碳化硅材料目前已成为半导体、新能源汽车、光伏等三大千亿赛道的关键材料之一，其主要包括单晶和陶瓷2大类。

从单晶方面来看，碳化硅作为目前发展最成熟的第三代半导体材料，可谓是近年来最火热的半导体材料。尤其是在“双碳”战略背景下，碳化硅被绑定新能源汽车、光伏、等节能减碳行业，万众瞩目。

从陶瓷方面来看，伴随着新能源汽车、半导体、光伏等行业的起飞，碳化硅凭借其优异的高温强度、高硬度、高耐磨性、高导热性、耐腐蚀性等性能而需求爆发，深深地渗入到这些新兴领域的产业链中的关键环节。

资本狂下注，碳化硅在半导体寒冬中狂飙

在半导体行业的下行周期中，也并非一片低迷之声，碳化硅就是萎靡之势中的一个反例。近年来，资本市场对碳化硅一直抱有强烈的关注度。

2021年有多家碳化硅企业获得了投资机构的青睐，相继宣布完成融资，行业内也随之激起一番融资浪潮。

2022年也是碳化硅投融资热度明显的一年。据不完全统计，2022年全年投融资及并购金额超过33亿元，数量达到30余起。仅仅是在2022年12月，就有7个融资案，包括臻驱科技、芯聚能、邑文科技、瞻芯电子、南砂晶圆等。

2023年上半年刚过，碳化硅企业的融资金额就已经创了最近三年的新高。今年Q1，碳化硅领域共有21起融资，包含外延、衬底、材料、设备、功率器件……融资几乎涵盖了国内碳化硅全产业链。在这21家企业中，除部分企业未公布融资金额外，有10家企业所获融资金额过亿，约占总数的50%。其中，融资规模最大的当属天域半导体，为12亿。今年Q2又有10余起融资，总金额超50亿元。


建厂扩产毫不停歇

数据显示，上半年与碳化硅相关的扩产项目以及预期资本支出加起来总金额超上千亿元（折合成人民币），扩产的内容主要围绕衬底、外延、器件，而应用的方向也大多数以电动汽车为主。

今年1月，德国博世集团在苏州发布重磅消息：再投10亿美元打造新能源汽车核心部件及自动驾驶研发制造基地项目，生产内容包含碳化硅功率模块等。随后在4月，博世又决定收购半导体厂商TSI Semiconductors，再投资15亿美元扩张第三代半导体生产，应对电动汽车市场需求。

今年2月，美国半导体厂Wolfspeed正式宣布计划在德国萨尔州建造全球最大、最先进的碳化硅器件制造工厂。该工厂将成为全球最大的八英寸半导体工厂，采用创新性制造工艺来生产下一代碳化硅器件。

同时，国内对于碳化硅扩产动作也未停歇。

今年6月，三安光电与意法半导体联合宣布，双方拟出资32亿美元(约合人民币228亿元)合资建造一座8英寸碳化硅外延、芯片代工厂。同时，三安光电将在当地独资建立一个8英寸碳化硅衬底工厂作为配套，预计投资总额70亿元。此外还有天科合达、瀚天天成、天岳先进等公司都公布了自己新的投资与扩产计划。

产业化进程不断加速

下游新能源发展对高频、大功率射频及电力电子需求的快速增长，极大推动了碳化硅的产业化进程。

碳化硅器件在新能源汽车产业中主要应用在电机控制器（电驱）、车载充电机OBC、DC/DC变换器以及充电桩，碳化硅器件相比硅基器件有更优越的物理性能，体积小，性能优越，节能性强，还顺带缓解了续航问题，更适应新能源汽车增加续航里程、缩短充电时长、提高电池容量、降低车身自重的需求。

从2021年起，碳化硅器件便进入供应短缺状态，至今依然没有得到完全缓解。其中，汽车对碳化硅器件应用量的提升，成为拉动行业增长的主要因素。2023年，国内碳化硅产业更是经历了快速发展的一年。根据EV芯闻，截至2023年上半年，全球已有40款碳化硅车型进入量产交付，上半年全球碳化硅车型销量超过120万辆。

根据NE时代数据，1-12月国内上险乘用车主驱碳化硅模块渗透率约为10.7%，下半年800V车型中碳化硅渗透率显著提升：6-12月800V车型中碳化硅车型占比分别为15%/18%/29%/35%/39%/45%，12月问界M9、理想MEGA等多个碳化硅车型上市。

不过SiC晶体生长慢且加工难，提升良率和产能是控制成本的关键。SiC器件成本是Si器件的3倍左右，是制约SiC行业快速发展的核心因素之一，造成该问题的主要原因在于SiC长晶速度缓慢且加工难度大，从原材料到晶圆转换率仅为50%，目前SiCMOSFET的成本与同类SiIGBT分立器件相比仍然有较大差距，这阻碍了SiC器件大规模的产业化推广。

好在尽管当前SiC-MOS成本约为Si-IGBT的3倍，但根据英飞凌测算，SiC-MOS可以减少6-10%电力损耗，电池成本节省将超过SiC器件增加的成本，最高可以节省6%的综合系统成本。同时，SiC优势在800V平台中将进一步放大，以小鹏G9为例，其800V高压SiC平台相较400V平台续航提升5%，可实现充电5分钟续航超过200Km。

而且当前海外对华科技限制持续加码，产业链自主可控刻不容缓，SiC作为半导体领域的重要新材料，国内外SiC技术代差约为5-8年，相较硅基半导体，具备实现国产替代机遇，国家重视程度将不断上升。

专业机构认为，2024年碳化硅产业化进展会随着高压快充趋势及碳化硅产业链降本而加速。

由于高压快充是电车的大势所趋，未来会逐渐下沉到更低区间的价格带，高压快充背景下，电车对碳化硅需求的迫切性预计对应进一步提高。另一方面，随着产能的逐步释放、8英寸量产的不断成熟、碳化硅长晶及加工工艺的不断改进、进而碳化硅行业良率的提升，尤其是在国产厂商纷纷入局后，可能会进一步加速碳化硅的降本。

未来在技术进步和规模经济共同作用下，产线将向8英寸转移，衬底尺寸扩径将助力产业链降本，预计衬底价格将以每年8%的速度下降，也将进一步加速SiC发展渗透。

市场空间有多大？

以碳化硅材料为衬底的产业链主要包括碳化硅衬底材料的制备、外延层的生长、器件制造以及下游应用市场。衬底根据电学性能不同分为半绝缘型和半导电型，分别应用到不同的应用场景上，在新能源汽车、光伏以及轨道交通等领域具备广阔的替代空间。

其中半绝缘型碳化硅主要用在射频器件上，主要为面向4G/5G通信基站和新一代有源相控阵雷达应用的功率放大器。半导电型碳化硅主要用在功率器件上，主要面向电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等高压高温高频场景。

Yole数据显示，2022年碳化硅器件市场规模为19.7亿美元，其中半导电型碳化硅功率器件市场规模为17.9亿美元，半绝缘型碳化硅射频器件市场规模为1.8亿美元。

根据Yole预测，2022年碳化硅功率器件市场规模为18亿美元，2028年有望达到89亿美元，22-28年CAGR高达31%。碳化硅功率器件可应用于汽车、能源、交通、工业等多个领域，其中汽车占据主导地位，市场规模占比超过七成，2022年市场规模为13亿美元，2028年有望达到66亿美元，22-28年CAGR高达32%。半绝缘型碳化硅射频器件市场规模有望达到22.9亿美元，年化增速达到52.79%。

此外在光伏发电应用中，使用SiC材料可将转换效率可从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。得益于SiC功率器件带来的降本增效优势，根据CASA预测，在2025年碳化硅功率器件占比将达到50%，未来将继续保持稳定增长态势。

2027年全球光伏SiC功率器件市场规模将达4.2亿美元。2021年全球光伏碳化硅功率器件市场规模为1.54亿美元，随着SiC器件渗透率持续提升，预计2027年全球光伏SiC功率器件市场规模将增加至4.23亿美元，2021-2027年年复合增长率为18%。