碳化硅功率器件具備優越的耐高壓、耐高溫、低損耗等特性，解決了傳統硅基器件難以滿足的性能需求，受到市場廣泛歡迎。在過去1年多的時間里，國內碳化硅產業經歷了快速發展。

6月5-7日，寬禁帶聯盟主辦的2024寬禁帶半導體先進技術創新與應用發展高峰論壇上，專家提到2023年我國碳化硅襯底材料折合6英寸晶圓，出貨已達89.4萬片，相比2022年猛增297.9%。據估算，我國2023年的碳化硅襯底產能已占到全球產能的42%，預計到2026年我國碳化硅襯底產能將達全球產能的50%。與此同時，國內碳化硅的外延、晶圓、器件等產業鏈環節也在同步提升，今明兩年將是國產碳化硅降本增效、打開需求空間、取得快速發展的關鍵時點。

國產碳化硅發展加速

受益于在新能源汽車、光伏發電、儲能等應用領域的滲透，碳化硅整體市場規模不斷擴大，特別是碳化硅襯底材料領域取得顯著發展。根據中國電科46所集團首席專家，中國電子材料行業協會半導體材料分會秘書長林健的介紹，碳化硅作為重要的寬禁帶半導體材料具有重要戰略意義，是當前世界各國科技競爭的焦點之一。從產品供應方面來看，2023年全球碳化硅材料市場規模約為14億美元，比2022年增長17%，預計到2027年將達到53億美元。

從全球碳化硅材料市場來看，Wolfspeed、Coherent、羅姆等仍然占據產業主導地位。但是近年來我國碳化硅材料市場同樣十分火爆。據SMIA的統計，目前國內從事碳化硅材料研究生產的單位已達100余家，規劃產能襯底900多萬片/年。2023年我國碳化硅襯底材料出貨89.4萬片（折合6英寸），比2022年的30萬片增長297.9%，銷售收入36.5億元，同比增長221.2%。

從企業角度來看，天科合達、山西爍科、山東天岳、河北同光、廣州南沙、晶盛機電等襯底廠商均已實現批量生產（或小批量生產）。天科合達常務副總經理彭同華強調，碳化硅行業襯底行業，國內企業已經趨于與國外企業并跑。

碳化硅其他產業環節的增長也很快。外延方面，東莞天域、廈門瀚天天成、三安光電、河北普興及中電化合物等外延廠商均已實現量產出貨，2023年外延產能達400多萬片/年。晶圓、器件方面，泰科天潤、揚杰科技、天科合達、同光股份、東尼電子、連城數控、重慶三安等企業相繼簽約碳化硅功率器件/模塊項目，國內碳化硅企業市場占有率正快速提升。

光伏、新能源、儲能同步拉動

碳化硅產業的快速發展離不開下游應用的強力拉動。林健指出，在應用范圍上，碳化硅在1kHz-10kHz的中高頻段，以及大于1000kW的中高功率范圍，有著很強的競爭力。北方華創化合物半導體行業發展部總經理李仕群也表示，隨著碳化硅功率半導體在新能源汽車、光伏、儲能等領域滲透率不斷提升，碳化硅功率半導體市場規模有望持續提升。根據行家說Research的預測，碳化硅功率半導體滲透率逐年提升，2023年功率半導體市場容量323億美元，硅仍是市場主流，占比90%以上。碳化硅市場容量21.12億美元，滲透率約6.53%。但隨著碳化硅成本不斷下降，預計2028年功率半導體整體市場容量達431億美元，其中碳化硅將達到80.09億美元，滲透率約18.58%。

具體來看，目前碳化硅在EV/HEV上主要應用在包括電機驅動系統逆變器、電源轉換系統（車載DC/DC）、電動汽車車載充電系統（OBC）及非車載充電樁等方面。傳統汽車向新能源汽車轉型是必然趨勢，未來10年，新能源汽車在政策強制驅動、市場接力驅動下，會逐步取代傳統汽車市場份額。根據全國乘聯會數據，2023年全球汽車銷量8918萬臺，其中新能源汽車1428萬臺，新能源汽車滲透率達到22%；中國2023年銷量887萬臺，占比全球62.1%，繼續大幅超越歐洲和北美洲的銷量。預計到2027年全球新能源汽車銷量將達到3448萬輛，碳化硅滲透率70%以上，折合6英寸碳化硅需求量724萬片，中國新能源汽車銷量達到2000萬輛，折合6英寸需求量420萬片。

在光伏逆變器方面，碳化硅器件在惡劣環境中比硅基IGBT更加耐用，使用碳化碳器件，設備的循環壽命可提升50倍；轉換效率可從96%提升到99%以上；同規格下，碳化硅MOSFET能量損耗能夠減少66%。因此，未來5年內，碳化硅功率器件將更為廣泛地應用于光伏市場，碳化硅逆變器的年復合增長率達39%以上。

在儲能行業，隨著國家能源結構的轉型步伐不斷加快，新能源在電力系統中的占比逐步提高，風電、光伏等新能源的波動性、間歇性和隨機性給電力系統的安全穩定運行帶來巨大挑戰。在此背景下，新型儲能將在中國能源結構轉型、提升可再生能源比例中發揮關鍵作用。碳化硅具有廣闊的市場空間。

進一步完善構建產業生態

中國是全球最大的光伏與新能源汽車市場。中國光伏裝機量已經連續11年全球第一，全球占比達到55%。中國也是全球新能源汽車銷售的最大驅動力，2023年約占全球銷量的62%。但是目前國內光伏、新能源汽車等領域所使用的碳化硅產品，包括用于OBC、DC/DC、主驅逆變器等領域，仍以國外器件為主，國產碳化硅仍處于追趕狀態。

對此，天科合達常務副總經理彭同華強調，要想推動國內碳化硅產業的進一步發展，追趕國際大廠的步伐，需要構建更加完善的產業生態。碳化硅從材料到器件的制造過程經歷單晶生長、晶錠切片、外延生長、晶圓設計、制造、封裝等工藝流程。構建更加完善的碳化硅產業生態，需要從多個維度進行戰略布局。目前國內碳化硅襯底技術與質量趨于成熟，需聚焦于進一步降低位錯密度，以及各項質量參數的分布收斂性控制。下一步碳化硅將朝著更大尺寸、更快生長速度、更厚晶體、更少加工損耗方向發展。今后需要進一步優化產業鏈布局，加強上下游企業間的合作與協同，形成從原材料供應、生產加工到應用推廣的完整產業鏈條，以拓展應用領域，提升市場競爭力。

此外，碳化硅產業的發展還應注重人才培養和引進，建立一支高素質的碳化硅產業人才隊伍。在政策層面，則應加大對碳化硅產業的扶持力度，建立健全行業標準和規范等。林健強調，目前我國已經把大力支持發展第三代寬禁帶功率半導體產業寫入國家“十四五”規劃和2035中長期發展規劃中，計劃在教育、科研、開發、融資、應用等方面，大力支持第三代寬禁帶功率半導體產業的發展。

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