2023年，全年新能源汽車産銷量分別達到958.7萬輛和949.5萬輛，同比分別增長35.8%和37.9%；我國新能源汽車産銷量佔全球比重超過60%、連續9年位居世界首位；新能源汽車出口120.3萬輛、同比增長77.2%，均創歷史新高。

在中國新能源汽車如火如荼的發展歷程中，“里程焦慮”始終是新能源汽車的先天短板，也是人們在購買決策上從燃油車轉向電動車的一大顧慮。

為治愈用戶的這一心結，各大新能源車企不遺餘力，在續航里程與充電速度上集體發力。在此背景下，碳化矽（SiC）成為實現800伏及以上高壓快充平臺的“秘訣”。

碳化矽是一種寬禁帶半導體材料。用碳化矽製造的功率器件能承受650—3300伏的電壓衝擊，而傳統硅器件在高壓下容易被擊穿、短路，功率損耗也大。從目前行業測試數據看，800伏高壓平臺的車型，採用碳化矽器件總體效率可提高5%到10%——即同等電池容量，採用碳化矽器件的汽車續航可增加5%到10%。此外，同等性能的碳化矽器件尺寸約為硅器件的十分之一，因而還能降低電驅系統的體積和重量。

新能源汽車的激烈競賽，讓碳化矽炙手可熱。尤其在當前國內外高科技“脫鉤”、供應鏈安全等風險高企的環境下，碳化矽供應鏈國産替代也成為中國資本市場關注的風潮。

第三代半導體的“明日之星”，碳化矽迎來爆髮式增長

硅像空氣和水一樣，廣泛存在於地球上。在自然界中，它以二氧化硅的形式存在，是沙子的主要成分。

早在1893年，美國人艾奇遜在電溶金剛石的時候發現一種碳的化合物，這就是碳化矽首次合成和發現。

在經歷了百年的探索之後，特別是進入21世紀以後，人類終於理清了碳化矽的優點和特性，並利用碳化矽特性，做出各種新器件，碳化矽行業得到較快發展。

作為第三代半導體材料，碳化矽相較于硅材料，具有大禁頻寬度、高擊穿電場、高飽和電子漂移速度、高熱導率、高抗輻射等特點，適合製造高溫、高壓、高頻、大功率的器件。

當前從光伏到新能源汽車，碳化矽下游市場需求旺盛，特別是隨著電動汽車和新能源需求的持續增長，對SiC材料的需求呈現出井噴式增長的態勢。

2027年全球SiC功率半導體市場規模有望突破60億美元。根據Yole統計，2027年全球SiC功率半導體市場規模由2021年的10.90億美元增至62.97億美元，2021-2027年每年以34%年均複合增長率快速增長。

第三代半導體材料滲透率逐年提升，2023年有望接近5%。根據Yole統計，第三代半導體滲透率逐年上升，SiC滲透率在2023年有望達到3.75%，GaN滲透率在2023年達到1.0%，第三代半導體滲透率總計4.75%。

在當前全球碳化矽功率市場高景氣行情下，SiC處在爆髮式增長的前期，擴産放量是行業關注重點。國際大廠産能加速擴張，都在積極佈局SiC市場，爭先恐後加碼擴産。

英飛淩正著力提升碳化矽産能，以實現在2030年之前佔據全球30%市場份額的目標；ST計劃在2022年前將SiC器件産能擴大2.5倍，2023年實現8英寸SiC晶圓商業化生産；安森美總投資約40億元，計劃將SiC晶圓産能擴大4倍；羅姆投資計劃2025年前碳化矽功率半導體營收超1000億日元/年，産能增加至2021年時的6倍；按照Wolfspeed規劃，2026年其導電型襯底的産能可能達到百萬片以上。

不僅國際巨頭“跑馬圈地”，國內企業也不甘落後，紛紛佈局碳化矽，擴張産能，試圖以國産替代爭奪市場份額，提升産品的價值量或出貨量。

業內人士認為，當前國內碳化矽産業鏈，技術人才、資金、客戶需求以及供應鏈都比較完備，來自國外的“卡脖子”風險只會加速國産替代。

政策市場持續助力，核心環節加速突破

中國的碳化矽産業起步于2000年左右。

2016年起，國家將第三代半導體提升到新的政策高度。2016年7月，國家推出了《關於印發“十三五”國家科技創新規劃的通知》，首次提到要“加快第三代半導體晶片技術與器件的研發”；2019年11月，工業和資訊化部印發了《重點新材料首批次應用示範指導目錄》，其中碳化矽外延片、碳化矽單晶襯底等第三代半導體産品進入目錄；2021年8月，工信部又宣佈將碳化矽複合材料、碳基複合材料等，納入“十四五”産業科技創新相關發展規劃。

整體來看，目前碳化矽材料和功率器件主要由海外企業主導，國內企業仍處於發展初期，與國際巨頭存在一定差距，正在加速追趕。

據了解，碳化矽産業鏈包括上游的襯底、外延，中游的器件設計、製造及封測，下游的模組應用等主要環節。襯底俗稱“裸晶圓”，是晶片最底層的載體，沒有襯底猶如作畫沒有底層的白紙，因而襯底的産能是碳化矽器件規模化應用的基礎瓶頸。當前，碳化矽襯底仍處於供不應求的狀態。

為了實現今早實現國産替代，國內碳化矽産業鏈各個環節都有企業在佈局，尤其是價值高、技術門檻高、規模效應明顯的襯底環節。而在襯底領域，國內天科合達、天岳先進兩家較為領先，技術水準和産能跟國外差距都不算大，罡豐科技、同光、爍科等企業也在努力進步。

江西罡豐科技有限公司專注于第三代半導體碳化矽領域，擁有國際領先的邊緣多晶+擴徑技術、獨有的碳化矽原材料化學氣相沉積（CVD）生産工藝、完全針對碳化矽的國産化晶體加工生産線，依託“原材料—長晶—晶體加工—襯底—外延”自主可控的先發優勢，可以生産出純度更高、成本更低的碳化矽産品。在國內碳化矽産業鏈呈現格局分散、尚無完全成熟技術及完備工藝鏈的背景下，公司將有效彌補碳化矽襯底需求缺口。

業內人士認為，以天科合達、罡豐科技為代表的國産碳化矽廠商近幾年技術進步速度很快，伴隨著中國新能源汽車市場發展帶來的機會，預計三五年內，中國碳化矽産業有機會實現躍升，並在汽車領域追趕國際大廠。

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來源：信陽日報    | 撰稿：辛文    | 責編：谷晟    審核：張淵

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