作为第三代半导体材料的典型代表，碳化硅（SiC）与传统的硅（Si）相比，有着更加优越的物理和化学特性。这使得SiC器件能够降低能耗超过20%，减少体积和重量30%至50%，并满足从中低压到超高压的一系列功率器件应用要求。SiC器件在电动汽车、轨道交通、智能电网、通信雷达和航空航天等领域有着广泛的应用前景。
SiC主要用于制造功率器件。与传统的硅功率器件不同，SiC器件需要在导电型单晶衬底上额外生长高质量的外延材料，之后再在外延层上制造器件。
在SiC产业链中，上游环节至关重要。衬底生产成本占总成本的47%，外延片成本占23%，合计占SiC产业链总成本的约70%。因此，衬底制造技术壁垒很高，不仅决定了上游原材料制备的方式和相关参数，也关系到下游器件的性能，是推进SiC大规模产业化的关键。
目前，6英寸SiC衬底产品已经实现商业化，国际大厂正向8英寸产品迈进，但仍有一定距离。SiC外延片同样如此，6英寸产品已经商用，8英寸产品处在推广阶段。
新能源汽车是SiC器件的重要应用市场，占比41.5%。SiC现已广泛应用于EV/HEV（电动汽车/混合动力汽车）的功率控制单元、逆变器、DC/DC转换器和车载充电器中，同时也在光伏+储能领域有重要应用，占比23.1%。受电动汽车市场特别是EV主逆变器需求的推动，SiC市场正在快速增长。根据TrendForce的统计，2023年全球SiC功率器件市场规模约为30.4亿美元。
SiC产业格局
按地区划分，亚太是全球最大的SiC消费市场。在企业层面，美国、欧洲和日本的相关企业在SiC行业中占据领先位置。全球市场前五大SiC厂商占有70%左右的市场份额，包括STMicroelectronics（意法半导体）、英飞凌、Wolfspeed、ROHM（罗姆）和ON Semiconductor（安森美）。中国企业如比亚迪、三菱电机则正逐步崛起。
美企Wolfspeed和ON Semiconductor在美国和海外陆续投资建立新工厂，并加强与汽车零部件供应商合作，在全球范围内扩展其SiC产能和市场。欧洲企业通过垂直化整合，不断加大扩产力度，增强竞争优势。英飞凌和意法半导体持续扩大产能，以满足未来市场需求。日本的罗姆和富士电机等企业凭借其深厚的半导体技术积累，在SiC领域也占有重要地位。
目前，6英寸SiC衬底是市场主流产品，整个行业正在向8英寸产品升级。8英寸衬底虽然加工成本更高，但由于单片晶圆能够生产的芯片数量接近6英寸的一倍半，因此有助于降低单位成本，提高良率和降低缺陷密度。
中国厂商的崛起
中国的SiC产业正在迅速崛起。2023年，中国SiC衬底材料出货量达到89.4万片6英寸晶圆，同比增长297.9%。尽管与国际领先企业仍有一定差距，尤其是在SiC功率器件营收方面，中国企业正在迅速追赶。
在SiC衬底领域，天科合达、山东天岳等厂商已实现量产，正加速向8英寸产品迈进。中国企业与欧美大厂合作提升技术水平，如天科合达和山东天岳与英飞凌的合作，三安光电与意法半导体在重庆合资建设8英寸SiC晶圆厂。
中国庞大的电动车市场为SiC供应链提供了巨大的增长空间，但也给国际大厂带来了不小的竞争压力。随着中国企业产能的大幅提升，SiC衬底的价格迅速下降。2023年，全球SiC衬底供应量为170万片，中国厂商的价格竞争正在推动全球市场变革。
尽管在技术和市场份额上仍需追赶，随着技术的提升和产能的扩大，中国SiC企业正越来越有力地施压国际大厂，在全球市场上占据一席之地。