碳化硅（SiC）行业深度：行业现状、市场需求、产业链及相关公司深度梳理-260601（32页）.pdf

1、一、行业概述1、第三代半导体材料随着半导体技术的持续突破与新能源、5G通信、高端算力等终端需求的升级，功率半导体材料正加速代际迭代。半导体材料包括硅、砷化镓、氮化镓、碳化硅。从技术演进脉络来看，功率半导体材料按代际可划分为三类。第一代以硅为核心，技术成熟，支撑了中低压、中低频场景的基础需求；第二代以砷化镓为代表，凭借高频、抗辐射特性拓展了光电子与通信领域的应用；第三代则以氮化镓、碳化硅为典型，二者作为宽禁带半导体，具备高击穿电场、高热导率等优势。2、碳化硅材料具备卓越的物理特性，是高温、高频、高压场景下的理想选择碳化硅（SiC）是一种由碳和硅两种元素组成的化合物半导体材料，属于宽禁带半导体材料

2、，核心优势体现在更高耐压、更低损耗与更强热管理能力，使其在高压、高频、高温场景下具备系统级效率优势。高禁带宽度：SiC接近Si的三倍，高禁带宽度特性降低了本征载流子浓度，使器件高温漏电流更小，可允许器件在更高温度下稳定工作，有望实现200circmathrmC以上的工作温度。高饱和电子漂移速率：SiC载流子可更快漂移，有利于提高器件开关速度。此外，SiC对P型/N型掺杂的控制范围广，与硅相当，可满足器件制造的各种工艺要求。高热导率：SiC的热导率约为Si的三倍，使得SiC具备优异的散热能力，在高功率密度应用中可降低结温、缩减冷却系统规模。同时，SiC晶格结合力强，化学/机械稳定性高，不易因热应

3、力开裂，在极端环境下保持可靠。高击穿场强：SiC的临界击穿场强约为3MV/cm，为Si的10倍，意味SiC器件可以承受更高电压而不击穿。得益于此，SiC高压器件所需的漂移区可以做得更薄、掺杂更高，从而显著降低导通电阻。在相同耐压下，SiC器件单位面积漂移层电阻理论上可降低至硅的1/300。这使SiC器件能轻松实现600V至数千伏的耐压，同时保持极低导通损耗。得益于以上特性，SiC成为车用电驱、光伏逆变、电网变换等领域的首选新型功率半导体材料。随着产业发展晶圆尺寸由2英寸、4英寸逐步扩大到6英寸、8英寸乃至12英寸，晶体缺陷密度大幅降低，材料供应和良率持续改善，碳化硅正从小众逐步走向大规模产业化

4、。3、碳化硅材料加工流程及碳化硅器件分类碳化硅单晶经长晶、切割、研磨与抛光等加工后形成衬底，再在衬底表面通过外延生长制备功能薄膜，得到外延片。衬底作为器件的核心支撑与散热载体，主要应用于功率半导体（如新能源汽车电驱与光伏逆变器）、射频半导体（5G基站毫米波射频前端）以及高功率密度散热部件等场景。目前产业主流衬底尺寸为6英寸，8英寸正在加速量产导入；外延片则用于构建功率器件的有源区，是决定器件电学性能的关键材料。按电阻率与导电特性不同，碳化硅器件可分为导电型碳化硅功率器件和半绝缘型碳化硅基射频器件：（1）导电型碳化硅功率器件功率器件又被称为电力电子器件，是构成电力电子变换装置的核心器件。导电型碳

5、化硅功率器件主要是通过在导电型衬底上生长碳化硅外延层，得到碳化硅外延片后进一步加工制成，品种包括造肖特基二极管（SBD）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等，核心应用包括新能源汽车主驱逆变器、车载充电机、光伏逆变器、储能变流器、电网、电力电子、工业控制以及轨道交通等方向。（2）半绝缘型碳化硅基射频器件射频器件在无线通讯中扮演信号转换的角色，是无线通信设备的基础性零部件，主要包括功率放大器、滤波器、开关、低噪声放大器、双工器等。半绝缘型碳化硅基射频器件是通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片后进一步制成，包括HEMT（高电子迁移率晶体管）等氮化镓射频器件

6、，应用场景覆盖5G通信、卫星通信、雷达及部分光学应用。(divcenter)碳化硅的主要器件形式及应用(/divcenter)二、行业现状1、全球碳化硅市场持续扩容数据显示，2024年全球碳化硅市场规模约41亿美元（同比增长28.13%）。据中商情报网数据，2024年全球碳化硅衬底、外延市场规模分别为92亿元人民币（同比增长24.3%）、87亿元人民币（同比增长8.7%）。预计2025年全球碳化硅衬底市场规模达123亿元人民币。2、从顶层设计到地方落地：国家政策闭环护航第三代半导体发展十四五以来，国家将第三代半导体列为战略性新兴产业。2025年中央经济工作会议强调“加快人工智能基础设施建设，突