2021年中国碳化硅行业研究_29页_11mb

中国碳化硅行业研究总结

核心内容

碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料，具有优异的性能，如高禁带宽度、高电子迁移率、高电子饱和漂移速度和高热导率，使其在高功率和高频领域具有替代硅基材料的潜力。其应用主要集中在新能源汽车、光伏发电、轨道交通和智能电网等电力电子系统中，能够有效提升续航里程、缩短充电时间并减轻车身重量。

碳化硅器件的国产化对中国半导体产业具有重要意义，特别是在面对国际技术封锁和制裁时，相较于硅基半导体，中国企业在碳化硅领域具备更小的差距和更有限的控制手段，因此碳化硅成为实现半导体产业本土化的重要赛道。

主要观点

• 性能优势：碳化硅在禁带宽度、电子迁移率、电子饱和漂移速度和热导率方面均优于硅基材料，使其在高功率、高频和高热环境下表现更佳。
• 行业意义：碳化硅是中国半导体产业实现国产替代的重要机遇，相较于硅基材料，其技术壁垒较低，且国外对碳化硅的控制有限。
• 产业链现状：中国碳化硅产业链由上游衬底材料、中游外延设备及外延片、下游功率器件和终端应用领域组成，整体仍由西方发达国家主导，但本土企业在逐步追赶。
• 增长动力：新能源汽车是碳化硅功率器件的主要应用领域，随着新能源汽车渗透率的提升，SiC模块市场空间将迅速扩大。
• 市场预测：预计到2025年，中国新能源汽车销量将达到约560万辆，SiC模块市场空间有望达到70.1亿元。

关键信息

碳化硅材料性能对比（单位：eV、cm²/V·s、10⁷ cm/s、℃、W/cm·K）

碳化硅产业链分析

• 上游：SiC衬底产业主要由美国企业主导，全球市占率约为60%，中国本土企业市占率约10%，主要集中在4英寸和6英寸衬底领域。
• 中游：SiC外延设备由Axitron、LPE、TEL和Nuflare四大企业垄断，CR4约为100%。中国企业在该环节发展较晚，但已有部分企业布局，如天域半导体、瀚天天成等。
• 下游：SiC功率器件主要由IDM企业生产，如基本半导体、世纪金光、泰科天润等，产品包括SBD、MOSFET等。
• 终端应用：新能源汽车是SiC功率器件应用比例最高的领域，预计到2025年，SiC在新能源汽车领域的渗透率将达到25%。

企业推荐

瀚天天成

• 公司背景：中美合资企业，成立于2011年，位于厦门火炬高新技术产业开发区。
• 核心产品：6英寸、4英寸、3英寸SiC外延晶片。
• 投资亮点：
  • 2021年投资13.4亿元建设10条6英寸SiC外延片产线，预计年产能达40万片。
  • 已形成完整的SiC外延晶片生产线，满足600V至1,700V器件制作需求。
  • 拥有41项专利，技术实力雄厚。
• 竞争优势：
  • 碳化硅超结关键制造工艺取得突破。
  • 获得国家基金支持，具备良好的政策背景。

泰科天润

• 公司背景：位于北京，专注于碳化硅器件研发与制造。
• 核心产品：SiC二极管和MOSFET，已实现量产。
• 投资亮点：
  • 拥有北京和湖南的4英寸和6英寸SiC晶圆厂，年产值达13亿元。
  • 2019年建成6英寸SiC晶圆生产线，进入试生产阶段，综合良率超过90%。
  • 2020年获得多家融资支持，推动其在新能源汽车、光伏等领域的应用。
• 竞争优势：
  • 产品性能优越，通过多项国际认证。
  • 价格竞争力强，相较于国外产品更具优势。
  • 技术创新，采用SMA封装技术，满足小型化和高功率密度需求。

市场规模预测

• 新能源汽车用SiC模块市场空间：预计2025年将达到70.1亿元。
• 渗透率：预计2025年SiC在新能源汽车中的渗透率将达到25%。

方法论与法律声明

• 研究方法：头豹研究院采用多元化的调研方法，结合大数据、算法和行业交叉分析，提供客观、真实的行业研究。
• 法律声明：报告著作权归头豹所有，未经许可不得擅自引用、修改或发表。报告内容仅供参考，不构成投资建议。

产业链图谱与竞争格局

• 产业链图谱：上游为SiC衬底，中游为外延设备及外延片，下游为功率器件，终端应用包括新能源汽车、光伏、5G通信等。
• 竞争格局：全球SiC衬底和外延设备市场由少数企业主导，中国企业在追赶中，部分企业已实现量产并具备一定竞争力。

未来展望

随着技术的不断成熟和政策的支持，碳化硅行业将在中国迎来快速发展，特别是在新能源汽车、光伏等领域的应用将显著增加，推动国产替代进程。