12亿元融资，居于融资额榜首。据悉，天域半导体本轮融资将继续用于碳化硅外延产线的扩产以及持续加大碳化硅大尺寸外延生长研发投入。就在1月18日，天域半导体的上市辅导备案获得广东证监局受理。

如今，从设备到衬底片、外延片、器件，碳化硅细分产业都在快速发展。为抢占发展先机，行业内头部公司纷纷扩产“圈地”。

国产碳化硅产业需求趋势不变

自2021年特斯拉开始将碳化硅器件使用到主驱动逆变器上，凭借更高的系统效率，碳化硅开启 “上车”进程。然而，今年3月份投资者日活动上，特斯拉方面却表示下一代汽车平台的动力总成中将减少75%的碳化硅使用，给整个产业“泼了一盆凉水”。尽管如此，碳化硅产业并未止步。

近期国际功率半导体巨头英飞凌拓展碳化硅材料供应商体系，签约国产碳化硅衬底头部产商天岳新进、天科合达。在业内人士看来，其重要性被业内认为堪比消费单子厂商纳入“苹果产业链”。

“能供货英飞凌证明国产碳化硅衬底在技术和产能上的进步。”集邦咨询化合物半导体分析师龚瑞骄向记者表示，无论市场需求情况还是国际巨头扩产趋势，碳化硅特别是车用类高端碳化硅产品仍处于高度景气。

有国产头部碳化硅厂商向记者表示：“我们目前是没有多余碳化硅产能再外供了，虽然特斯拉喊出‘减碳’，但碳化硅的使用量在逐年增加并没有减少，市场需求强劲。”据介绍，公司产品已经供给海外头部功率器件厂商。

在碳化硅产业链中，碳化硅衬底和外延片的价值量占比超过一半，并且成为决定碳化硅器件品质的关键，市场上由美国Wolfspeed(科锐公司)、Coherent(原贰陆公司)和日本罗姆等厂商垄断。碳化硅衬底单晶材料可分为导电型衬底和半绝缘型衬底。其中，导电型衬底主要应用于电动汽车、新能源、储能等碳化硅电力电子器件领域。

本次签约英飞凌的天岳先进，在从半绝缘型向导电型衬底转型布局，去年新建上海工厂已经完成第一阶段的机电安装，预计今年上半年实现量产交付。去年公司与国内外多家汽车电子、电力电子器件等领域的知名客户签署长期协议。

从产业链来看，今年国际碳化硅巨头扩张热情高涨。另外，汽车整车厂商并未放弃碳化硅的合作和方案创新。

今年来，宝马、极氪等与安森美达成碳化硅长期供货协议，Wolfspeed与梅赛德斯也达成碳化硅器件供应合作; 4月份小鹏正式推出了新一代技术平台SEPA 2.0扶摇全域智能进化架构，采取全域800V高压碳化硅平台，综合效率达92%;哪吒GT搭载800V碳化硅电驱;东风汽车发布马赫E品牌，将搭载自主开发的碳化硅控制器，还将于年底量产碳化硅模块。华为也发布了“DriveONE新一代超融合黄金动力平台”，搭载了高效碳化硅技术。

“碳化硅属于先进技术，除了特斯拉，当前大部分车企使用的比较少，未来也将继续增加碳化硅的使用量，而不会减少。”黄河科技学院客座教授张翔向记者表示，碳化硅具有耐高温、耐高压的特性，非常适用于高压场景，而且在主逆变器中，碳化硅模块和IGBT模块相比，能够提高约5%的系统效率。

有碳化硅厂商介绍，据了解特斯拉减碳75%的计划主要针对下一代生产低端车型的产线，而传统产线并不会减少用量，因此整体碳化硅的使用净增量有望提升25%。

集邦咨询今年一季度统计，国内如比亚迪汉EV、蔚来ET7、小鹏G9、吉利Smart精灵#1等量产车型均有搭载碳化硅器件，国产供应商包括比亚迪、斯达半导和芯聚能，加速了碳化硅功率模块在国内市场的发展。另外，国内外的主流车企都已经在布局800V平台，集微咨询预测到2025年800V碳化硅的方案渗透率超过15%。

《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。