新能源东风已至，碳化硅御风而起
1、碳化硅性能优势突出
主流半导体采用硅材料，射频、功率、光通信等特殊应用对半导体材料提出特殊需求。sic 是制 作高温高频、大功率高压器件的理想材料之一，是由硅元素和碳元素组合而成的一种化合物半导 体材料。
1.1、sic性能优势显著
同半导体材料硅（si）相比，其禁带宽度是硅（si）的 3 倍，击穿电压是其 8-10 倍，导热率是其 3-5 倍，电子饱和漂移速率是其 2-3 倍。 sic 在耐高压、耐高频、耐高温方面具有独特优势。耐高压方面，sic 阻抗更低，禁带宽度更宽， 能承受更大的电流和电压，带来更小尺寸的产品设计和更好效率；耐高频方面，sic 不存在电流 拖尾现象，能够提高元件的开关速度，是硅（si）开关速度的 3-10 倍，从而适用于更高频率和更 快的开关速度；耐高温方面，sic 拥有非常高的导热率，相较硅（si）来讲，能在更高的温度下 工作。因此，sic 能够有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化要求，有望成为未来最 被广泛使用的半导体芯片基础材料。sic主要用于功率或射频器件，适用于600v以上的高压场景，包括光伏、新能源汽车、充电桩、 风电、轨道交通等等电力电子领域。其中，新能源汽车领域，功率半导体主要应用于电机控制器、 dc/dc 变换器、车载充电机、压缩机、水泵、油泵，同时还应用于配套充电桩。
1.2、sic衬底价值量最大，6英寸晶片成为主流
sic 产业链主要包括上游衬底、中游外延、下游器件制造和模块封装，产业链价值量倒挂，其中 衬底制造技术壁垒最高、价值量最大，是未来 sic 大规模产业化推进的核心。 衬底：最为核心的环节，价值量最高，约为 46%。根据电阻率的不同，可分为导电型和半绝 缘型衬底，分别用于功率和射频器件领域。高纯硅粉和高纯碳粉采用物理气相传输法（pvt） 生长 sic 晶锭，之后经过滚磨、切割、研磨、抛光、清洗等环节最终形成衬底，其中晶体的 生长为核心工艺，核心难点在于提升良品率。晶片尺寸越大，对应晶体的生长与加工技术难 度越大，长晶技术壁垒高，毛利率可达 50%左右。外延：价值量占比约23%，是指在衬底上面再覆盖一层薄膜以满足器件生产条件。其中导电 型 sic 衬底用于 sic 外延，生产功率器件，应用于电动汽车和新能源领域；半绝缘型 sic 衬 底用于氮化镓外延，生产射频器件，应用于 5g 通信等领域。 器件制造及模块封装：价值量占比约 20%，产品包括 sic 二极管、sic mosfet、全 sic 模 块、sic 混合模块。应用：依据电阻率区分，导电型 sic 器件主要用于电动汽车、光伏、轨道交通、充电桩等领 域；半绝缘 sic 器件主要用于 5g 通信、数据传输、航空航天、国防军工等领域。 半绝缘型 sic 衬底市场增长迅速，6 英寸晶片成为发展趋势。受益于 5g 基建加快布局和全球地 缘政治动荡，半绝缘型 sic 衬底市场增长空间巨大。根据 yole 数据，2020 年全球半绝缘型 sic 衬底市场规模为 1.8 亿美元，较 2019 年同比增长 18%。此外，根据中国宽禁带功率半导体及应 用产业联盟数据，2020 年全球 4 英寸半绝缘型 sic 晶片的市场需求约 4 万片，6 英寸约 5 万片， 两者需求占比不相上下；预计到 2025 年，4 英寸市场需求将减少至 2 万片，6 英寸成为发展趋势。
导电型 sic 衬底市场发展前景良好，6 英寸衬底占据绝大部分市场份额。受下游民用领域的持续 景气，如新能源汽车与光伏，导电型 sic 衬底市场规模不断扩容。根据 yole 数据，2018 年，全 球导电型 sic 衬底市场规模为 1.7 亿美元，2020 年增长至 2.8 亿美元，复合增长率为 26%。根据 中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟数据，全球 6 英寸导电型衬底需求从 2020 年的超 8 万片增 长至 2025 年的 20 万片，而 4 英寸产品将逐步退出市场。 sic 主流大厂正陆续推出 8 英寸晶圆片。当前，全球市场上 6 英寸 sic 衬底已实现商业化，主流 大厂也陆续开始推出 8 英寸样品。sic 晶圆尺寸的扩大不仅可以降低生产成本，而且有利于保持 晶圆几何形状，减少边缘翘曲，提升晶圆生产的良率。2019 年 cree 完成了首批 8 英寸 sic 晶圆 样品的制样，意法半导体在 2021 年 7 月宣布了制造出首批 8 英寸 sic 晶圆片。预计 2023 年开 始，各大厂商将逐渐量产 8 英寸衬底，并继续提高外延和器件方面产能及良品率。随着 6 英寸衬 底、外延晶片质量提高，8 英寸产线实现规模化生产，sic 器件和模块逐渐普及为电动汽车主流配 置，规模效应增大，成本可得到有效降低。
1.3、sic价格呈下降趋势，渗透率有望随之提升
目前，sic 衬底成本高/制作难、长晶速度慢、损失率高导致了器件的高成本，影响了 sic 器件的 渗透率。根据我国第三代半导体产业技术创新战略联盟（casa）数据显示，sic 功率器件最主要 的原材料成本——sic 衬底、外延片的价格近年来持续下降，原因有：第一，伴随大直径衬底占比不断提高，衬底单位面积生长成本下降；第二，单晶的平均可用厚度仍会持续增加，这将不断 降低单位面积衬底成本；第三，衬底质量和晶片供货量的提高，以及外延晶片成品率的提高，推 动 sic 器件成本逐步降低。未来 sic 各环节成本有望持续下降，并迎来对于下游产业的加速渗透。
2、欧美厂商高度垄断，国内厂商潜力巨大
wolfspeed 垄断 sic 器件与外延片市场，欧美企业主导 sic 器件市场。从衬底到器件环节，目前 以 wolfspeed、st 及罗姆等海外头部企业占据产业链主要份额。其中，因布局较早，良率与产能 规模全球领先，在 sic 衬底及外延片市场 wolfspeed 一家独大。下游器件领域，欧美日企业领先， 整体市占率达到 95%，意法半导体作为特斯拉 sic 功率器件的第一梯队供应商，市场占有率排名 第一，达到 41%。
国际主流厂商大幅扩产，释放抢占 sic 市场信号。国际企业大力完善第三代半导体产业布局，计 划大幅扩产来强化竞争优势，以抢夺日渐增长的市场份额。安森美表示 22 年要将 sic 产能扩充 4 倍；意法半导体计划到 2024 年将 sic 晶圆产能提高到 2017 年的 10 倍，sic 营收将达到 10 亿美 元。在国际大厂加速扩产的背景下，sic 产业格局逐渐迎来空前重构和变化。 国内厂商加速布局，发展空间巨大。国内企业也在积极研发和探索 sic 器件的产业化，已经形成 相对完整的 sic 产业链体系，部分产业节点已有所突破。sic 衬底方面，天岳先进在半绝缘 sic 衬底的市场占有率连续三年保持全球前三；
天科合达在国内率先成功研制 6 英寸 sic 衬底，并已 实现 2-6 英寸 sic 晶片的规模化生产和器件销售。sic 外延片方面，厦门瀚天天成与东莞天域可 生产 2-6 英寸 sic 外延片。sic 器件方面，国内厂商主要有泰科天润、瀚薪、扬杰科技、中电 55 所、中电 13 所、科能芯、中车时代电气等。模组领域，目前 sic 市场斯达半导、河南森源、常州 武进科华、中车时代电气处于起步阶段。中国厂商在围绕 sic 衬底生产上正在缩短与国外差距， 未来若能在 6 英寸和 8 英寸的 sic 晶圆良率和成本上进一步实现突破是竞争的关键。
3、新能源革命来临，sic器件迎风而起
全球 sic 器件市场发展迅猛，2025 年有望增长至 26 亿美元。受益于 5g 通信、国防军工、新能 源汽车和新能源光伏等领域的发展，sic 器件市场规模增速可观。yole 数据显示，2019 年全球 sic 功率器件市场规模为 5.4 亿美元，预计 2025 年将增长至 25.6 亿美元，cagr 约 30%。整体 电动车相关领域（主逆变器+obc+dc/dc 转换器）sic 市场规模有望在 25 年达到 15.5 亿美元， 19-25 年 cagr 为 38%；而电动车充电基础设施领域 sic 增长最快，19-25 年 cagr 为 90%。
3.1、新能源车是sic器件的核心驱动力
全球新能源汽车终端需求火热，车用 sic 晶圆需求攀升。根据 evtank 数据显示，全球新能源汽 车 2025 年销量将达到 1800 万辆，19-25 年 cagr 为 42%。随着新能源车渗透率不断升高，以及 整车架构朝 800v 高压方向迈进，sic 器件在车载逆变器等领域有望迎来规模化发展。据 trendforce 数据显示，预估 2025 年全球电动车市场对 6 英寸 sic 晶圆需求可达 169 万片，21- 25 年 cagr 为 94%。
国内新能源车市场规模快速增长，sic 功率器件有望进一步突破。idc 预计,2022 年中国新能源车 市场规模将达到 523 万辆，同比增长 47.2%。2025 年新能源车市场规模有望达到约 1,299 万辆， 2021-2025 年复合增长率约为 38%。根据 digitimes research 预测，2025 年电动汽车用 sic 功率半导体将占整车用功率半导体的 37%以上，高于 2021 年的 25%。国内新能源车市场具备领先优势，随着渗透率的进一步提升以及汽车电子化程度的持续推进，国内车用 sic 器件规模有望 快速突破。 多维度优势赋能车用 sic 器件。sic 功率器件在新能源汽车中展现出独特优势，其应用场景包括：电机驱动系统逆变器、电源转换系统（车载 dc／dc）、车载充电系统（obc）及非车载充电桩 等。从材料来看，sic 相对于硅材料拥有更高的击穿场强、更高的热导率以及更高的电子饱和漂 移速度；从电路损耗来看，在同等条件下，sic 功率器件能大幅减小电路开关的能量损耗（下降 85%）；从设备空间来看，采用 sic 功率器件的 dc/dc 转换器、车载充电机以及电机控制器分别 能加减小设备 20%、40%、64%的系统空间；从电池转化效率来看，集成了 sic 器件的模块能帮 助系统提升 6%的电力转换效率。 众多新能源汽车厂商竞相布局 sic 器件。2018 年，特斯拉的 model 3 首次采用意法半导体和英飞 凌的 sic 逆变器取代了 si-igbt，逆变器效率提升了 5-8%。2020 年，比亚迪将自主研发制造的 sic mosfet 功率器件搭载在汉 ev 四驱高性能版上，实现了 200kw 的输出功率，功率密度提 升一倍。预计到 2023 年，比亚迪将实现 sic 基车用功率半导体对硅基 igbt 的全面替代，将整车 性能在现有基础上再提升 10%。目前，已有多家厂商推出了面向 hev/ev 等电动汽车充电器的sic 功率器件。未来随着 sic 器件在车载充电器、dc/dc 转换以及充电桩中渗透率提升，市场空 间有望快速扩大。 新能源车高电压平台大势所趋，sic 器件彰显优势。近年来各车企纷纷通过提升功率来缓解新能 源汽车的续驶焦虑和充电焦虑，而功率的增加一般有两种路径，即提高电流或电压。然而，大电 流可能会导致较大的核心部件热损耗，因此高电压电气平台成为了首选。高电压平台要求电驱动 系统的耐压性也要随之提升，而硅基器件无法承载电压的大幅升高，故 sic 应用将逐步替代硅基 igbt 成为关键。相比之 igbt，sic 体积小、功率密度高、耐高压和高温能力强，可助力新能源 车实现更长的续航里程、更短的充电时间和更强的动力性能。
国内外车企纷纷布局 800v 高压平台，sic 大规模车载应用可期。在相同功率下，800v 电压平台 较 400v 电压的电流减半，电池充电热量降低，且低成本、轻量化、emc 干扰的降低，以及效率 和续航的提升，让充电补能体验大幅增强。2019 年保时捷 taycan 推出全球首款 800v 高电压电 气架构，支持 350kw 大功率快充，15 分钟内电量可充到 80％。近年来比亚迪、奥迪、吉利、小 鹏等一众车企也纷纷开始布局800v高电压平台，预计各大车企基于800v高压平台方案将在2022 年之后陆续上市，sic 作为 800v 平台架构的最佳拍档有望大放异彩。 800v 高压平台需要电源产品配套升级，充电桩等迎来发展良机。当动力电池电压平台升级到 800v，当前的 obc、dc/dc 及充电桩等电源产品都需要从 400v 等级提升至符合 800v 电压平台 的应用，sic 器件由于其优异的特性也将开始大规模的应用。以充电桩为例，800v 高压充电桩在 设计架构上区别于 400v 的重要特点是需要配置 sic mosfet，以达到更快的充电速度和更好的 器件耐压性。22 年 wolfspeed 宣布参与搭载 sic 技术的直流快速充电桩项目，总功率可达 350 kw，成本可降低 20-30%。国内车企也开始发力，广汽埃安于 2021 年 8 月发布 480kw 超级充电 桩，小鹏也宣布 22q4 起部署 480kw 高压超充桩，实现充电 5 分钟续航 200 公里。
3.2、光伏产业快速发展，sic应用未来可期
全球和国内光伏新增装机量快速增长，成长天花板被打开。根据 cpia 预测，乐观情况下，全球 光伏年新增装机在 2022 年将首次突破 200gw，达到 225gw 的水平，到 25 年全球年新增装机将 达到 330gw，20-25 年光伏新增装机的复合增长率达 20%；2025 年我国新增装机规模将达到 110gw，相当于 2020 年底的 3.7 倍。 光伏逆变器出货量高速增长，igbt 作为逆变器“心脏”作用凸显。光伏逆变器是光伏系统的核 心部件，可以将太阳能板产生的可变直流电转换为交流电，并反馈回输电系统或供离网的电网使 用。根据 ihs markit，近年来光伏产业的快速发展带动光伏逆变器市场规模快速提升，2020 年全 球光伏逆变器的市场规模为 136gw，2025 年将有望达到 401gw，20-25 年 cagr 为 24%。光 伏逆变器成本结构方面，半导体器件和集成电路材料主要为 igbt 元器件和 ic 半导体，其中以 igbt 为主的半导体器件在驱动保护、过电流／短路保护、过温保护、机械故障保护等方面发挥巨 大作用，是逆变器的“心脏”，约占逆变器成本的 12％左右。
sic 器件可有效提高光伏逆变器性能，有望逐步替代硅基 igbt 成为逆变器核心。相比于硅基 igbt，sic mos 具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、无电流拖尾现象、高开关速度等优点， 并且可以在高温等恶劣的环境中工作，有利于提高光伏逆变器使用寿命。根据 sic 芯观察数据， 采用 sic 器件可有效提高光伏发电转换效率，光伏逆变器的转换效率可从硅基的 96%提升至 sicmosfet 的 99%以上，能量损耗降低 50%以上，设备循环寿命提升 50 倍。未来应用于光伏领域 的sic逐渐成熟，伴随渗透率的进一步提升，其有望逐渐替代硅基igbt在光伏逆变器上的应用。 国内光伏逆变器厂商加快布局，为 sic 国产化提供历史性机遇。随着中国光伏装机量的增长，中 国本土厂商加快技术与产品升级，在全球已占据重要位置。在出货量排名前十的供应商中有六家 是中国供应商，其中华为以 23%的市占率位居榜首，国内逆变器厂商在全球逆变器市场中占据超 六成市场份额。未来随着新能源替代传统燃料进程加速，逆变器向高效率、高功率密度、高可靠 性等方向发展，sic 器件有望受益于本土供应链优势，迎来发展良机。根据 sic 芯观察数据显示， 2020 年 sic 光伏逆变器占比为 10%，预计 2035 年占比将达到 75%，未来空间十分广阔。
3.3、sic器件在轨道交通领域持续渗透
在大容量、轻量化和节能化要求下，轨道交通领域采用 sic 大势所趋。随着轨道交通硅基功率器 件性能逐渐逼近理论极限，sic 功率器件成为重点发展方向，以满足轨道交通系统对高功率密度、 低损耗和高可靠性等要求。与传统硅基 igbt 牵引逆变器相比，全 sic 牵引逆变器能耗能够降低 10%以上。2014 年日本小田急电铁新型通勤车辆配备了三菱电机 3300v/1500a 全 sic 功率模块逆变器，开关损耗降低 55%，体积和重量减少 65%，电能损耗降低 20%～36%。根据 casa 预 测，未来 30 年内，轨道交通应用中 90%的硅 igbt 将被 sic 器件或混合器件替代。yole 数据显 示，铁路 sic 市场将从 2019 年的 900 万美元增长到 2025 年的 1.18 亿美元，cagr 达到 55%。 国内外厂商纷纷布局轨交系统 sic 器件。2015 年，日本三菱公司推出了高性能平面栅 3.3kv sic mosfet 器件及全 sic 模块产品，并在全世界首次将全 sic 模块应用到轨道交通牵引变流系统 中。近年来随着新能源产业的蓬勃发展，sic 加快渗透进入轨交领域。日本 n700s 新干线、西门 子 velaro 列车等也大面积采用了 sic 牵引系统，截至 2021 年 6 月，国内也已经有苏州三号线、 深圳地铁1号线等6条地铁线路采用了sic技术。目前中国的时代电气、天岳先进，日本的东芝、 三菱、日立，以及欧美的 wolfspeed、英飞凌，都已在发力轨道交通 sic 产业链。我国高铁建设 目前已拥有世界领先水平，中国巨大的应用需求是国产 sic 的“沃土”，国内厂商有望借助庞大 市场确立先发优势。
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主流半导体采用硅材料，射频、功率、光通信等特殊应用对半导体材料提出特殊需求。sic 是制 作高温高频、大功率高压器件的理想材料之一，是由硅元素和碳元素组合而成的一种化合物半导 体材料。
1.1、sic性能优势显著
同半导体材料硅（si）相比，其禁带宽度是硅（si）的 3 倍，击穿电压是其 8-10 倍，导热率是其 3-5 倍，电子饱和漂移速率是其 2-3 倍。 sic 在耐高压、耐高频、耐高温方面具有独特优势。耐高压方面，sic 阻抗更低，禁带宽度更宽， 能承受更大的电流和电压，带来更小尺寸的产品设计和更好效率；耐高频方面，sic 不存在电流 拖尾现象，能够提高元件的开关速度，是硅（si）开关速度的 3-10 倍，从而适用于更高频率和更 快的开关速度；耐高温方面，sic 拥有非常高的导热率，相较硅（si）来讲，能在更高的温度下 工作。因此，sic 能够有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化要求，有望成为未来最 被广泛使用的半导体芯片基础材料。sic主要用于功率或射频器件，适用于600v以上的高压场景，包括光伏、新能源汽车、充电桩、 风电、轨道交通等等电力电子领域。其中，新能源汽车领域，功率半导体主要应用于电机控制器、 dc/dc 变换器、车载充电机、压缩机、水泵、油泵，同时还应用于配套充电桩。
1.2、sic衬底价值量最大，6英寸晶片成为主流
sic 产业链主要包括上游衬底、中游外延、下游器件制造和模块封装，产业链价值量倒挂，其中 衬底制造技术壁垒最高、价值量最大，是未来 sic 大规模产业化推进的核心。 衬底：最为核心的环节，价值量最高，约为 46%。根据电阻率的不同，可分为导电型和半绝 缘型衬底，分别用于功率和射频器件领域。高纯硅粉和高纯碳粉采用物理气相传输法（pvt） 生长 sic 晶锭，之后经过滚磨、切割、研磨、抛光、清洗等环节最终形成衬底，其中晶体的 生长为核心工艺，核心难点在于提升良品率。晶片尺寸越大，对应晶体的生长与加工技术难 度越大，长晶技术壁垒高，毛利率可达 50%左右。外延：价值量占比约23%，是指在衬底上面再覆盖一层薄膜以满足器件生产条件。其中导电 型 sic 衬底用于 sic 外延，生产功率器件，应用于电动汽车和新能源领域；半绝缘型 sic 衬 底用于氮化镓外延，生产射频器件，应用于 5g 通信等领域。 器件制造及模块封装：价值量占比约 20%，产品包括 sic 二极管、sic mosfet、全 sic 模 块、sic 混合模块。应用：依据电阻率区分，导电型 sic 器件主要用于电动汽车、光伏、轨道交通、充电桩等领 域；半绝缘 sic 器件主要用于 5g 通信、数据传输、航空航天、国防军工等领域。 半绝缘型 sic 衬底市场增长迅速，6 英寸晶片成为发展趋势。受益于 5g 基建加快布局和全球地 缘政治动荡，半绝缘型 sic 衬底市场增长空间巨大。根据 yole 数据，2020 年全球半绝缘型 sic 衬底市场规模为 1.8 亿美元，较 2019 年同比增长 18%。此外，根据中国宽禁带功率半导体及应 用产业联盟数据，2020 年全球 4 英寸半绝缘型 sic 晶片的市场需求约 4 万片，6 英寸约 5 万片， 两者需求占比不相上下；预计到 2025 年，4 英寸市场需求将减少至 2 万片，6 英寸成为发展趋势。
导电型 sic 衬底市场发展前景良好，6 英寸衬底占据绝大部分市场份额。受下游民用领域的持续 景气，如新能源汽车与光伏，导电型 sic 衬底市场规模不断扩容。根据 yole 数据，2018 年，全 球导电型 sic 衬底市场规模为 1.7 亿美元，2020 年增长至 2.8 亿美元，复合增长率为 26%。根据 中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟数据，全球 6 英寸导电型衬底需求从 2020 年的超 8 万片增 长至 2025 年的 20 万片，而 4 英寸产品将逐步退出市场。 sic 主流大厂正陆续推出 8 英寸晶圆片。当前，全球市场上 6 英寸 sic 衬底已实现商业化，主流 大厂也陆续开始推出 8 英寸样品。sic 晶圆尺寸的扩大不仅可以降低生产成本，而且有利于保持 晶圆几何形状，减少边缘翘曲，提升晶圆生产的良率。2019 年 cree 完成了首批 8 英寸 sic 晶圆 样品的制样，意法半导体在 2021 年 7 月宣布了制造出首批 8 英寸 sic 晶圆片。预计 2023 年开 始，各大厂商将逐渐量产 8 英寸衬底，并继续提高外延和器件方面产能及良品率。随着 6 英寸衬 底、外延晶片质量提高，8 英寸产线实现规模化生产，sic 器件和模块逐渐普及为电动汽车主流配 置，规模效应增大，成本可得到有效降低。
1.3、sic价格呈下降趋势，渗透率有望随之提升
目前，sic 衬底成本高/制作难、长晶速度慢、损失率高导致了器件的高成本，影响了 sic 器件的 渗透率。根据我国第三代半导体产业技术创新战略联盟（casa）数据显示，sic 功率器件最主要 的原材料成本——sic 衬底、外延片的价格近年来持续下降，原因有：第一，伴随大直径衬底占比不断提高，衬底单位面积生长成本下降；第二，单晶的平均可用厚度仍会持续增加，这将不断 降低单位面积衬底成本；第三，衬底质量和晶片供货量的提高，以及外延晶片成品率的提高，推 动 sic 器件成本逐步降低。未来 sic 各环节成本有望持续下降，并迎来对于下游产业的加速渗透。
2、欧美厂商高度垄断，国内厂商潜力巨大
wolfspeed 垄断 sic 器件与外延片市场，欧美企业主导 sic 器件市场。从衬底到器件环节，目前 以 wolfspeed、st 及罗姆等海外头部企业占据产业链主要份额。其中，因布局较早，良率与产能 规模全球领先，在 sic 衬底及外延片市场 wolfspeed 一家独大。下游器件领域，欧美日企业领先， 整体市占率达到 95%，意法半导体作为特斯拉 sic 功率器件的第一梯队供应商，市场占有率排名 第一，达到 41%。
国际主流厂商大幅扩产，释放抢占 sic 市场信号。国际企业大力完善第三代半导体产业布局，计 划大幅扩产来强化竞争优势，以抢夺日渐增长的市场份额。安森美表示 22 年要将 sic 产能扩充 4 倍；意法半导体计划到 2024 年将 sic 晶圆产能提高到 2017 年的 10 倍，sic 营收将达到 10 亿美 元。在国际大厂加速扩产的背景下，sic 产业格局逐渐迎来空前重构和变化。 国内厂商加速布局，发展空间巨大。国内企业也在积极研发和探索 sic 器件的产业化，已经形成 相对完整的 sic 产业链体系，部分产业节点已有所突破。sic 衬底方面，天岳先进在半绝缘 sic 衬底的市场占有率连续三年保持全球前三；
天科合达在国内率先成功研制 6 英寸 sic 衬底，并已 实现 2-6 英寸 sic 晶片的规模化生产和器件销售。sic 外延片方面，厦门瀚天天成与东莞天域可 生产 2-6 英寸 sic 外延片。sic 器件方面，国内厂商主要有泰科天润、瀚薪、扬杰科技、中电 55 所、中电 13 所、科能芯、中车时代电气等。模组领域，目前 sic 市场斯达半导、河南森源、常州 武进科华、中车时代电气处于起步阶段。中国厂商在围绕 sic 衬底生产上正在缩短与国外差距， 未来若能在 6 英寸和 8 英寸的 sic 晶圆良率和成本上进一步实现突破是竞争的关键。
3、新能源革命来临，sic器件迎风而起
全球 sic 器件市场发展迅猛，2025 年有望增长至 26 亿美元。受益于 5g 通信、国防军工、新能 源汽车和新能源光伏等领域的发展，sic 器件市场规模增速可观。yole 数据显示，2019 年全球 sic 功率器件市场规模为 5.4 亿美元，预计 2025 年将增长至 25.6 亿美元，cagr 约 30%。整体 电动车相关领域（主逆变器+obc+dc/dc 转换器）sic 市场规模有望在 25 年达到 15.5 亿美元， 19-25 年 cagr 为 38%；而电动车充电基础设施领域 sic 增长最快，19-25 年 cagr 为 90%。
3.1、新能源车是sic器件的核心驱动力
全球新能源汽车终端需求火热，车用 sic 晶圆需求攀升。根据 evtank 数据显示，全球新能源汽 车 2025 年销量将达到 1800 万辆，19-25 年 cagr 为 42%。随着新能源车渗透率不断升高，以及 整车架构朝 800v 高压方向迈进，sic 器件在车载逆变器等领域有望迎来规模化发展。据 trendforce 数据显示，预估 2025 年全球电动车市场对 6 英寸 sic 晶圆需求可达 169 万片，21- 25 年 cagr 为 94%。
国内新能源车市场规模快速增长，sic 功率器件有望进一步突破。idc 预计,2022 年中国新能源车 市场规模将达到 523 万辆，同比增长 47.2%。2025 年新能源车市场规模有望达到约 1,299 万辆， 2021-2025 年复合增长率约为 38%。根据 digitimes research 预测，2025 年电动汽车用 sic 功率半导体将占整车用功率半导体的 37%以上，高于 2021 年的 25%。国内新能源车市场具备领先优势，随着渗透率的进一步提升以及汽车电子化程度的持续推进，国内车用 sic 器件规模有望 快速突破。 多维度优势赋能车用 sic 器件。sic 功率器件在新能源汽车中展现出独特优势，其应用场景包括：电机驱动系统逆变器、电源转换系统（车载 dc／dc）、车载充电系统（obc）及非车载充电桩 等。从材料来看，sic 相对于硅材料拥有更高的击穿场强、更高的热导率以及更高的电子饱和漂 移速度；从电路损耗来看，在同等条件下，sic 功率器件能大幅减小电路开关的能量损耗（下降 85%）；从设备空间来看，采用 sic 功率器件的 dc/dc 转换器、车载充电机以及电机控制器分别 能加减小设备 20%、40%、64%的系统空间；从电池转化效率来看，集成了 sic 器件的模块能帮 助系统提升 6%的电力转换效率。 众多新能源汽车厂商竞相布局 sic 器件。2018 年，特斯拉的 model 3 首次采用意法半导体和英飞 凌的 sic 逆变器取代了 si-igbt，逆变器效率提升了 5-8%。2020 年，比亚迪将自主研发制造的 sic mosfet 功率器件搭载在汉 ev 四驱高性能版上，实现了 200kw 的输出功率，功率密度提 升一倍。预计到 2023 年，比亚迪将实现 sic 基车用功率半导体对硅基 igbt 的全面替代，将整车 性能在现有基础上再提升 10%。目前，已有多家厂商推出了面向 hev/ev 等电动汽车充电器的sic 功率器件。未来随着 sic 器件在车载充电器、dc/dc 转换以及充电桩中渗透率提升，市场空 间有望快速扩大。 新能源车高电压平台大势所趋，sic 器件彰显优势。近年来各车企纷纷通过提升功率来缓解新能 源汽车的续驶焦虑和充电焦虑，而功率的增加一般有两种路径，即提高电流或电压。然而，大电 流可能会导致较大的核心部件热损耗，因此高电压电气平台成为了首选。高电压平台要求电驱动 系统的耐压性也要随之提升，而硅基器件无法承载电压的大幅升高，故 sic 应用将逐步替代硅基 igbt 成为关键。相比之 igbt，sic 体积小、功率密度高、耐高压和高温能力强，可助力新能源 车实现更长的续航里程、更短的充电时间和更强的动力性能。
国内外车企纷纷布局 800v 高压平台，sic 大规模车载应用可期。在相同功率下，800v 电压平台 较 400v 电压的电流减半，电池充电热量降低，且低成本、轻量化、emc 干扰的降低，以及效率 和续航的提升，让充电补能体验大幅增强。2019 年保时捷 taycan 推出全球首款 800v 高电压电 气架构，支持 350kw 大功率快充，15 分钟内电量可充到 80％。近年来比亚迪、奥迪、吉利、小 鹏等一众车企也纷纷开始布局800v高电压平台，预计各大车企基于800v高压平台方案将在2022 年之后陆续上市，sic 作为 800v 平台架构的最佳拍档有望大放异彩。 800v 高压平台需要电源产品配套升级，充电桩等迎来发展良机。当动力电池电压平台升级到 800v，当前的 obc、dc/dc 及充电桩等电源产品都需要从 400v 等级提升至符合 800v 电压平台 的应用，sic 器件由于其优异的特性也将开始大规模的应用。以充电桩为例，800v 高压充电桩在 设计架构上区别于 400v 的重要特点是需要配置 sic mosfet，以达到更快的充电速度和更好的 器件耐压性。22 年 wolfspeed 宣布参与搭载 sic 技术的直流快速充电桩项目，总功率可达 350 kw，成本可降低 20-30%。国内车企也开始发力，广汽埃安于 2021 年 8 月发布 480kw 超级充电 桩，小鹏也宣布 22q4 起部署 480kw 高压超充桩，实现充电 5 分钟续航 200 公里。
3.2、光伏产业快速发展，sic应用未来可期
全球和国内光伏新增装机量快速增长，成长天花板被打开。根据 cpia 预测，乐观情况下，全球 光伏年新增装机在 2022 年将首次突破 200gw，达到 225gw 的水平，到 25 年全球年新增装机将 达到 330gw，20-25 年光伏新增装机的复合增长率达 20%；2025 年我国新增装机规模将达到 110gw，相当于 2020 年底的 3.7 倍。 光伏逆变器出货量高速增长，igbt 作为逆变器“心脏”作用凸显。光伏逆变器是光伏系统的核 心部件，可以将太阳能板产生的可变直流电转换为交流电，并反馈回输电系统或供离网的电网使 用。根据 ihs markit，近年来光伏产业的快速发展带动光伏逆变器市场规模快速提升，2020 年全 球光伏逆变器的市场规模为 136gw，2025 年将有望达到 401gw，20-25 年 cagr 为 24%。光 伏逆变器成本结构方面，半导体器件和集成电路材料主要为 igbt 元器件和 ic 半导体，其中以 igbt 为主的半导体器件在驱动保护、过电流／短路保护、过温保护、机械故障保护等方面发挥巨 大作用，是逆变器的“心脏”，约占逆变器成本的 12％左右。
sic 器件可有效提高光伏逆变器性能，有望逐步替代硅基 igbt 成为逆变器核心。相比于硅基 igbt，sic mos 具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、无电流拖尾现象、高开关速度等优点， 并且可以在高温等恶劣的环境中工作，有利于提高光伏逆变器使用寿命。根据 sic 芯观察数据， 采用 sic 器件可有效提高光伏发电转换效率，光伏逆变器的转换效率可从硅基的 96%提升至 sicmosfet 的 99%以上，能量损耗降低 50%以上，设备循环寿命提升 50 倍。未来应用于光伏领域 的sic逐渐成熟，伴随渗透率的进一步提升，其有望逐渐替代硅基igbt在光伏逆变器上的应用。 国内光伏逆变器厂商加快布局，为 sic 国产化提供历史性机遇。随着中国光伏装机量的增长，中 国本土厂商加快技术与产品升级，在全球已占据重要位置。在出货量排名前十的供应商中有六家 是中国供应商，其中华为以 23%的市占率位居榜首，国内逆变器厂商在全球逆变器市场中占据超 六成市场份额。未来随着新能源替代传统燃料进程加速，逆变器向高效率、高功率密度、高可靠 性等方向发展，sic 器件有望受益于本土供应链优势，迎来发展良机。根据 sic 芯观察数据显示， 2020 年 sic 光伏逆变器占比为 10%，预计 2035 年占比将达到 75%，未来空间十分广阔。
3.3、sic器件在轨道交通领域持续渗透
在大容量、轻量化和节能化要求下，轨道交通领域采用 sic 大势所趋。随着轨道交通硅基功率器 件性能逐渐逼近理论极限，sic 功率器件成为重点发展方向，以满足轨道交通系统对高功率密度、 低损耗和高可靠性等要求。与传统硅基 igbt 牵引逆变器相比，全 sic 牵引逆变器能耗能够降低 10%以上。2014 年日本小田急电铁新型通勤车辆配备了三菱电机 3300v/1500a 全 sic 功率模块逆变器，开关损耗降低 55%，体积和重量减少 65%，电能损耗降低 20%～36%。根据 casa 预 测，未来 30 年内，轨道交通应用中 90%的硅 igbt 将被 sic 器件或混合器件替代。yole 数据显 示，铁路 sic 市场将从 2019 年的 900 万美元增长到 2025 年的 1.18 亿美元，cagr 达到 55%。 国内外厂商纷纷布局轨交系统 sic 器件。2015 年，日本三菱公司推出了高性能平面栅 3.3kv sic mosfet 器件及全 sic 模块产品，并在全世界首次将全 sic 模块应用到轨道交通牵引变流系统 中。近年来随着新能源产业的蓬勃发展，sic 加快渗透进入轨交领域。日本 n700s 新干线、西门 子 velaro 列车等也大面积采用了 sic 牵引系统，截至 2021 年 6 月，国内也已经有苏州三号线、 深圳地铁1号线等6条地铁线路采用了sic技术。目前中国的时代电气、天岳先进，日本的东芝、 三菱、日立，以及欧美的 wolfspeed、英飞凌，都已在发力轨道交通 sic 产业链。我国高铁建设 目前已拥有世界领先水平，中国巨大的应用需求是国产 sic 的“沃土”，国内厂商有望借助庞大 市场确立先发优势。
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