我国碳化硅行业竞争格局与发展趋势分析.docx

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1、我国碳化硅行业竞争格局与发展趋势分析一、碳化硅行业概况半导体材料通过多年的发展，目前可以分为三代，即第一代半导体“元素半导体”，典型如硅基和锗基半导体，适用于数据的运算和存储；其中硅基半导体技术较为成熟，应用也较广；第二代是砷化镓、磷化铟为基础的的III-V族化合物半导体，在电和光的转化方面性能突出，在微波信号传输方面的效率更高，可被广泛应用到照明、显示、通讯等各个领域。碳化硅(SiC)是新世纪具有广阔发展潜力的第三代新型半导体材料，SiC晶片和外延衬底在通信、汽车、电网、航空、航天、石油开采以及国防等各个领域有着广阔的应用前景。碳化硅产业的上游以石英矿和石油焦为主要原料，中游为碳化硅冶炼块的

2、制造，下游是碳化硅磨料、工件涂覆层、高硬度陶瓷材料与半导体器件的制造与应用。二、碳化硅行业市场现状分析目前SIC的成本是Si的4-5倍，预计未来3-5年价格会逐渐降为Si的2倍左右，SIC行业的增速取决于SIC产业链成熟的速度，目前成本较高，且SIC器件产品参数和质量还未经足够验证；SIC和GaN电力电子器件（GaN在电力电子中的应用，不包括在高频射频器件）2023年在整体功率器件渗透率分别为3.75%和1%；驱动因素是新能源汽车新能源发电以及快充。2018年氮化镓射频器件全球市场规模约4.2亿美元（约28亿元人民币），随着5G通讯网络的推进，氮化镓射频器件市场将迅速扩大，预计到2023年，全

3、球射频氮化镓器件市场规模将达到13亿美元（约91亿元人民币）；预计SIC功率器件将由2019年的4.5亿美元到2025年接近30亿美元。三、碳化硅行业竞争格局分析目前SiC上游的晶片基本被美国CREE和II-VI等美国厂商垄断；国内方面，SiC晶片商山东天岳和天科合达已经能供应2英寸6英寸的单晶衬底，且营收都达到了一定的规模；SiC外延片：厦门瀚天天成与东莞天域可生产2英寸6英寸SiC外延片。2018年-2020年碳化硅相关的中国专利数量为2887份；申请数量前10的单位主要有山东天岳先进材料科技有限公司、电子科技大学等；前10名的专利总数量为393项，占全部的13.6%；前10名之间的数量差

4、别不是很大；总体来看近三年我国碳化硅专利的分布比较分散。2019年三菱、英飞凌、Wolfspeed分别推出SiC模块与SiC模块（混合）产品，在光伏领域，高效、高功率密度、高可靠和低成本是光伏逆变器未来的发展趋势，因此基于性能更优异的SIC材料的光伏逆变器也将是未来重要的应用趋势。2020年7月20日，投资160亿元，占地面积1000亩的“三安光电第三代半导体产业园”，在长沙高新区启动开工建设。该产业园主要用于建设具自主知识产权的衬底（碳化硅）、外延、芯片及封装产业生产基地。这里，也将诞生我国首条碳化硅全产业链生产线。从三安光电近年来经营数据来看，据统计，截至2020年上半年三安光电营业收入为

5、35.68亿元，同比增长5.31%，净利润为6.35亿元，同比下降28.11%。四、碳化硅行业发展趋势分析我国的“中国制造2025”计划中明确提出要大力发展第三代半导体产业。2015年5月，中国建立第三代半导体材料及应用联合创新基地，抢占第三代半导体战略新高地；国家科技部、工信部、北京市科委牵头成立第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA），对推动我国第三代半导体材料及器件研发和相关产业发展具有重要意义。SiC半导体潜在应用领域较为广泛，对新能源汽车、轨道交通、智能电网和电压转换等领域都具有潜在的应用前景。随着下游行业对半导体功率器件轻量化、高转换效率、低发热特性需求的持续增加，SiC在功率器件中取代Si成为行业发展的必然。但是碳化硅功率器件领域仍然存在一些诸多共性问题亟待突破，比如碳化硅单晶和外延材料价格居高不下、材料缺陷问题仍未完全解决、碳化硅器件制造工艺难度较高、高压碳化硅器件工艺不成熟、器件封装不能满足高频高温应用需求等，全球碳化硅技术和产业距离成熟尚有一定的差距，在一定程度上制约了碳化硅器件市场扩大的步伐。