2022-2023年碳化硅行业发展分析报告

2022—2023年碳化硅行业发展分析报告

汇报人：朱千蕙汇报时间：2022-10-17

目录01行业概述

CONTENTS

02市场环境分析

03行业现状分析

04行业发展格局趋势

行业概述

行业概述

碳化硅定义

第一代半导体材料硅、褚和第二代半导体材料珅化锈、磷化液相比，

第三代半导体材料碳化硅因禁带宽度大、临界击穿电场强度高、电子

饱和迁移速率大、电子密度高、热导率高、介电常数低，具备高频高

效、耐高压、耐高温、抗辐射能力强以及化学性质稳定等诸多优越性

能，因而能制备出在高温下运行稳定，在高电压、高频率等极端环境

下更为稳定的半导体器件，是支撑固态光源和电力电子、微波射频器

件的“核芯”材料和电子元器件，可以起到减小体积简化系统，提升

功率密度的作用，在半导体照明、5G通信技术、太阳能、智能电网、

新能源并网、高速轨道交通、国防军工、不间断电源、新能源汽车、

消费类电子、快充、无线充等战略新兴领域有非常诱人的应用前景。

碳化硅衬底主要有2大类型:半绝缘型和导电型。在半绝缘型碳化硅市

场，目前主流的衬底产品规格为4英寸，主要应用于信息通讯、无线电

探测等领域。在导电型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规格为6英寸,

主要应用于新能源汽车、轨道交通以及大功率输电变电等领域。碳化

硅晶片作为半导体衬底材料，经过外延生长、器件制造等环节，可制

成碳化硅基功率器件和微波射频器件。高纯硅粉、高纯碳粉等原料合

成的碳化硅微粉经过晶体生长、晶淀加工形成碳化硅晶体，然后碳化

硅晶体经过切割、研磨、抛光、清洗等工序加工形成碳化硅晶片。

行业发展历程

以硅材料为代表，自前主要应用于天规模以碑化银、锚化钢为主的化合物半导体，包括了以碳化硅氮化为代表的宽共带儿含

集成电路中，但在光子器件和高频高功率这类材料己经具备了直接带隙的物理结构物平导体.第三代半导体的优异性能使其

器件的应用上存在较大瓶颈，其性能难以柔特性,抗高温和抗高压等方面更具优势，在半导体照明、新能源汽军、智能电网、

满足高功率和高频器件的需求。因此广泛应用于光电和射频领域。高速轨道交通、消费类电子等领f域有广

阔的发展前景。

第一代半导体材料第二代半导体材料第三代半导体材料

产业链上游

碳化硅行业上游龙头企业已开始对产业链进行延伸，逐渐进军原材料生产领域，以

规避高额进口原料的成本支出，攫取上游毛利。此外，伴随着上游原料生产企业的

重组进程加快以及中国市场参与者技术水平的提高，碳化硅行业上游原材料供应有

望朝着专业化和规模化的方向继续发展，逐渐抢夺外资企业在行业内的话语权。

产业链中游

碳化硅行业中游企业原材料大部分依靠进口，主要原因是下游消费终端为保障科研

成果，对行业产品的质量稳定性要求较高，因此，中游科研用制备厂商更倾向于选

择仪器先进、供应链稳定的进口原材料供应商。企业产品价格主要受市场供求关系

的影响。由于碳化硅企业的产品毛利较高，原材料价格波动不会对企业的盈利能力

产生重大影响。

产业链下游

碳化硅行业下游企业市场空间广阔、销售范围广、用户分散、单批数量少、销售单

价高等特点。随着全球范围内生物医药行业研究的深入及产业化程度的提升，中国

行业产品种类进一步丰富，应用领域持续增加，个性化、高端化的产品将逐渐获得

更广阔的应用空间。

行业环境分析

碳化硅行业政策

工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录》

将GaN单晶衬底、功率器件用GaN外延片、sic外延片，sic单晶衬底等第三代半导体产品列入

国务院《长江三角洲区域一体哈发展规划纲要》

明确要求加快培育布局第三代半导体产业，推动制制造高质量

科技部《“战略性先进电子材料”重点专项2020年度项目》

支持功率碳化硅芯片和器件在移动储能装置中的应用（应用示范类）

碳化硅行业社会环境

改革开放以来，我国经济不断发展，几

中国当前的环境下，挑战与危机并存，度赶超世界各国，一跃而上，成为GDP总

中国正面临着最好的发展机遇期，在风量仅次于美国的唯一一个发展中国家。

险中寻求机遇，抓住机遇，不断壮大自但同时我们也应看到其中的不足之处，

Bo自改革开放以来，政治体系日趋完最基本的问题便是就业问题，我国人口

善、法治化进程也逐步趋近完美，市场基数大，在改革开放后，人才的竞争更

经济体系也在不断蓬勃发展；虽在一些显得尤为激烈，大学生面对毕业后的就

方面上弊端漏洞仍存，但在整体上，我业情况、失业人士一直困扰着我国发展

国总体发展稳中向好，宏观环境稳定繁过程中，对于国家来说，促进社会就业

荣，二十一世纪的华夏繁荣美好，对于公平问题需持续关注并及时解决；对于

青年人来说，也是机遇无限的时代。个人来说提前做好职业规划、人生规划

也是人生发展的重中之重。

碳化硅行业社会环境

传统碳化硅行业市场门槛低、缺乏统一行业标准，服务过程没有专业的监

督等问题影响行业发展。互联网与电烙铁的结合，缩减中间环节，为用户

提供高性价比的服务。90后、00后等各类人群，逐步成为碳化硅行业的消

费主力。

碳化硅行业现状分析

碳化硅行业现状分析

中国碳化硅产量分为黑碳化硅和绿碳化硅，2020年中国黑碳化硅产量为75万吨，绿碳化硅产量为10.5万吨,

2021年中国黑碳化硅产量为90万吨，绿碳化硅为11万吨，产量相继上涨。说明我国碳化硅行业发展前景及

需求量较为良好。根据海关资料显示，2020年受到全球疫情影响，中国碳化硅进口量急剧下降，2020年中

国碳化硅进口量为1627吨，同比下降789%,随着疫情态势的放缓，中国碳化硅进口量有一定的恢复，

2021年中国碳化硅进口量为3875吨，同比增长138.41%,增长可观。根据海关资料显示，中国碳化硅从

2017年至2020年出口量呈现下降态势，2021年中国碳化硅出口量恢复为378万吨，同比增长55%,2022±

半年中国碳化硅出口量为199.1万吨。可以看出中国碳化硅并不依赖于进口，出口量远远大于进口量。

碳化硅行业现状分析

2018-2020年和2021上半年晶棒良率分另1I为41%、38.57%、50.73%和49.90%,衬底良率分别为761%、

75.15%、70.44%和75.47%,综合良率目前大约为37.7%。说明中国碳化硅的技术级层面有限，目前还没

有找到能提高综合良率的办法。在碳化硅器件各环节生产中，衬底的成本最高，为47%,第二为外延，占

比12%,第三为前段，占比19%,这是碳化硅器件生产过程中最重要的三个环节，生产成本过高导致利润

收入减少，售价溢出就会降低产品的渗透率，从而阻碍碳化硅的发展。

碳化硅行业现状分析

我国碳化硅的使用量接近全球的二分之一，但国内碳化硅产业还很不完善，从我国碳化硅进出口数量来看，

我国碳化硅出口量远大于进口量，据统计，截至2021年1-4月我国碳化硅进口量为0.05万吨，同比下降

45.24%,出口量为10.34万吨，同比增长10.19%。进出口金额方面，据统计，截至2021年1-4月我国碳化

硅进口金额为0.03亿美元，同比增长26.98%,出口金额为0.89亿美元，同比增长7.11%。我国碳化硅进口

来源地主要有日本、挪威与中国台湾，2020年我国进口日本碳化硅2639万美元，位居第一；进口挪威碳化

硅226.17万美元，进口中国台湾碳化硅157.12万美元。2020年我国碳化硅共出口到75个地区，其中出口到

日本7866.03万美元，位居第一；其次是韩国，2020年我国碳化硅出口到韩国3539.65万美元；其次是美国,

2020年出口金额为2947.05万美元。

行业驱动因素1

4

供需平衡促进市场发展

政策支持

碳化硅产业处于快速增长时期，由于碳化硅行业的产品及服务模式特性，

由于碳化硅作为中国第三代半导体的主要材料，得到国家的高度重视,

使其供给市场与需求市场存在较强的相互依赖、相互促进关系，碳化硅市

近几年相继出台了许多政策，扶持中国碳化硅产业的发展，为保证中

场在良好的供需作用机制下保持稳定发展

国碳化硅产业的健康发展，中国第十三届全国人民四次会议审议通过

决定，集中电路的设计工具，重点装备和高纯度靶材等相关材料研发。

行业驱动因素2

☆

商业应用领域不断拓展行业竞争促进行业正向发展

从应用领域来看，碳化硅行业产品广泛的运用于医学、药学、检验学、卫生

在市场发展中，行业企业为争取竞争优势，尤其是大中型企业，越来越重视自

免疫学、食品安全、农业科学等民营领域

主研发实力，在企业科研方面投入逐年增长，企业科研服务市场逐步打开，未

来科研用检测试剂的服务主体趋于多元化

碳化硅行业发展格局趋

势

碳化硅行业发展问题

大尺寸的SiC单晶衬底制备技术尚未完全成熟

更高效的SiC单晶衬底加工技术仍然缺乏；与N型衬底技术相比，P型衬底技术的研发相对滞后。

在SiC外延材料方面:N型SiC外延生长技术仍需进一步提高；

1

因SiC单晶及外延技术的制约

高质量的厚外延技术尚不成熟，使得制造高压碳化硅器件存在挑战，且外延层的缺陷密度又制

约了SiC功率器件向大容量方向的发展；SiC器件工艺技术水平还较低，严重制约了SiC功率器件

2的发展和推广；

建立专门针对SiC器件特点的可靠性试验标准和评价方

法

目前为止仍未建立专门针对SiC器件特点的可靠性试验标准和评价方法。SiC功率器件的驱动技

术和保护技术仍需加强，在应用中的电磁兼容问题还需进一步得到解决，应用的电路拓扑还需

3进一步优化。

碳化硅行业发展建议

多元化融资渠道

提升产品质量全面增值服务

(1)政府方面：政府应当制定行业生产标准，规范碳化硅行业单一的资金提供方角色仅能为碳化硅行业企业提供“净利差”可持续公司债等创新产品，扩大非公开定向债务融资工

生产流程，并成立相关部门，对科研用碳化硅行业的研发、生产、的盈利模式，碳化硅行业同质化竞争日趋严重，利润空间不具(PPN)、公司债等额度获取，形成了公司债、PPN、

销售等各个环节进行监督，形成统一的监督管理体系，完善试剂断被压缩，企业业务收入因此受影响，商业模式亟待转型除中期票据、短融、超短融资等多产品、多市场交替发行

流通环节的基础设施建设，重点加强冷链运输环节的基础设施升传统的碳化硅行业需求外，设备管理、服务解决方案、贷款的新局面；企业获取各业态银行如国有银行、政策性银

级，保证碳化硅行业产品的质量，促进行业长期稳定的发展；解决方案、结构化融资方案、专业咨询服务等方面多方位综行、外资银行以及其他中资行的授信额度，确保了银行

(2)生产企业方面：碳化硅行业生产企业应严格遵守行业生产合性的增值服务需求也逐步增强。中国本土碳化硅行业龙头贷款资金来源的稳定性。碳化硅行业企业在保证间接融

规范，保证产品质量的稳定性。目前市场上已有多个本土碳化硅企业开始在定制型服务领域发力，巩固行业地位资渠道通畅的同时，能够综合运用发债和资产证券化等

行业企业加强生产质量的把控，对标优质、高端的进口产品，并方式促进自身融奥渠道的多元化，降低对单一产品和市

凭借价格优势逐步替代进口。此外，碳化硅行业企业紧跟行业研场的依赖程度，实现融资地域的分散化，从而降低资金

发潮流，加大创新研发力度，不断推出新产品，进一步扩大市场成本，提升企业负债端的市场竞争力。以远东宏信为例,

占有率，也是未来行业发展的重要趋势。公司依据自身战略发展需求，坚持“资源全球化”战略,

结合实时国内外金融环境，有效调整公司直接融资和间

接融资的分布结构，在融资成本方面与同业相比优势突

出。

发展建议1发展建议2发展建议3

碳化硅行业政策支持

十四

国家政府领导

五规

政策报告讲话

划

国务院发布政策'十四五规划、政府报告、领导讲话等都有对碳化硅行业做了一些纲领性的指导，合理的解读能够

为碳化硅行业做了好的发展指引。

碳化硅行业发展前景趋势1

大力发展第三代半导体产业诸多共性问题亟待突破

我国的“中国制造2025”计划中明确提出要大碳化硅功率器件领域仍然存在一些诸多共性问

力发展第三代半导体产业。2015年5月，中国题亟待突破，比如碳化硅单晶和外延材料价格

建立第三代半导体材料及应用联合创新基地，居高不下、材料缺陷问题仍未完全解决、碳化

抢占第三代半导体战略新高地；国家科技部、硅器件制造工艺难度较高、高压碳化硅器件工

工信部、北京市科委牵头成立第三代半导体产艺不成熟、器件封装不能满足高频高温应用需

业技术创新战略联盟(CASA),对推动我国第求等，全球碳化桂技术和产业距离成熟尚有一

三代半导体材料及器件研发和相关产业发展具定的差距，在一定程度上制约了碳化硅器件市

有重要意义。场扩大的步伐。

碳化硅行业发展前景趋势2

轻量化、高转换效率'低发热特性应用领域广泛

随着下游行业对半导体功率器件轻量化、高转SiC半导体潜在应用领域较为广泛，对新能源

换效率、低发热特性需求的持续增加，Sic在汽车、轨道交通、智能电网和电压转换等领域

功率器件中取代Si成为行业发展的必然。都具有潜在的应用前景。

碳化硅行业发展前景趋势

行业面临洗牌行业平台职能转化

由于新冠疫情对经济的巨大冲击，各行各业都面临碳化硅行业大数据应用使得实际操作和施工赋能

资源重新洗牌，因此碳化硅行业也进入洗牌期。下游方式深入介入，使得平台从简单的流量供给入口转

企业缺乏核心技术。投资融资主要集中于行业主流企变为工具供给、技术供给、工人供给的模式

业，对中小企业面临巨大挑战。

标准化趋势融合注重用户体验

碳化硅行业标准化与定制化界限被打破，未来趋于中国消费升级倒逼碳化硅行业提高服务质量，用户

融合。标准化加微定制的产品战略，有效平衡企业需求从获取公司信息并与公司对接畅通转变为更加

操作层面与消费者需求层面的矛盾让消费者既拥有注重体验注重实际的效果，满足用户需求，提供个

足够的确定性，也有足够的弹性。