中国有色金属行业：碳化硅（SiC），新一代半导体材料，打开新能源车百亿市场空间(202204).pdfVIP

-BillionsOfMarketSpaceForNEV

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碳化硅：前途光明的第三代半导体材料。我们认为下游电力电子领

域向高电压、高频等趋势迈进，碳化硅材料的特性决定了它将会逐

步取代传统硅基，打开巨大的市场空间。由于碳化硅产业链涉及多

个复杂技术环节，将会通过系列报告形式对其进行完整梳理。

第三代半导体性能优越，应用场景更广。半导体材料作为电子信息

技术发展的基础，经历了数代的更迭。随着应用场景提出更高的要

求，以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料逐渐进入产业化

加速放量阶段。相较于前两代材料，碳化硅具有耐高压、耐高温、

低损耗等优越性能，广泛应用于制作高温、高频、大功率和抗辐射

电子器件。

国外厂商多以IDM模式布局，国内企业专注单个环节。碳化硅产

业链依次可分为：衬底、外延、器件、终端应用。国外企业多以

IDM模式布局全产业链，如Wolfspeed、Rohm及意法半导体

（ST），而国内企业则专注于单个环节制造，如衬底领域的天科合

达、天岳先进，外延领域的瀚天天成、东莞天域，器件领域的斯达

半岛、泰科天润。

新能源车领域将会为SiC功率器件带来巨大增量。在新能源车上，

碳化硅器件主要使用在主驱逆变器、OBC（车载充电机）、DC-DC

车载电源转换器和大功率DCDC充电设备。随着各大车企相继推出

800V电压平台，为满足大电流、高电压的需求，电机控制器的主

驱逆变器将不可避免的由硅基IGBT替换为SiC-MOS，带来巨大增

长空间。

碳化硅功率器件能提高光伏逆变器转换效率，减少能量损耗。光

伏发电方面，目前基于硅基器件的传统逆变器成本约占系统10%左

右，却是系统能量损耗的主要来源之一。使用SiC-MOS为基础材料

的光伏逆变器，转换效率可从96%提升至99%以上、能量损耗降低

50%以上、设备循环寿命提升50倍，从而能够缩小系统体积、增

加功率密度、延长器件使用寿命、降低生产成本。

2025年碳化硅衬底市场或将增长至143亿元，需求量达到420万

片。根据我们测算：到2025年，新能源车领域用碳化硅衬底市场

规模将达到102亿元，需求量达304万片；光伏领域将达到20亿

元，需求量53万片。全球碳化硅衬底总市场规模将从19亿元增长

至143亿元，需求量将从30万片增长至420万片。

风险提示：下游应用领域渗透率上升不及预期

(PleaseseeappendixforEnglishtranslationof

[Table_header2]中国有色金属

1.1碳化硅半导体材料

第三代半导体性能优越，应用场景更广。半导体材料作为电子信息技术发展的

基础，经历了数代的更迭。随着应用场景提出更高的要求，以碳化硅、氮化镓为代

表的第三代半导体材料逐渐进入产业化加速放量阶段。相较于前两代材料，碳化硅

具有耐高压、耐高温、低损耗等优越性能，广泛应用于制作高温、高频、大功率和

抗辐射电子器件。

图表1：各代半导体材料简介

第一代半导体第二代半导体第三代半导体

以碳化硅（SiC）、氮化镓

硅（Si）、锗（Ge）等砷化镓（GaAs）、磷化铟

主要代表