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中国碳化硅行业市场现状分析

一、碳化硅的应用领域

同第一代半导体材料硅、锗和第二代半导体材料砷化镓、磷化液

相比，第三代半导体材料碳化硅因禁带宽度大、临界击穿电场强度高、

电子饱和迁移速率大、电子密度高、热导率高、介电常数低，具备高

频高效、耐高压、耐高温、抗辐射能力强以及化学性质稳定等诸多优

越性能，因而能制备出在高温下运行稳定，在高电压、高频率等极端

环境下更为稳定的半导体器件，是支撑固态光源和电力电子、微波射

频器件的“核芯”材料和电子元器件，可以起到减小体积简化系统，提

升功率密度的作用，在半导体照明、5G通信技术、太阳能、智能电

网、新能源并网、高速轨道交通、国防军工、不间断电源、新能源汽

车、消费类电子、快充、无线充等战略新兴领域有非常诱人的应用前

景。

二、中国碳化硅行业进出口现状分析

我国碳化硅的使用量接近全球的二分之一，但国内碳化硅产业还

很不完善，从我国碳化硅进出口数量来看，我国碳化硅出口量远大于

进口量，据统计，截至2021年1-4月我国碳化硅进口量为0.05万吨，

同比下降45.24%，出口量为10.34万吨，同比增长10.19%。

进出口金额方面，据统计，截至2021年1-4月我国碳化硅进口金

额为0.03亿美元，同比增长26.98%，出口金额为0.89亿美元，同比

增长7.11%。

我国碳化硅进口来源地主要有日本、挪威与中国台湾，2020年我

国进口日本碳化硅263.39万美元，位居第一；进口挪威碳化硅226.17

万美元，进口中国台湾碳化硅157.12万美元。

2020年我国碳化硅共出口到75个地区，其中出口到日本7866.03

万美元，位居第一；其次是韩国，2020年我国碳化硅出口到韩国

3539.65万美元；其次是美国，2020年出口金额为2947.05万美元。

从我国各省市碳化硅进口额来看，2020年广东、江苏、上海三个

地区碳化硅进口额排名前三；其中广东省2020年进口额为189.3万

美元，江苏省2020年进口额为182.46万美元，上海市2020年进口

额为176.18万美元。

从我国各省市碳化硅出口金额来看，2020年广东省碳化硅出口金

额为10917.51万美元，稳居全国第一；排第二的是河南省，2020年

出口额为2232.52万美元；其次是黑龙江省，2020年出口额为1779.24

万美元。

三、碳化硅器件生产流程

SiC器件因其具备高频高效、耐高压、耐高温、抗辐射能力强以及

化学性质稳定等诸多优越性能，正被广泛应用于轨交、功率因数校正

电源、风电、光伏、新能源汽车、充电桩、不间断电源等电力电子领

域中。碳化硅产业链主要包含粉体、单晶材料、外延材料、芯片制备、

功率器件、模块封装和应用等环节。

四、中国碳化硅器件存在的不足及解决方案

经过几十年的发展，SiC技术和产业化水平发展迅速，全球市场已

经初具规模，但仍有不少共性问题亟待科研人员共同解决。在SiC单

晶衬底方面：大尺寸的SiC单晶衬底制备技术尚未完全成熟；更高效

的SiC单晶衬底加工技术仍然缺乏；与N型衬底技术相比，P型衬底

技术的研发相对滞后。在SiC外延材料方面：N型SiC外延生长技术

仍需进一步提高；P型SiC外延技术尚未成熟。在SiC功率器件方面：

因SiC单晶及外延技术的制约，高质量的厚外延技术尚不成熟，使得

制造高压碳化硅器件存在挑战，且外延层的缺陷密度又制约了SiC功

率器件向大容量方向的发展；SiC器件工艺技术水平还较低，严重制

约了SiC功率器件的发展和推广；到目前为止仍未建立专门针对SiC

器件特点的可靠性试验标准和评价方法。SiC功率器件的驱动技术和

保护技术仍需加强，在应用中的电磁兼容问题还需进一步得到解决，

应用的电路拓扑还需进一步优化。

以上存在的不足，其根本原因是受制于制造成本高、技术成熟度

较低等瓶颈。亟需政府加强顶层设计，制定战略规划，为产业汇聚政

策、资本、人才、技术等方面的资源，集中力量以攻克技术上的短板。

同时，进一步完善产业链公共研发、服务、生产应用等创新平台，进

一步加强国际合作，以期共同攻克制造成本高、技术成熟度较低等瓶

颈。