随着新能源汽车、5G等新兴产业崛起，第三代半导体如碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）崭露头角。

近期，全球碳化硅龙头厂商安森美发布2023年一季度业绩报告，公司2023财年第一季度实现营业收入19.60亿美元，同比增长0.76%。

安森美作为全球功率分立器件和图像传感器龙头，在汽车和工业市场持续发力，同时在碳化硅领域也处于领导地位。

从公司的业绩发布会看到，安森美对于电动车、能源基础设施市场以及碳化硅的需求预期持较为乐观。

国内新能源汽车、新能源发电应用市场及碳化硅相关赛道业务也正在高速发展期。

Yole预计碳化硅功率器件在2027年市场规模将突破60亿美元，复合年均增长率超过30%。#半导体#

碳化硅行业概览
SiC（碳化硅）是第三代半导体最具代表性的材料。

其具备高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率和低介电常数等诸多优异性能。

相较于硅，碳化硅具有禁带宽度更大（是硅的3倍）、热导率更高（是硅的4-5倍）、击穿电压更大（是硅的8-10倍）等优势。

碳化硅功率器件主要应用在大功率领域，如新能源汽车、光伏储能、轨道交通等领域，尤其是在车用领域，预计未来几年在车载主逆变器、充电模块等应用将持续高速增长。

碳化硅器件应用领域：


碳化硅产业链
碳化硅产业链覆盖“衬底-外延-器件-应用”多环节，均有望受益终端需求高增长。

碳化硅衬底为制约碳化硅产业发展的重要瓶颈，原因即为碳化硅材料具有高熔点、高硬度属性，所需的工艺难度远高于硅基材料，且由于碳化硅晶体生长速率慢、产品良率低，高品质碳化硅衬底的生产周期远大于传统硅基。

国内碳化硅产线已经投入超20条，产业链上、下游都有相关企业参与。其中衬底代表企业有天岳先进、天科合达等；外延片代表企业有东莞天域半导体、瀚天天成等；布局碳化硅器件的企业以IDM为主，也有少数几家Foundry，还有多数设计公司。

碳化硅产业链：


资料来源：yole, 中商产业研究院

碳化硅衬底
碳化硅衬底可以分为导电型衬底和半绝缘型衬底，导电型衬底应用更加广泛。

在导电型碳化硅衬底（SiC-on-SiC）上生长碳化硅外延层制得碳化硅外延片，可进一步制成功率器件（二极管、MOSFET），适用于高温、高压环境，应用于新能源汽车、光伏发电等领域。


在半绝缘型碳化硅衬底（GaN-on-SiC）上生长氮化镓外延层制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成微波射频器件，适用于高频、高温环境，应用于5G通讯、雷达等领域。

半绝缘衬底主要由Wolfspeed、II-VI和天岳先进主导，导电型衬底市场Wolfspeed一家独大。2021年导电型碳化硅衬底Wolfspeed份额达48.7%。

Wolfspeed公司莫霍克谷（Mohawk Valley）8寸工厂是全球最大的、全自动工厂，公司预计会在FY4Q23产生数百万美元收入，同时Wolfspeed计划将在赛勒城（SilerCity）建造全球最大的衬底外延材料工厂，全面达产后将衬底产能扩大至现在的十倍。

国内公司产能进展方面，天岳先进于2022年9月宣布公司位于上海临港的上海天岳碳化硅半导体材料项目已经成功封顶，预计2023年投产并逐步爬坡，满产规划30万片/年。

天科合达于2022年宣布正将在徐州经开区启动子公司江苏天科合达二期年产16万片碳化硅衬底晶片以及三期100万片外延片项目建设，预计2025年底6英寸有效年产能达到55万片。


碳化硅外延
外延环节中，Wolfspeed 与昭和电工形成双寡头垄断格局，国内厂商仍有较大份额提升空间。

据Yole数据，Wolfspeed 与昭和电工分别占据碳化硅导电型外延片市场52%和43%的市场份额，合计高达95%，形成双寡头垄断的市场格局。

Wolfspeed在赛勒城（SilerCity）即将建造的衬底外延材料工厂未来将为外延产能提供保障。

Wolfspeed产能扩张计划：


国内方面的碳化硅外延企业包括瀚天天成和东莞天域等，目前两家企业均已成功研制6英寸SiC外延晶片，瀚天天成当前6英寸外延晶片年产能达20万片，东莞天域当前月产能5000片，并且已启动产能为100万片/年的6英寸/8英寸外延晶片产线项目，预计2025年竣工并投产。


碳化硅器件和模块
器件与模块目前由海外厂商主导，国内公司从模块封装领域率先切入。

器件方面，根据Omdia的数据，2021年意法半导体占据碳化硅功率器件40%的市场份额，其余如Wolfspeed、罗姆、英飞凌也占据10%+的份额，呈现一超多强的市场格局。


国内厂商在SiC 功率器件领域入局相对较晚，相关企业华润微、士兰微、斯达半导等正积极布局碳化硅器件，士兰微22年底启动6英寸SiC芯片产线项目，扩产后预计产能为14.4万片/年，斯达半导也在推进碳化硅产能扩充计划，募投项目规划6万片/年的6英寸碳化硅芯片产能。

模块方面，当前国内厂商碳化硅模块产品已在新能源车等领域开始大批量装车，例如小鹏G9已经将斯达半导碳化硅功率模块用于搭配800V架构。

由于碳化硅在高温、高电压和高功率等优异性能，适合支持快充的800V高压汽车平台，碳化硅器件市场未来有望进一步提高。