2021年中国碳化硅市场发展现状及趋势分析国内碳化硅企业坚持自主研发

2021年中国碳化硅市场发展现状及趋势分析国内碳化硅企业坚持自主研发1、

国家鼓励半导体SiC行业发展第三代半导体材料是信息产业、5G通讯、国防军工等战略领域的核心材料，近年来，国家出台一系列半导体产业鼓励政策，为国内企业提供政策及资金支持，以推动以碳化硅为代表的第三代半导体材料发展。以下政策法律法规的发布和落实利好碳化硅企业发展，碳化硅产业链企业可享受行业红利。图：行业主要法律法规政策

2、国内碳化硅企业坚持自主研发，缩小与国外企业差距

SiC行业是技术密集型行业，对研发人员操作经验、资金投入有较高要求。国际巨头半导体公司研发早于国内公司数十年，提前完成了技术积累工作。因此，国内企业存在人才匮乏、技术水平较低的困难，制约了半导体行业的产业化进程发展。而在碳化硅第三代半导体产业中，行业整体处于产业化初期，中国企业与海外企业的差距明显缩小。受益于中国5G通讯、新能源等新兴产业的技术水平、产业化规模的世界领先地位，国内碳化硅器件巨大的应用市场空间驱动上游半导体行业快速发展，国内碳化硅厂商具有自身优势。在全球半导体材料供应不足的背景下，国际龙头企业纷纷提出碳化硅产能扩张计划并保持高研发投入。同时，国内本土SiC厂家加速碳化硅领域布局，把握发展机会，追赶国际龙头企业。

图：国内厂商产品及产能情况3、

国内碳化硅企业进展经过多年研发创新，国内部分公司已经掌握半绝缘型碳化硅衬底和导电型碳化硅衬底的生产技术，并且其产品质量达到国际先进水平。SiC衬底产品的核心技术参数包括直径、微管密度、多型面积、电阻率范围、总厚度变化、弯曲度、翘曲度、表面粗糙度。国内外公司技术参数对比如下：图：4英寸半绝缘型碳化硅衬底图：6英寸半绝缘型碳化硅衬底图·1：6英寸导电型碳化硅衬底近年来，国内企业碳化硅衬底的制造工艺水平也不断提升。衬底良品率呈上升趋势，衬底良品率体现为单个半导体级晶棒经切片加工后产出合格衬底的占比，受晶棒质量、切割加工技术等多方面的影响。国内碳化硅衬底公司山东天岳，据公司招股书披露，核心生产环节的晶棒良品率由

2018

年的

41.00%上升至

2020

年的50.73%，公司衬底良品率总体保持在

70%以上，对公司产品质量的提升起到了明显的带动作用。国内企业在碳化硅衬底领域市场占有率快速增长。根据山东天岳招股书，半绝缘型碳化硅衬底市场，山东天岳在中国市场处于领先位臵。根据Yole数据，2019-2020

年，在半绝缘型碳化硅衬底领域，天岳先进公司按销售额统计的市场份额均位列全球第三。目前，国内碳化硅半导体企业实现了设备研制、原料合成、晶体生长、晶体切割、晶片加工、清洗检测的全流程自主可控，有能力为下游外延器件厂商稳定提供高品质碳化硅晶片，加速碳化硅下游厂商实现进口替代。国内碳化硅代工企业大幅投入，并完成初始技术积累。目前国内该领域公司主要有：

三安光电：公司2017年底公告与泉州政府合作333亿元化合物半导体项目，预计全部项目五年内实现投产、七年内实现达产。2020年，公司在长沙高新技术产业开发区管理委员会园区成立子公司湖南三安，投资160亿元，建设占地面积1000亩的“三安光电第三代半导体产业园”。该产业园主要用于建设具有自主知识产权的衬底（碳化硅）、外延、芯片及封装产业生产基地，有望成为中国首条碳化硅全产业链产线。目前，湖南三安碳化硅工厂已投产运营。

露笑科技：公司已实现6英寸导电型碳化硅衬底片的小规模生产，碳化硅项目的成功落地标志着公司由过去的基础制造企业完成向高端制造企业的蜕变。公司在布局蓝宝石业务期间积累了大量的生产蓝宝石长晶炉的经验，由于蓝宝石晶体和碳化硅晶体生长之间的相似性，公司在碳化硅晶体生长的长晶炉上同样具有较强的实力。公司凭借在蓝宝石业务上的深厚积淀，已突破以下几项碳化硅长晶炉及长晶环节关键技术：

完成6寸石英管式碳化硅晶体生长炉开发，以独特密封结构解决设备高真空度获取与长时间保持的难题，极限真空<2×10-5Pa，具备工程化使用条件。完成大尺寸碳化硅单晶制备相关理论的研究，通过计算机模型辅助计算，形成了单晶制备过程物质与热量传输、缺陷演变的基本规律，解决了热场均匀性差、大尺寸单晶应力聚集、单晶扩径难等问题，为

6

寸及以上半绝缘碳化硅晶体的制备打下了坚实基础。

解决晶型生长控制难、微管密度大、晶体背向腐蚀严重等难题，提升了单晶质量，通过长晶过程中的除杂工艺实现了高电阻率晶体生长。高纯度碳化硅原料合成，有效降低原料中对电阻率提升有害的特定杂质含量浓度，达到小于

1ppm量级。4、碳化硅产业国内进口替代趋势不可逆转在国家产业政策的支持和引导下，中国碳化硅晶片产业发展大幅提速。国内企业以技术驱动发展，深耕碳化硅晶片与晶体制造，逐步掌握了2英寸至6英寸碳化硅晶体和晶片的制造技术，打破了国内碳化硅晶片制造的技术空白并逐渐缩小与发达国家的技术差距。未来伴随中国新能源汽车、5G通讯、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等行业的快速发展，中国碳化硅材料产业规模和产业技术将得到进一步提升。

在国际贸易摩擦加剧的背景下，半导体产业链实现进口替代的趋势不可逆转。半导体产业链涉及国防军工、无线通讯、雷达、新能源电车等多个核心国民领域，所以，实现半导体产业的自主可控是中国的战略性任务。目前，中国对半导体产品存在严重的进口依赖问题，据海关统计数据显示，2017

年至

2019

年，中国集成电路年进口额分别为

2,601

亿美元、3,121

亿美元和

3,055

亿美元，是同期半导体出口额的

3

倍以上。为解决该问题，国家宏观到微观层面