碳化硅功率器件(jian)(jian)具備優越的(de)耐高(gao)壓(ya)、耐高(gao)溫、低損耗等特(te)性(xing)，解(jie)決了傳統硅基(ji)器件(jian)(jian)難以(yi)滿(man)足的(de)性(xing)能需求，受(shou)到市(shi)場廣(guang)泛歡迎。在過去1年多的(de)時間(jian)里，國內碳化硅產業(ye)經歷了快速發展。

       從日前召開(kai)的(de)2024寬禁帶半導(dao)體先進技術創(chuang)新與應用發展(zhan)高(gao)峰(feng)論壇上集微網獲悉，2023年(nian)我(wo)國(guo)(guo)碳(tan)化硅襯底材(cai)料(liao)折合6英寸晶(jing)圓，出貨已達(da)(da)89.4萬片，相比(bi)2022年(nian)猛增297.9%。據估算，我(wo)國(guo)(guo)2023年(nian)的(de)碳(tan)化硅襯底產(chan)能(neng)已占到全(quan)球產(chan)能(neng)的(de)42%，預計到2026年(nian)我(wo)國(guo)(guo)碳(tan)化硅襯底產(chan)能(neng)將達(da)(da)全(quan)球產(chan)能(neng)的(de)50%。與此同(tong)(tong)時(shi)，國(guo)(guo)內碳(tan)化硅的(de)外延、晶(jing)圓、器件等產(chan)業鏈環節(jie)也在同(tong)(tong)步提升，今明兩年(nian)將是(shi)國(guo)(guo)產(chan)碳(tan)化硅降本增效、打(da)開(kai)需求空間、取得快(kuai)速發展(zhan)的(de)關鍵時(shi)點。

       國產碳化硅發展加速(su)

       受益于在新能源汽車、光伏發電、儲能等應用領域的(de)滲透，碳化硅(gui)整體市場規(gui)模不(bu)斷(duan)擴大，特別是碳化硅(gui)襯底材(cai)(cai)料(liao)(liao)領域取得顯著發展。根據中(zhong)國(guo)(guo)(guo)電科46所集團首席專家，中(zhong)國(guo)(guo)(guo)電子(zi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)行業(ye)協(xie)會(hui)半導(dao)體材(cai)(cai)料(liao)(liao)分(fen)會(hui)秘(mi)書長林(lin)健的(de)介紹，碳化硅(gui)作(zuo)為重要的(de)寬禁帶半導(dao)體材(cai)(cai)料(liao)(liao)具有重要戰略意義(yi)，是當前世(shi)界各國(guo)(guo)(guo)科技(ji)競爭的(de)焦點之一。從(cong)產品供應方面來看，2023年全球碳化硅(gui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)市場規(gui)模約為14億美元(yuan)，比2022年增長17%，預計到2027年將達到53億美元(yuan)。

       從全(quan)球碳(tan)化(hua)(hua)硅(gui)材(cai)(cai)料市(shi)(shi)場來(lai)(lai)看(kan)，Wolfspeed、Coherent、羅(luo)姆等仍然占據產(chan)業(ye)主導地(di)位(wei)。但是(shi)近(jin)年(nian)來(lai)(lai)我國(guo)碳(tan)化(hua)(hua)硅(gui)材(cai)(cai)料市(shi)(shi)場同(tong)樣十分火爆(bao)。據SMIA的(de)統計，目(mu)前國(guo)內從事碳(tan)化(hua)(hua)硅(gui)材(cai)(cai)料研究生產(chan)的(de)單位(wei)已達100余家(jia)，規劃產(chan)能襯(chen)底900多萬(wan)片(pian)/年(nian)。2023年(nian)我國(guo)碳(tan)化(hua)(hua)硅(gui)襯(chen)底材(cai)(cai)料出貨89.4萬(wan)片(pian)（折合6英寸），比2022年(nian)的(de)30萬(wan)片(pian)增(zeng)長297.9%，銷售收(shou)入(ru)36.5億元，同(tong)比增(zeng)長221.2%。

       從企業(ye)角度來看，山(shan)西爍科、天(tian)科合達(da)、山(shan)東天(tian)岳、河北同光、廣州南沙、晶盛機電等襯底廠商均已(yi)實現(xian)批量生產（或小批量生產）。天(tian)科合達(da)常務(wu)副總經(jing)(jing)理彭同華強(qiang)調(diao)，碳化(hua)硅行(xing)業(ye)襯底行(xing)業(ye)，國(guo)(guo)(guo)內企業(ye)已(yi)經(jing)(jing)趨(qu)于與(yu)國(guo)(guo)(guo)外企業(ye)并跑。富(fu)士經(jing)(jing)濟發布報(bao)告也顯示，在2023年全球導電型(xing)碳化(hua)硅襯底材料市場占有(you)率排行(xing)中(zhong)，天(tian)岳先進超過(guo)美國(guo)(guo)(guo)Coherent（原名II-VI），躍居全球第(di)(di)二，另一家中(zhong)國(guo)(guo)(guo)公(gong)司天(tian)科合達(da)（TankeBlue）則市場份額位列(lie)第(di)(di)四。

       碳化硅(gui)其他產(chan)業(ye)環節的增長也很(hen)快(kuai)。外延(yan)方面，東莞(guan)天(tian)域、廈門(men)瀚天(tian)天(tian)成、三安光電、河(he)北(bei)普興及中電化合(he)物(wu)等外延(yan)廠商(shang)均已實現(xian)量(liang)產(chan)出貨(huo)，2023年外延(yan)產(chan)能(neng)達(da)(da)400多萬片(pian)/年。晶圓、器(qi)件(jian)方面，泰科(ke)天(tian)潤、揚杰科(ke)技、天(tian)科(ke)合(he)達(da)(da)、同光股份、東尼電子、連(lian)城數(shu)控、重慶三安等企業(ye)相繼簽約(yue)碳化硅(gui)功率(lv)(lv)器(qi)件(jian)/模(mo)塊項目(mu)，國內碳化硅(gui)企業(ye)市場(chang)占有(you)率(lv)(lv)正快(kuai)速提升。

       光伏、新能源、儲能同步拉動

       碳(tan)化硅(gui)產業的(de)(de)快速發展(zhan)離不(bu)開下游應用(yong)的(de)(de)強力拉動(dong)。林健指出，在(zai)應用(yong)范圍(wei)上(shang)，碳(tan)化硅(gui)在(zai)1kHz-10kHz的(de)(de)中(zhong)高頻段(duan)，以(yi)及大于1000kW的(de)(de)中(zhong)高功(gong)率范圍(wei)，有著(zhu)(zhu)很(hen)強的(de)(de)競(jing)爭力。北方華創化合物半(ban)導體(ti)(ti)行業發展(zhan)部總經理李仕群也表(biao)示(shi)，隨(sui)著(zhu)(zhu)碳(tan)化硅(gui)功(gong)率半(ban)導體(ti)(ti)在(zai)新能(neng)源汽車、光(guang)伏、儲能(neng)等領(ling)域滲(shen)透(tou)率不(bu)斷(duan)提升(sheng)，碳(tan)化硅(gui)功(gong)率半(ban)導體(ti)(ti)市(shi)場(chang)規模有望持續提升(sheng)。根據(ju)行家說Research的(de)(de)預(yu)測，碳(tan)化硅(gui)功(gong)率半(ban)導體(ti)(ti)滲(shen)透(tou)率逐年提升(sheng)，2023年功(gong)率半(ban)導體(ti)(ti)市(shi)場(chang)容量323億美(mei)元(yuan)，硅(gui)仍是(shi)市(shi)場(chang)主流(liu)，占比90%以(yi)上(shang)。碳(tan)化硅(gui)市(shi)場(chang)容量21.12億美(mei)元(yuan)，滲(shen)透(tou)率約(yue)6.53%。但隨(sui)著(zhu)(zhu)碳(tan)化硅(gui)成(cheng)本不(bu)斷(duan)下降，預(yu)計2028年功(gong)率半(ban)導體(ti)(ti)整體(ti)(ti)市(shi)場(chang)容量達431億美(mei)元(yuan)，其中(zhong)碳(tan)化硅(gui)將達到(dao)80.09億美(mei)元(yuan)，滲(shen)透(tou)率約(yue)18.58%。

       具(ju)體來(lai)看，目前碳(tan)(tan)化硅(gui)在(zai)EV/HEV上主要應(ying)用在(zai)包括電(dian)機(ji)驅(qu)動系(xi)(xi)統(tong)(tong)逆變器、電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)轉換系(xi)(xi)統(tong)(tong)（車(che)(che)(che)載DC/DC）、電(dian)動汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)車(che)(che)(che)載充電(dian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)（OBC）及非車(che)(che)(che)載充電(dian)樁(zhuang)等方面。傳統(tong)(tong)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)向新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)轉型是必然趨(qu)勢，未來(lai)10年(nian)，新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)在(zai)政策強(qiang)制(zhi)驅(qu)動、市(shi)場(chang)接(jie)力驅(qu)動下，會(hui)逐(zhu)步取代傳統(tong)(tong)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)市(shi)場(chang)份額。根(gen)據全(quan)國乘聯會(hui)數據，2023年(nian)全(quan)球汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)銷量(liang)8918萬臺，其中(zhong)新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)1428萬臺，新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)滲(shen)透率達到(dao)(dao)(dao)22%；中(zhong)國2023年(nian)銷量(liang)887萬臺，占比全(quan)球62.1%，繼續大幅超越歐洲和北美洲的(de)銷量(liang)。預計到(dao)(dao)(dao)2027年(nian)全(quan)球新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)銷量(liang)將達到(dao)(dao)(dao)3448萬輛，碳(tan)(tan)化硅(gui)滲(shen)透率70%以上，折合6英寸(cun)碳(tan)(tan)化硅(gui)需求(qiu)量(liang)724萬片，中(zhong)國新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)銷量(liang)達到(dao)(dao)(dao)2000萬輛，折合6英寸(cun)需求(qiu)量(liang)420萬片。

       在(zai)光(guang)伏逆變器(qi)方面(mian)，碳化硅(gui)(gui)器(qi)件(jian)在(zai)惡劣(lie)環(huan)(huan)境中(zhong)比(bi)硅(gui)(gui)基IGBT更(geng)加耐用，使用碳化碳器(qi)件(jian)，設(she)備的(de)循(xun)環(huan)(huan)壽命可(ke)提升50倍(bei)；轉換(huan)效率(lv)可(ke)從96%提升到99%以上(shang)；同(tong)規格(ge)下，碳化硅(gui)(gui)MOSFET能量損耗能夠減少66%。因此，未來(lai)5年內，碳化硅(gui)(gui)功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)將更(geng)為廣泛(fan)地(di)應用于光(guang)伏市場，碳化硅(gui)(gui)逆變器(qi)的(de)年復合增長率(lv)達39%以上(shang)。

       在儲能(neng)行(xing)業，隨著國家能(neng)源結構的轉型步伐(fa)不斷加快，新(xin)能(neng)源在電(dian)力系統中(zhong)的占比(bi)逐步提高(gao)，風電(dian)、光(guang)伏等新(xin)能(neng)源的波動(dong)性、間歇性和(he)隨機性給電(dian)力系統的安全穩定(ding)運(yun)行(xing)帶來巨(ju)大挑戰。在此背(bei)景(jing)下(xia)，新(xin)型儲能(neng)將在中(zhong)國能(neng)源結構轉型、提升(sheng)可再生(sheng)能(neng)源比(bi)例中(zhong)發(fa)揮(hui)關鍵(jian)作(zuo)用。碳化硅具(ju)有(you)廣(guang)闊的市場空間。

       進一步完善構建產業生態

       中國(guo)(guo)是全(quan)(quan)球(qiu)(qiu)最(zui)大的光(guang)伏與新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)市(shi)場。中國(guo)(guo)光(guang)伏裝機量(liang)已經連續11年全(quan)(quan)球(qiu)(qiu)第一，全(quan)(quan)球(qiu)(qiu)占(zhan)比達(da)到(dao)55%。中國(guo)(guo)也是全(quan)(quan)球(qiu)(qiu)新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)銷售的最(zui)大驅動力，2023年約(yue)占(zhan)全(quan)(quan)球(qiu)(qiu)銷量(liang)的62%。但是目前國(guo)(guo)內光(guang)伏、新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)等領域所使用(yong)的碳化(hua)硅產(chan)品，包括用(yong)于OBC、DC/DC、主驅逆變器等領域，仍以國(guo)(guo)外器件為主，國(guo)(guo)產(chan)碳化(hua)硅仍處于追趕狀態。

       對此(ci)，天科合達常(chang)務副總經(jing)理彭(peng)同華強調(diao)，要想推動國內碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)業(ye)的(de)(de)進一步發展(zhan)，追趕國際大廠(chang)的(de)(de)步伐(fa)，需(xu)要構(gou)建更(geng)(geng)加(jia)(jia)完(wan)善的(de)(de)產(chan)業(ye)生(sheng)態(tai)。碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)從材(cai)料到(dao)器件的(de)(de)制(zhi)造(zao)過程經(jing)歷單晶生(sheng)長(chang)、晶錠(ding)切片(pian)、外延生(sheng)長(chang)、晶圓(yuan)設計、制(zhi)造(zao)、封(feng)裝等工(gong)藝流程。構(gou)建更(geng)(geng)加(jia)(jia)完(wan)善的(de)(de)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)業(ye)生(sheng)態(tai)，需(xu)要從多個維度進行戰(zhan)略布局(ju)。目前國內碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)襯(chen)底技(ji)術(shu)與質(zhi)量趨(qu)于成(cheng)熟(shu)，需(xu)聚焦于進一步降低(di)位錯密度，以(yi)及各項質(zhi)量參數的(de)(de)分布收斂性控制(zhi)。下(xia)一步碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)將朝著更(geng)(geng)大尺寸、更(geng)(geng)快生(sheng)長(chang)速度、更(geng)(geng)厚晶體、更(geng)(geng)少(shao)加(jia)(jia)工(gong)損耗方向發展(zhan)。今后需(xu)要進一步優化(hua)(hua)產(chan)業(ye)鏈(lian)布局(ju)，加(jia)(jia)強上下(xia)游企業(ye)間的(de)(de)合作與協(xie)同，形成(cheng)從原材(cai)料供應、生(sheng)產(chan)加(jia)(jia)工(gong)到(dao)應用(yong)推廣的(de)(de)完(wan)整產(chan)業(ye)鏈(lian)條，以(yi)拓展(zhan)應用(yong)領域，提升市場(chang)競(jing)爭力。

       此(ci)外，碳化(hua)硅產(chan)業(ye)的(de)(de)發(fa)(fa)展還應(ying)注(zhu)重(zhong)人(ren)才培養和引(yin)進，建立(li)一支(zhi)高素質的(de)(de)碳化(hua)硅產(chan)業(ye)人(ren)才隊伍。在政(zheng)策層(ceng)面(mian)，則應(ying)加(jia)大(da)對碳化(hua)硅產(chan)業(ye)的(de)(de)扶持力度，建立(li)健全行業(ye)標準和規范等(deng)。林(lin)健強調，目前我國已經把大(da)力支(zhi)持發(fa)(fa)展第(di)三(san)代寬禁帶功率(lv)半(ban)導(dao)體產(chan)業(ye)寫入國家(jia)“十四五”規劃(hua)和2035中(zhong)長期發(fa)(fa)展規劃(hua)中(zhong)，計劃(hua)在教育、科(ke)研、開(kai)發(fa)(fa)、融資、應(ying)用等(deng)方(fang)面(mian)，大(da)力支(zhi)持第(di)三(san)代寬禁帶功率(lv)半(ban)導(dao)體產(chan)業(ye)的(de)(de)發(fa)(fa)展。