一、SiC功率器件較Si器件具備多重優(yōu)勢
根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國碳化硅功率器件行業(yè)現狀深度研究與發(fā)展前景預測報告（2024-2031年）》顯示，碳化硅功率器件是以碳化硅材料為基礎制造的高性能半導體器件，包括二極管、晶體管以及功率模塊等多種類(lèi)型。
當前Si半導體已逼近物理極限，以SiC為代表的第三代半導體成為后摩爾時(shí)代半導體行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向之一，SiC材料擁有禁帶寬度大，具有擊穿電場(chǎng)高、熱導率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強等優(yōu)勢，因此采用第三代半導體材料制備的半導體器件不僅能在更高的溫度下穩定運行，適用于高電壓、高頻率場(chǎng)景，此外還能以較少的電能消耗，獲得更高的運行能力。
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二、下游推動(dòng)全球碳化硅功率器件產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程
下游新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)等發(fā)展對高頻、大功率射頻及電力電子需求的快速增長(cháng)，極大推動(dòng)了碳化硅的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。2019-2023年全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規模由5.8億美元增長(cháng)至19.72億美元，預計2024年全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規模將達26.23億美元，較上年同比增長(cháng)33.01%。
碳化硅下游應用情況
| 應用領(lǐng)域 | 應用情況 |
| 新能源汽車(chē) | 新能源汽車(chē)系統架構中涉及到功率半導體應用的組件包括:電機驅動(dòng)系統、車(chē)載充電系統(OBC)、電源轉換系統(車(chē)載DC/DC)和非車(chē)載充電樁。碳化硅功率器件應用于電機驅動(dòng)系統中的主逆變器,能夠顯著(zhù)降低電力電子系統的體積、重量和成本，提高功率密度。碳化硅器件應用于車(chē)載充電系統和電源轉換系統，能夠有效降低開(kāi)關(guān)損耗、提高極限工作溫度、提升系統效率，目前全球已有超過(guò)20家汽車(chē)廠(chǎng)商在車(chē)載充電系統中使用碳化硅功率器件。碳化硅器件應用于新能源汽車(chē)充電樁，可以減小充電樁體積，提高充電速度。 |
| 光伏發(fā)電 | 在光伏發(fā)電應用中,基于硅基器件的傳統逆變器成本約占系統10%左右，卻是系統能量損耗的主要來(lái)源之一。 使用碳化硅MOSFET或碳化硅MIOSFET與碳化硅SBD結合的功率模塊的光伏逆變器,轉換效率可從96%提升至99%以上，能量損耗降低50%以上，設備循環(huán)壽命提升50倍，從而能夠縮小系統體積、增加功率密度、延長(cháng)器件使用壽命、(降低生產(chǎn)成本。高效、高功率密度、高可靠和低成本是光伏逆變器的未來(lái)發(fā)展趨勢。在組串式和集中式光伏逆變器中，碳化硅產(chǎn)品預計會(huì )逐漸替代硅基器件。 |
| 軌道交通 | 軌道交通車(chē)輛中大量應用功率半導體器件，其牽引變流器、輔助變流器、主輔- -體變流器、電力電子變壓器、電源充電機都有使用碳化硅器件的需求。其中，牽引變流器是機車(chē)大功率交流傳動(dòng)系統的核心裝備,將碳化硅器件應用于軌道交通牽引變流器，能極大發(fā)揮碳化硅器件高溫、高頻和低損耗特性,提高牽引變流器裝置效率，符合軌道交通大容量、輕量化和節能型牽引變流裝置的應用需求，提升系統的整體效能。 |
| 智能電網(wǎng) | 相比其他電力電子裝置,電力系統要求更高的電壓、更大的功率容量和更高的可靠性，碳化硅器件突破了硅基功率半導體器件在大電壓、高功率和高溫度方面的限制所導致的系統局限性，并具有高頻、高可靠性、高效率、低損耗等獨特優(yōu)勢，在固態(tài)變壓器、柔性交流輸電、柔性直流輸電、高壓直流輸電及配電系統等應用方面推動(dòng)智能電網(wǎng)的發(fā)展和變革。 |
數據來(lái)源：觀(guān)研天下數據中心整理
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三、我國碳化硅功率器件行業(yè)在政策利好下將迎來(lái)發(fā)展機遇
我國碳化硅功率器件行業(yè)在相關(guān)政策利好下也將迎來(lái)發(fā)展機遇。近年來(lái)，國家相繼出臺了《基礎電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計劃(2021-2023年)》《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見(jiàn)》《電子信息制造業(yè)2023-2024年穩增長(cháng)行動(dòng)方案》等相關(guān)政策，為碳化硅功率器件行業(yè)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展環(huán)境。
我國碳化硅功率器件行業(yè)相關(guān)政策
| 時(shí)間 | 政策 | 主要內容 |
| 2023.08 | 《電子信息制造業(yè)2023-2024年穩增長(cháng)行動(dòng)方案》 | 梳理基礎電子元器件、半導體器件、光電子器件、電子材料、新型顯示、集成電路、智慧家庭、虛擬現實(shí)等標準體系，加快重點(diǎn)標準制定和已發(fā)布標準落地實(shí)施。 |
| 2023.08 | 《新產(chǎn)業(yè)標準化領(lǐng)航工程實(shí)施方案(2023-2035年)》 | 研制集成電路材料、專(zhuān)用設備與零部件等標準，制修訂設計工具、接口規范、封裝測試等標準，研制新型存儲、處理器等高端芯片標準，開(kāi)展人工智能芯片、車(chē)用芯片、消費電子用芯片等應用標準研究。研制智能傳感器、功率半導體器件、新型顯示器件等基礎器件標準，制修訂電連接器、纖維光學(xué)、微波器件以及印制電路等領(lǐng)域標準。 |
| 2023.06 | 《制造業(yè)可靠性提升實(shí)施意見(jiàn)》 | 電子行業(yè)重點(diǎn)提升電子整機裝備用SoC/MCU/GPU等高端通用芯片、氮化鎵/碳化硅等寬禁帶半導體功率器件、精密光學(xué)元器件、光通信器件、新型敏感元件及傳感器、高適應性傳感器模組、北斗芯片與器件、片式阻容感元件、高速連接器、高端射頻器件、高端機電元器件、LED芯片等電子元器件的可靠性水平。 |
| 2023.01 | 《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見(jiàn)》 | 加快功率半導體器件等面向光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、電力傳輸、新能源汽車(chē)、軌道交通推廣。提高長(cháng)壽命、高效率的LED技術(shù)水平，推動(dòng)新型半導體照明產(chǎn)品在智慧城市、智能家居等領(lǐng)域應用，發(fā)展綠色照明、健康照明。 |
| 2022.01 | 《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十四五”數字經(jīng)濟發(fā)展規劃的通知》 | 實(shí)施產(chǎn)業(yè)鏈強鏈補鏈行動(dòng),加強面向多元化應用場(chǎng)景的技術(shù)融合和產(chǎn)品創(chuàng )新，提升產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節競爭力，完善5G、集成電路、新能源汽車(chē)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)供應鏈體系。 |
| 2021.03 | 《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和2035年遠景目標綱要》 | 瞄準人工智能、量子信息、集成電路、生命健康、腦科學(xué)、生物育種、空天科技、深地深海等前沿領(lǐng)域，實(shí)施一 批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目。 |
| 2021.01 | 《基礎電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計劃(2021-2023年)》 | 重點(diǎn)發(fā)展微型化、片式化阻容感元件，高頻率、高精度頻率元器件，耐高溫、耐高壓、低損耗、高可靠半導體分立器件及模塊，小型化、高可靠、高靈敏度電子防護器件，高性能、多功能、高密度混合集成電路。 |
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從下游應用市場(chǎng)占比情況來(lái)看，新能源汽車(chē)應用占比最大，達到38%；其次是消費類(lèi)電源，占比為22%；光伏逆變器占比15%。
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四、碳化硅功率器件市場(chǎng)向意法半導體等海外巨頭集中，中國企業(yè)加速追趕
由于碳化硅晶片制造工藝難度大，研發(fā)時(shí)間長(cháng)，存在較高的技術(shù)門(mén)檻和人才門(mén)檻，全球碳化硅功率器件市場(chǎng)向等意法半導體、英飛凌、Wolfspeed、羅姆、安森美海外巨頭傾斜，行業(yè)集中度高，CR5達99%。
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目前，中國市場(chǎng)約80%的SiC晶圓和95%以上的器件，均由國外制造商提供，對外依賴(lài)度極高，不利于行業(yè)發(fā)展。近年來(lái)，我國本土企業(yè)如士蘭微、芯聯(lián)集成、斯達半導、華潤微等通過(guò)引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)或自主創(chuàng )新，不斷提升碳化硅產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，逐漸在國內外市場(chǎng)中占據一席之地。
我國碳化硅功率器件本土企業(yè)基本情況
| 企業(yè)名稱(chēng) | 簡(jiǎn)介 |
| 士蘭微 | 擬與廈門(mén)半導體投資集團有限公司、廈新翼科技實(shí)業(yè)有限公司共同向子公司廈廣]士蘭集宏半導體有限公司增資41.5億元并簽署《8英寸SiC功率器件芯片制造生產(chǎn)線(xiàn)項目之投資合作協(xié)議》。各方合作在廈門(mén)市海滄區合資經(jīng)營(yíng)項目公司“廈門(mén)士蘭集宏半導體有限公司”，以項目公司負責作為項目主體建設一條以SiC-MOSEFET為主要產(chǎn)品的8英寸sicC功率器件芯片制造生產(chǎn)線(xiàn)，產(chǎn)能規模6萬(wàn)片/月。第-期項目總投資70億元，第二期投資50億元。 |
| 芯聯(lián)集成 | 公司已經(jīng)突破應用于主驅的平面碳化硅(sic) MOSFET的技術(shù)，并已實(shí)現公司最新-代的碳化硅(SiC) MOSFET產(chǎn)品性能達到世界領(lǐng)先水平。同時(shí)，公司正在建設的國內第一 條8英寸碳化硅(SiC)器件研發(fā)產(chǎn)線(xiàn)，也將于2024年通線(xiàn)。 |
| 斯達半導 | 嘉興斯達高壓特色工藝功率芯片和siC芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目總投資20億元,建設單位為嘉興斯達微電子有限公司，建設工期為2022- 2024年,項目于2022年1月3日開(kāi)工,計劃2024年3月投入使用，項目投產(chǎn)后可實(shí)現年產(chǎn)36萬(wàn)片功率芯片生產(chǎn)能力。 |
| 華潤微 | 目前公司已形成了系列化的碳化硅二極管和siC MOSFET產(chǎn)品，相關(guān)產(chǎn)品正在上量和市場(chǎng)推廣階段，同時(shí)新一代產(chǎn)品也在研發(fā)迭代。 |
| 三安光電 | 將全面采用國際領(lǐng)先的8英寸生產(chǎn)設備和工藝，并計劃在今年第三季度開(kāi)始生產(chǎn),達到年產(chǎn)48萬(wàn)片的規模。公司的8英寸碳化硅襯底外延工藝已完成調試，相關(guān)樣品已送至主要的海外客戶(hù)進(jìn)行驗證。 |
| 揚杰科技 | 公司自主開(kāi)發(fā)的車(chē)載碳化硅模塊已經(jīng)研制出樣,目前已經(jīng)獲得多家Tier1和終端車(chē)企的測試及合作意向，計劃于2025年完成全國產(chǎn)主驅碳化硅模塊的批量上車(chē)。 |
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