碳化硅SiC行业报告：研究框架（96页）

行业报告下载 2022年03月21日 08:01 管理员

硅基IGBT统治了高压高电流场景，而硅基MOSFET效率远不如IGBT，仅适用于低压场景。但硅基IGBT 存在一些缺点，比如无法承受高频工况、功耗较大等。而SiC耐高压耐高温的特性，使得其仅用结构更简单的MOSFET器件就能覆盖硅基IGBT耐压水平，同时规避其高能耗的缺点。这意味着SiC材料能够实现在射频器件和功率器件上对硅基材料的性能完美替代。 TOSHIBA的实验数据显示，碳化硅基MOSFET在相同环境下，对比同规格硅基IGBT能量损失减少 66%，主要来自于开关损耗的大幅减少。相同规格的碳化硅基MOSFET与硅基MOSFET相比，其尺寸可大幅减小至原来的1/10，导通电阻可至少降低至原来的1/100。尽管SiC存在诸多性能上的优势，但目前较高的成本依然限制着它的全面应用。考虑到SiC器件的低能耗优势，以及量产和技术成熟带来的成本下降趋势，在新能源时代，SiC即将迎来属于它的性价比“奇点时刻”。在新能源汽车行业，SiC可用于驱动和控制电机的逆变器、车载充电器和快速充电桩等。在光伏发电上，目前光伏逆变器龙头企业已采用SiC功率器件替代硅器件。新基建中，特高压输电工程对 SiC器件具有重大需求。

未来SiC器件将在各应用场景持续替代传统硅基器件。碳化硅在制程上，大部分设备与传统硅生产线相同，但由于其具有硬度高等特性，需要一些特殊的生产设备，如高温离子注入机、碳膜溅射仪、量产型高温退火炉等，其中是否具备高温离子注入机是衡量碳化硅生产线的一个重要标准。根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年碳化硅衬底行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，2019年，全球碳化硅衬底材料市场规模约为1.8亿美元。由于下游行业对功率器件、射频器件的性能要求不断提高，第三代半导体材料正在逐步取代前两代产品，需求增长极为迅速，预计到2025年，全球碳化硅衬底材料市场规模将达到15.9亿美元左右。 Yole Development根据2018年（1.21亿美元）到2024年（11亿美元）的复合增速达44%对碳化硅衬底市场规模进行了预测，认为2027年碳化硅衬底材料市场规模将达到约33亿美元。全球碳化硅衬底市场格局以美国为主导，根据半导体时代产业数据中心出具的《2020年中国第三代半导体碳化硅晶片行业分析报告》数据显示，2020上半年全球半导体SiC晶片市场份额，美国CREE出货量占据全球45%，日本罗姆子公司SiCrystal占据20%，II-VI占13%；中国企业天科合达的市场占有率由2019年3%上升至2020年5.3%，山东天岳占比为2.6%。