电子行业报告：碳化硅车型，衬底、器件（43页）

SiC 属于第三代半导体，性能参数优异。以碳化硅为代表的第三代半导体材料具有 禁带宽度大、饱和电子漂移速率高、热导率高、击穿电场强度高等优势： 1）更大的禁带宽度可以保证材料在高温下，电子不易发生跃迁，本征激发弱，从而 耐受更高的工作温度。碳化硅的禁带宽度约为硅的 3 倍，理论工作温度可达 400℃以上。 2）饱和电子漂移速率指电子在半导体材料中的最大定向移动速度，决定器件的开 关频率。碳化硅的饱和电子漂移速率是硅的两倍，有助于提高工作频率，将器件小型化。 3）高温是影响器件寿命的主要原因之一，热导率代表了材料的导热能力，碳化硅 的高热导率可以有效传导热量，降低器件温度，维持正常工作。 4）临界击穿场强指材料发生电击穿的电场强度，一旦超过该数值，材料将失去绝 缘性能，进而决定了材料的耐压性能。碳化硅的临界击穿场强约为硅的 10 倍，能够耐 受更高的电压，更适用于高电压器件。碳化硅器件旨在为应用系统“增效+降本”，新能源汽车贡献主要市场。根据 Yole 的 数据，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%。SiC 方案可实现新能源汽车三电系统降本、增效。碳化硅凭借高效率、高功率密度 等优异特性，为应用系统“降本+增效”。以新能源汽车主驱为例，根据 ST 测算，碳化 硅逆变器效率比 IGBT 逆变器高 3.4%，可以有效提升续航、节省电池成本。此外，由于 碳化硅逆变器体积较小，还可搭载成本更低的冷却系统，从而降低整车成本。因此新能 源汽车主驱逆变器、车载 OBC、DC/DC 转换器已率先开启 SiC SBD、SiC MOS 的渗透。