2023年碳化硅產(chǎn)業(yè)布局分析：碳化硅行業(yè)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)

  中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，隨著碳化硅產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，一些新型材料和新工藝也在不斷涌現(xiàn)，這為碳化硅制造商提供了更廣闊的發(fā)展空間。以下對(duì)2023年碳化硅產(chǎn)業(yè)布局分析。

  未來(lái)碳化硅產(chǎn)業(yè)需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)。2022-2027后新冠疫情環(huán)境下中國(guó)碳化硅市場(chǎng)專題研究及投資評(píng)估報(bào)告指出，247家鋼廠高爐開(kāi)工率74.90%，環(huán)比上周下降1.66%，同比去年下降12.60%;高爐煉鐵產(chǎn)能利用率78.83%，環(huán)比下降1.22%，同比下降13.64%。隨著國(guó)外工業(yè)的恢復(fù)，國(guó)內(nèi)出口碳化硅的數(shù)量漸增，根據(jù)企業(yè)反饋，國(guó)內(nèi)外訂單的利潤(rùn)相差無(wú)幾，部分企業(yè)青睞出口訂單的主要原因就是出口訂單回款及時(shí)，與國(guó)內(nèi)押款嚴(yán)重形成鮮明對(duì)比。

  碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈上游為的襯底和外延環(huán)節(jié);中游為器件和模塊制造環(huán)節(jié)，包括SiC二極管、SiCMOSFET、全SiC模塊、SiC混合模塊等;下游應(yīng)用于5G通信、國(guó)防應(yīng)用、數(shù)據(jù)傳輸、航空航天、新能源汽車、光伏產(chǎn)業(yè)、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域?，F(xiàn)從上游、中游和下游三大產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)分析2023年碳化硅產(chǎn)業(yè)布局。

  一、碳化硅行業(yè)上游分析

  1.成本結(jié)構(gòu)

  作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，碳化硅材料被認(rèn)為是功率半導(dǎo)體行業(yè)未來(lái)主要發(fā)展方向。從碳化硅器件的制造成本結(jié)構(gòu)來(lái)看，襯底成本最大，占比達(dá)47%;其次是外延成本，占比為23%。這兩大工序制備難度大，技術(shù)和資金壁壘高，是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

  2.碳化硅襯底市場(chǎng)規(guī)模

  碳化硅襯底是一種由碳和硅兩種元素組成的化合物半導(dǎo)體單晶材料，按照電學(xué)性能的不同，碳化硅襯底可分為導(dǎo)電型碳化硅襯底和半絕緣型碳化硅襯底。2022年全球?qū)щ娦吞蓟枰r底和半絕緣型碳化硅襯底市場(chǎng)規(guī)模分別為5.12億美元和2.42億美元，預(yù)計(jì)到2023年市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到6.84億美元和2.81億美元。

  3.碳化硅襯底領(lǐng)域主要企業(yè)

  碳化硅襯底的尺寸主要有2英寸(50mm)、3英寸(75mm)、4英寸(100mm)、6英寸(150mm)、8英寸(200mm)等規(guī)格。碳化硅襯底正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)公司主要量產(chǎn)產(chǎn)品尺寸集中在4英寸及6英寸，8英寸處于研發(fā)階段。國(guó)內(nèi)廠商中，天科合達(dá)、天岳先進(jìn)為行業(yè)龍頭企業(yè)，2022年天岳先進(jìn)碳化硅襯底產(chǎn)量7.11萬(wàn)片，同比增長(zhǎng)5.82%。

  4.碳化硅外延片價(jià)格

  碳化硅外延片，是指在碳化硅襯底上生長(zhǎng)了一層有一定要求的、與襯底晶相同的單晶薄膜(外延層)的碳化硅片。從價(jià)格來(lái)看，相較于成熟的硅片制造工藝，碳化硅外延短期內(nèi)依然較為高昂。伴隨襯底價(jià)格降低，未來(lái)外延價(jià)格有下降趨勢(shì)。2020年SiC外延片價(jià)格約為128元/平方厘米，預(yù)計(jì)到2025年價(jià)格將進(jìn)一步下降，至2035年SiC外延片價(jià)格將降至90元/平方厘米。

  二、碳化硅行業(yè)中游分析

  1.碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模

  碳化硅功率器件具有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將極大地提高現(xiàn)有使用硅基功率器件的能源轉(zhuǎn)換效率。隨著技術(shù)突破和成本的下降，碳化硅功率器件預(yù)計(jì)將大規(guī)模應(yīng)用于電動(dòng)汽車、充電樁、光伏新能源等各個(gè)領(lǐng)域。2022年全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)14.72億美元，預(yù)計(jì)2023年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到19.72億美元。

  2.碳化硅功率器件市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

  從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，全球碳化硅器件市場(chǎng)格局仍由海外巨頭主導(dǎo)，以意法半導(dǎo)體、英飛凌、科銳、羅姆半導(dǎo)體等為代表的企業(yè)占據(jù)了大部分市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)廠商中，比亞迪已經(jīng)在整車中率先使用SiC器件，比亞迪半導(dǎo)體率先實(shí)現(xiàn)了SiC三相全橋模塊在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器中的大批量裝車。

  3.碳化硅基氮化鎵射頻器件規(guī)模

  目前主流的射頻器件有砷化鎵、硅基LDMOS、碳化硅基氮化鎵等不同類型。碳化硅基氮化鎵射頻器件具有良好的導(dǎo)熱性能、高頻率、高功率等優(yōu)勢(shì)，有望開(kāi)啟廣泛應(yīng)用。隨著通信基礎(chǔ)建設(shè)和軍事應(yīng)用的需求發(fā)展，全球氮化鎵射頻器件市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2023年其市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到14.18億美元。

  4.功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模

  中國(guó)是全球功率半導(dǎo)體最大的需求國(guó)，新能源光伏發(fā)展帶動(dòng)功率半導(dǎo)體需求的進(jìn)一步提升，2022年中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模約191億美元，預(yù)計(jì)2023年以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體將保持快速增長(zhǎng)，到2027年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到238億美元。

  三、碳化硅行業(yè)下游分析

  1.應(yīng)用規(guī)模

  我國(guó)“十四五”規(guī)劃已將碳化硅半導(dǎo)體納入重點(diǎn)支持領(lǐng)域，隨著國(guó)家“新基建”戰(zhàn)略的實(shí)施，碳化硅半導(dǎo)體將在5G基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心等新基建領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)碳化硅電力電子器件應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到71.10億元，同比增長(zhǎng)51.9%，2022年進(jìn)一步增至約99.55億元。

  2.應(yīng)用結(jié)構(gòu)

  中國(guó)碳化硅功率器件應(yīng)用規(guī)模快速增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素之一是新能源汽車市場(chǎng)的快速滲透。2021年，新能源汽車占下游應(yīng)用市場(chǎng)的份額為38%。其次是消費(fèi)類電源，占比為22%;光伏逆變器占據(jù)著15%的份額。

  這些企業(yè)在碳化硅制造技術(shù)、設(shè)備、質(zhì)量等方面具有一定的優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力。在化工領(lǐng)域，碳化硅作為催化劑也有著重要的應(yīng)用。因此，碳化硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要與上下游產(chǎn)業(yè)緊密配合，形成良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。