全球碳化硅產業迎來爆發式增長

                                                                                                              全球碳化硅產業概況

隨著電動汽車、新能源、5G通信乃至云計算的加速普及，全球市場對功率半導體的需求快速飆升。以碳化硅（SiC）為代表的第三代化合物半導體具有耐高壓、低損耗、高頻三大優勢，能顯著提升模組效率并減少體積。

全球碳化硅市場正處于高速成長階段，2025年市場規模有望較2020年翻5倍，從12億美元增長至60億美元，對應復合增長率為38.2%。據預測，到2025年，僅全球新能源汽車市場對碳化硅器件及模塊的需求就將達到30.1億美元，占據市場規模的一半。隨著中國在新能源汽車產業的強勢崛起，中國將占據碳化硅市場的重要份額。

                                                                                                             歐洲碳化硅產業格局

從全球格局來看，碳化硅產業呈現歐、美、日三足鼎立的局面，其中歐洲在設計、制造、器件等領域具備領先優勢。全球功率半導體市場前十名中，排名第一的德國英飛凌、第二名的美國安森美半導體和第三名的瑞士意法半導體地位十分穩固，其中英飛凌碳化硅部門2021年營收約為2億美元，市場份額約為20%。

歐洲廠商正通過垂直化整合，加大擴產力度，不斷強化在該領域的競爭優勢。今年2月，英飛凌宣布投資超過20億歐元，擴大在馬來西亞的碳化硅和氮化鎵工廠產能，將在2024年下半年投入運營；意法半導體表示將在未來4年內大幅提高晶圓產能，計劃到2024年將碳化硅晶圓產能提高到2017年的10倍；安森美半導體2021年以約26.87億人民幣正式收購碳化硅襯底廠商GTAT，并將碳化硅產能擴充4倍以上。2021年11月，德、法等歐洲七國的34家實體聯合發起“碳化硅價值鏈項目”，在歐洲建立完整可控的碳化硅產業鏈，維持從材料、襯底、器件、封裝、電力電子應用的全產業鏈競爭力。   

                                                                                                           碳化硅產業發展趨勢

在碳化硅器件的成本構成中，襯底和外延環節約占器件總成本的50%和25%，為產業鏈中價值量最高的環節。據預測，2026年全球碳化硅襯底有效產能約為330萬片，距離同年的襯底629萬片的需求量尚有較大差距，在業內形成穩定且高良率規模化出貨前，整個行業都將持續呈現供不應求的格局。

當前絕大多數用于功率半導體器件的碳化硅襯底都是6英寸，根據業內觀點，5年內6英寸碳化硅襯底依然會扮演主流角色。雖然8英寸碳化硅量產仍面臨諸多挑戰，但基于8英寸在有效面積、芯片合格率、綜合成本等方面的優勢，國際大廠紛紛加入了8英寸碳化硅襯底開發的行列：英飛凌計劃在2023年左右開始量產8英寸襯底，2025年實現8英寸碳化硅器件的量產；意法半導體在2021年推出首批8英寸碳化硅晶圓后，宣布將斥資數億歐元在意大利建立新基地，2024年實現40% 碳化硅襯底的自主供應；法國Soitec半導體發布了新款8英寸碳化硅晶圓，并于今年3月啟動新晶圓廠建設，將在2023年下半年投入運營。截止目前，只有Wolfspeed（全球最主要的碳化硅襯底供應商）在美國紐約州的晶圓廠實現8英寸碳化硅量產，預計在2024年月產能將達到1.5萬片。

                                                                                                             國內碳化硅產業現狀

國產碳化硅產業起步較晚，襯底質量在部分參數上比肩國際龍頭，但在一致性、成品率、成本等方面仍存在不小差距，整體技術水平相差5-7年，正在通過加快迭代的方式，不斷追趕國際廠商。

截止2021年底，國內廠商對襯底環節的投資金額已超240億元，襯底龍頭廠商山東天岳和天科合達在全球市場份額合計約為8%，其中主要為用于射頻器件的半絕緣型襯底；三安光電建設了國內首條碳化硅全產業鏈生產線，規劃產能達36萬片/年，并已入選《汽車芯片推廣應用目錄》。針對新能源車、光伏等領域的導電型襯底正處于高成長性市場，供需缺口將維持相當長時間，是現階段國產替代發力的焦點區域。

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