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SiC行业市场分析

SiC行业概况：第三代半导体材料性能优越，新能源车等场景带动SiC

放量

第三代半导体材料拥有宽带隙，适用于高温、高频、高功率器件

第一代半导体（间接带隙窄带隙）：1950年起，以硅（Si）为代表

的半导体材料取代了笨重的电子管，推动了以集成电路为核心的微电

子产业迅速发展。硅材料属于间接带隙（电子跃迁至导带时需要改变

动量，光利用率低）且带隙窄（不耐压），适用于低压、低频、中功

率集成电路，在光电子领域和高频高功率器件方面受限。

第二代半导体（直接带隙窄带隙）：1990年起，以砷化镓（GaAs）、

磷化铟（InP）为代表的半导体材料崭露头角，属于直接带隙且具有

相对宽的带隙，载流子速度更快、噪音更低。其适用于制作高速、高

频、大功率以及发光电子器件，但受限于材料本身，难以满足更高功

率、更高电压、更高频率的器件需求。

第三代半导体（直接带隙宽带隙）：近年来，以氮化镓（GaN）、

碳化硅（SiC）为代表的半导体材料备受关注，直接带隙宽带隙的

物理特性使其具有更高热导率（2倍+）、高击穿场强（~10倍）、

高饱和电子漂移速率（~2倍）等优点，适用于制作高温、高频、高

功率器件，在国防、新能源汽车、光伏储能等领域有广泛应用。

SiC作为第三代半导体材料具有耐高压、耐高频和耐高温的优势

SiC作为第三代半导体材料具备诸多显著优势：（1）耐高压：SiC

材料相比于Si材料具有10多倍的击穿场强，因此可以通过更低的电

阻率和更薄的漂移层实现更高的击穿电压，相同的耐压值下，SiC功

率模块导通电阻/尺寸仅为Si的1/10，功率损耗大幅减少。（2）耐

高频：SiC材料不存在电流拖尾现象，能够提高元件的开关速度，是

硅（Si）开关速度的3-10倍，从而适用于更高频率和更快的开关速

度。（3）耐高温：SiC材料具有禁带宽度大(约Si的3倍)、热导率

高(约Si的3.3倍），熔点高(2830℃，约Si-1410℃的两倍)的特点，

因此SiC器件在减少电流泄露的同时大幅提高工作温度。

新能源汽车+光伏发电双轮驱动碳化硅产业放量

新能源汽车和光伏发电领域是SiC器件主要应用场景。（1）新能源

汽车：SiC器件主要应用在PCU（动力控制单元，如车载DC/DC）

和OBC（充电单元），相比于Si器件，SiC器件可减轻PCU设备

的重量和体积，降低开关损耗，提高器件的工作温度和系统效率；

OBC充电时，SiC器件可以提高单元功率等级，简化电路结构，提

高功率密度，提高充电速度。（2）光伏发电领域：SiC材料具有更

低的导通电阻、栅极电荷和反向恢复电荷特性，使用SiC-Mosfet或

SiC-Mosfet与SiC-SBD结合的光伏逆变器，可将转换效率从96%提

升至99%+，能量损耗降低50%+，设备循环寿命提升50倍。新能

源汽车是未来第一大应用市场。2027年全球导电型SiC功率器件市

场规模有望达63亿美元，2021-2027年CAGR达34%；2027年新

能源汽车导电型SiC功率器件市场规模有望达50亿美元，占比高达

79%。

全球已有多款SiC车型量产交付，SiC迎来上车导入期

全球已有多家车企的多款车型使用SiC。2018年特斯拉率先在

Model3上搭载SiC，从此拉开了碳化硅大规模上车序幕，蔚来、比

亚迪、吉利、现代汽车等车企纷纷跟进，特斯拉凭借先发优势以及

Model3、ModelY等主力车型热销，一直是SiC装车的主力担当。随

着比亚迪汉EV、蔚来ES6、理想L9等热门车型的陆续上市，SiC

装车量得到进一步扩大。据CleanTechnica，2023年1-5月SiC车

型超100万辆。

从行业趋势看，SiC上车是大势所趋。特斯拉曾在2023年3月初的

投资者大会上表示，将减少75%的SiC用量，一度引发SiC未来发

展前景不明的猜测，但近期全球汽车市场却用实际行动表达了对SiC

的支持，如全球第四大汽车集团Stellantis宣布，已与多家供应商签

订包括