嘉世咨询_2025中国碳化硅行业简析报告

MARKET嘉世咨询ANALYSIS碳化硅2025MCR行业简析报告THE BRIEF MARKET ANALYSIS REPORT ON SILICON CARBIDE版权归属上海嘉世营销咨询有限公司商业合作/内容转载/更多报告0。行业定义：第三代半导体主流材料碳化硅是一种由碳和硅元素组成的化合材料，具有较高硬度和优异的物理化学性能。碳化硅材料拥有耐高压、耐高频、高热导性、高温稳定性、高折射率等特点，可作为诸多行业实现降本增效的关键性材料。·碳化硅材料率先促进半导体行业变革，并开始在更多领域渗透并和硅基技术相互补充。相较硅基半导体，以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带半导体从材料端至器件端的性能优势突出，具备高频、高效、高功率、耐高压、耐高温等特点，是未来半导体行业发展的重要方向。当前半导体材料市场主要由第一代半导体材料硅(Si)及第三代半导体材料氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)主导。2024年，硅占据市场份额的83.4%，碳化硅约占15.1%，氮化镓则约占1.5%。半导体材料的发展进程第一代第二代第三代材料硅砷化镓、磷化铟碳化硅、氮化硅储量丰富且成本低，应用最为广泛强化电子特性，提高电子强度及抗辐照性，优势更快电子迁移率，可实现高频传输可实现从真空管到紧凑型电子设备转换器件尺寸精巧，节能环保产业化进程制造工艺成熟且接近最优，但已达到物理性能极限，宽禁带半导体处于产业化应用初期，生产工艺复杂，化合物半导体在高频高功率领域逐步产业化性能提升空间小仍有提升空间广泛应用于信息化及自动化各个领域，消费电子、应用光电领域，毫米波装置、卫星通信等5G、物联网、电动汽车、光电等领域汽车电子、通信等数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络02，行业发展：从技术突破到产业化，未来将进入全球扩张周期2008年之前，碳化硅产业尚处于萌芽阶段，其发展源于关键技术的突破。1978年，PVT晶体生长法成功改良，以此为基础，20世纪80年代末至2000年初，CREE等公司推动其初步产业化。2001年，英飞凌推出首款商用SiC二极管，正式开启商业化应用。·步入21世纪10年代，技术成熟度大幅提升，产业进入培育期。SiCMOSFET实现量产，应用领域拓展至光伏、工业驱动等市场；英飞凌、CREE推出一系列SiCFET产品，2014年，CREE量产了SiCIGBT。碳化硅行业的发展历程萌芽期(1980-2007)培育期（2008-2015）发展期（2016-至今）1987年CREE建设第一条SIC产线，19982008年发布了第一个增强型SICFET意法半导体推出汽车级SIC产品，SIC进年推出GAN-ON-SIC。2011年CREE、ROHM量产SIC MOSFET,入汽车领域应用。2001年英飞凌推出首款商用SIC二极管。碳化硅推进产业化。2017年，ROHM推出高可靠1700V SIC 2005年，CREE生产4英寸SIC。2012年英飞凌发布1200V的SICFET。产品，SIC持续向高功率发展。2006年，SI/SIC混合模组诞生。CREE 6英寸SIC产品量产。2018年特斯拉大规模采用SIC模块，推动2015年ROHM量产1200VSIC产品。SIC在新能源汽车渗透。8英寸SIC晶圆诞生，SIC进入8英寸时代。数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络03。行业前景：下游各行业替代硅基，低渗透率下未来空间广阔2020年至2024年，碳化硅功率半导体器件市场迅猛增长。其于全球功率半导体器件市场的渗透率，由1.4%跃升至6.5%，预计2030年将达22.6%。当前行业尚处早期，未来渗透率提升空间广阔。碳化硅渗透率攀升主要得益于碳化硅器件在各行业的广泛应用，尤其是xEV与光伏领域。2020年至2024年，应用于XEV的碳化硅功率半导体器件全球收入，复合年增长率高达65.1%；而2024年至2030年，该领域复合年增长率仍保持36.1%的高位。光伏储能、电网、轨道交通领域，碳化硅用量亦稳步增长，未来预测期内，复合年增长率将分别达27.2%、24.5%及25.3%。家用电器、低空飞行与数据中心等新兴应用领域，碳化硅功率半导体器件展现出更快增速，全球收入预测复合年增长率预计达39.2%。随着下游各领域逐步采用碳化硅替代硅基功率半导体，未来行业前景一片光明。碳化硅渗透率8.0%6.9%%0'L5.8%6.0%5.0%3.7%4.0%3.0%2.4%2.0%1.4%1.0%0.0%20202021202220232024数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络04行业规模：下游需求旺盛，未来有望突破190亿美元2020年，全球碳化硅市场规模仅6.44亿美元。此后，新能源汽车续航提升、充电加速，推动高功率碳化硅替代传统功率半导体。同时，向太阳能、风能等可再生能源系统的转型，促使逆变器及电网基础设施对碳化硅元件需求大增。·碳化硅半导体能量转换效率卓越，能降低系统损耗，是太阳能逆变器、风力涡轮机转换器及储能系统等应用的理想之选。下游核心应用需求旺盛，驱动行业快速增长，2024年规模扩至32.4亿美元。未来，数据中心、家用电器、低空飞行等新兴领域需求爆发，叠加新能源在主要领域持续渗透，行业有望在2030年突破190亿美元。2020-2030E碳化硅市场规模及增速（亿元；%）市场规模（亿元）一0一增速(%)250.00250.00%197.45200.00200.00%197.45%157.96150.00150.00%121.51157.96%100.0080.04100.00%71.89%62.06%53.07%55.4840.5050.0032.4050.00%27.4617.9411.0744.27%51.81%6.4425.00%%66'90.000.00%202020212022202320242025E2026E2027E2028E2029E2030E数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络05.产业链：上游衬底主导成本，中下游应用驱动增长衬底制造商属于整个碳化硅半导体器件产业链的上游参与者。碳化硅衬底是指以碳化硅粉末为主要原材料，经过晶体生长、晶锭加工、切割、研磨、抛光、清洗等制造过程后形成的单片材料，是用于制作宽禁带半导体及其他碳化硅基器件的基础材料。这些衬底制造商是产业链中将原材料转化为可供下游参与者使用的衬底产品的关键环节。中下游包括器件制造商、代工制造商和终端应用。衬底经过外延生长后，被用于制造各种功率器件、射频器件等。这些器件广泛应用于新能源汽车、数据中心光伏及储能、电力供应、轨道交通及新兴产业等领域。碳化硅产业链上下游上游中游下游原料供应商器件制造商应用衬底提供商设计制造封装测试xEV数据中心衬底光伏+储能系统衬底制造商电力供应轨道交通外延片新兴行业器件制造商可以选择采购衬底并惊醒内部外延工艺，其他..….外延片提供商或者选择从外部供应商处购买预制外延片数据来源：公开数据整理；嘉世咨询研究结论；图源网络06上游：成本及价值量最大，衬底保持高速增长在碳化硅器件制造流程中，由衬底与外延共同构成的“晶圆材料"环节，占据价值核心地位。此环节技术壁垒最高，且约占总成本的70%（其中衬