2023年中國碳化硅產業鏈上中下游市場分析（附產業鏈全景圖）

2023-05-22 來源：中商產業研究院

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關鍵詞：碳化硅

中商情報網訊：碳化硅屬于第三代半導體材料，處于寬禁帶半導體產業的前端，是前沿、基礎的核心關鍵材料。在“碳達峰、碳中和”的大背景下，綠色電力、儲能、電動汽車等新能源行業迅猛發展，電氣化和能源的高效利用將推動碳化硅半導體行業快速發展。

一、產業鏈

碳化硅產業鏈上游為的襯底和外延環節；中游為器件和模塊制造環節，包括SiC二極管、SiCMOSFET、全SiC模塊、SiC混合模塊等；下游應用于5G通信、國防應用、數據傳輸、航空航天、新能源汽車、光伏產業、軌道交通、智能電網等領域。

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二、上游分析

1.成本結構

作為第三代半導體材料的典型代表，碳化硅材料被認為是功率半導體行業未來主要發展方向。從碳化硅器件的制造成本結構來看，襯底成本最大，占比達47%；其次是外延成本，占比為23%。這兩大工序制備難度大，技術和資金壁壘高，是行業發展的關鍵環節。

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2.碳化硅襯底市場規模

碳化硅襯底是一種由碳和硅兩種元素組成的化合物半導體單晶材料，按照電學性能的不同，碳化硅襯底可分為導電型碳化硅襯底和半絕緣型碳化硅襯底。根據Yole數據，2022年全球導電型碳化硅襯底和半絕緣型碳化硅襯底市場規模分別為5.12億美元和2.42億美元，預計到2023年市場規模將分別達到6.84億美元和2.81億美元。

數據來源：Yole、中商產業研究院整理

3.碳化硅襯底領域主要企業

碳化硅襯底的尺寸主要有2英寸（50mm）、3英寸（75mm）、4英寸（100mm）、6英寸（150mm）、8英寸（200mm）等規格。碳化硅襯底正在不斷向大尺寸的方向發展，目前行業內公司主要量產產品尺寸集中在4英寸及6英寸，8英寸處于研發階段。國內廠商中，天科合達、天岳先進為行業龍頭企業，2022年天岳先進碳化硅襯底產量7.11萬片，同比增長5.82%。

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4.碳化硅外延片價格

碳化硅外延片，是指在碳化硅襯底上生長了一層有一定要求的、與襯底晶相同的單晶薄膜（外延層）的碳化硅片。從價格來看，相較于成熟的硅片制造工藝，碳化硅外延短期內依然較為高昂。伴隨襯底價格降低，未來外延價格有下降趨勢。據CASA，2020年SiC外延片價格約為128元/平方厘米，預計到2025年價格將進一步下降，至2035年SiC外延片價格將降至90元/平方厘米。

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5.碳化硅外延片領域重點企業

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三、中游分析

1.碳化硅功率器件市場規模

碳化硅功率器件具有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等獨特優勢，將極大地提高現有使用硅基功率器件的能源轉換效率。隨著技術突破和成本的下降，碳化硅功率器件預計將大規模應用于電動汽車、充電樁、光伏新能源等各個領域。根據Yole數據，2022年全球碳化硅功率器件市場規模達14.72億美元，預計2023年市場規模將達到19.72億美元。

數據來源：Yole、中商產業研究院整理

2.碳化硅功率器件市場競爭格局

從市場競爭格局來看，全球碳化硅器件市場格局仍由海外巨頭主導，以意法半導體、英飛凌、科銳、羅姆半導體等為代表的企業占據了大部分市場份額。國內廠商中，比亞迪已經在整車中率先使用SiC器件，比亞迪半導體率先實現了SiC三相全橋模塊在電機驅動控制器中的大批量裝車。

數據來源：Yole、中商產業研究院整理

3.碳化硅基氮化鎵射頻器件規模

目前主流的射頻器件有砷化鎵、硅基LDMOS、碳化硅基氮化鎵等不同類型。碳化硅基氮化鎵射頻器件具有良好的導熱性能、高頻率、高功率等優勢，有望開啟廣泛應用。根據Yole數據，隨著通信基礎建設和軍事應用的需求發展，全球氮化鎵射頻器件市場規模將持續增長，預計到2023年其市場規模將達到14.18億美元。

數據來源：Yole、中商產業研究院整理

4.功率半導體市場規模

中國是全球功率半導體最大的需求國，新能源光伏發展帶動功率半導體需求的進一步提升，2022年中國功率半導體市場規模約191億美元，預計2023年以碳化硅為代表的第三代半導體將保持快速增長，到2027年市場規模有望達到238億美元。

數據來源：Omdia、中商產業研究院整理

5.行業上市企業

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6.企業熱力分布圖

資料來源：中商產業研究院整理

四、下游分析

1.應用規模

我國“十四五”規劃已將碳化硅半導體納入重點支持領域，隨著國家“新基建”戰略的實施，碳化硅半導體將在5G基站建設、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心等新基建領域發揮重要作用。數據顯示，2021年中國碳化硅電力電子器件應用市場規模達到71.10億元，同比增長51.9%，2022年進一步增至約99.55億元。