新能源汽車將推動碳化硅市場規模達560億元，國產外延片的機會來了

《2023碳化硅（SiC）產業調研白皮書》于2023年12月13日正式發布，整體上看，預計2023年SiC功率半導體市場將同比增長37%，達到21.12億美元；預計2028年將增長到80.09億美元（約合人民幣560億元）。

結合全球功率半導體市場數據推算，2022年SiC功率半導體的滲透率為4.85%，2023年滲透率為6.53%，2028年預計將達到18.58%左右。可以預見的是，隨著SiC產業不斷完善，它將全面瓦解硅基半導體在大功率應用中的長期統治。

關于SiC需求預測，2023年SiC功率器件在EV市場的規模預計達14.24億美金，增速49%，占比67%；2028年將達到64.21億美元（合計約455億人民幣）。

光儲充市場2023年預計2.62億美金，占比12.38%，增速18%；預計2028年達到6.49億美金。

全球碳化硅車型數量方面，2023年公開的國產SiC車型合計142款；SiC乘用車：76款；SiC跑車和概念車：22款；SiC商用車：超過35款。

SiC項目方面，2023年國內公開宣傳的SiC項目數量121個，總投資超過1600億元。從襯底、外延、芯片、封裝到耗材和設備，每個環節的項目投資金額都創新高。其中SiC芯片項目總投資高達796億元，增長100%。


碳化硅分類及應用下游

當前第三代半導體主要以碳化硅作為襯底材料，根據電阻率又可分為導電型和半絕緣型。其中，通過在導電型 襯底上生長同質碳化硅外延可制成功率器件，主要應用于新能源汽車、光伏發電等領域，在半絕緣型襯底生長 異質氮化鎵外延可制成射頻器件，主要應用于通信、雷達等領域。


SiC襯底為核心價值環節，成本占比高達47%

碳化硅襯底技術壁壘高，為價值鏈條核心環節。碳化硅器件的生產流程與硅基器件基本一致，包括襯底制備、外延 生長、晶圓制造以及封裝測試等環節，但碳化硅器件價值量存在倒掛，其成本主要集中在襯底和外延，根據CASA數 據，兩者占成本比例合計70%。其中，襯底制造技術壁壘最高，成本占比高達47%，是最核心環節。


車用SiC功率器件主導市場，市場占比逐年提升

電動汽車為SiC功率器件核心應用下游，市場占比逐年提升。由于SiC功率器件在能源轉換效率方面具有明顯優勢，因 此廣泛應用于電動汽車、光伏新能源、軌道交通和智慧電網等領域。其中，汽車應用為SiC功率器件最核心應用下 游，且市場占比呈現逐年增加態勢，Yole預計2027年車用SiC功率器件占總市場比例將由2021年的63%增加至79%，其 次為工業和新能源領域，占比分別為9%和7%。

新能源汽車：新能源汽車為SiC功率器件實現增長的核心推手

Si C功率器件在車用領域主要涉及逆變器、OBC以及DC/DC。新能源車通過搭載SiC功率器件，將帶來逆變器效率提升、系統尺寸小型化、綜合成本降 低以及行駛里程增加等好處，將取代Si器件成為未來新能源車升級功率器件的主要趨勢。盡管當前SiC-MOS成本約為Si-IGBT的3倍，但是根據英飛凌 測算，SiC-MOS可以減少6-10%電力損耗，電池成本節省將超過SiC器件增加的成本，最高可以節省6%的綜合系統成本。同時，SiC優勢在800V平臺中 將進一步放大，以小鵬G9為例，其800V高壓SiC平臺相較400V平臺續航提升5%，可實現充電5分鐘續航超過200Km。

2027年全球車用SiC功率器件市場規模有望達50億美元。考慮到未來新能源汽車存在續航里程以及充電效率提升的需求，SiC功率器件滲透率將進一 步提升，市場規模也有望從2021年的7億美元增加至2027年的50億美元，2021-2027年年復合增長率達39%，其中，逆變器為主要應用領域，2027年 全球市場規模將達46億美元，OBC和DC/DC分別為3.4億美元和0.6億美元。


國產外延片產業快速發展

根據TrendForce集邦咨詢分析，中國碳化硅外延片產業自2022年進入快速成長期，2023年整體市場規模已達到約2.25億美元，至2026年有望上升至14.82億美元。

作為制造碳化硅外延片的關鍵要素，外延設備的重要性不言而喻，ASM、Veeco等來自傳統硅及化合物半導體產業的國際設備大廠亦作出相應的并購動作切入碳化硅外延領域，這表明了對市場前景之看好。

在下游需求刺激下，中國碳化硅外延片生產商均擲出了數倍的擴產計劃，同時新進入者不斷，這帶來了旺盛的設備安裝需求。根據TrendForce集邦咨詢分析，2023年中國碳化硅外延設備市場規模約1.81億美元，預計到2028年將攀升至4.24億美元。

在產業早期，中國碳化硅外延片生產商高度依賴于海外設備，而隨著擴產潮引發的設備產能緊缺情況出現，以及國產替代共識深入人心，本土廠商迎來了發展良機。時至今日，中國已有多家廠商實現了碳化硅外延設備的規模出貨，包括北方華創、晶盛機電等。

根據TrendForce集邦咨詢統計，按累計訂單量來看，截至2023年底，中國碳化硅外延設備市場主要由五家廠商占據，依序為北方華創(NAURA)、晶盛機電(JSG)、LPE(An ASM company)、納設智能(Naso Tech)以及中國電科第四十八研究所（CETC-48），合計占據超85%市場份額，其中北方華創、晶盛機電、納設智能處于本土領先地位。

中國碳化硅外延片生產商在其全球市場地位迅速提升的同時，亦為本土制造的外延設備、檢測設備及襯底材料提供了發展機會，共同推動著中國碳化硅半導體產業蓬勃發展。不過，純粹的碳化硅外延片供應商仍然面臨著風險，上下游廠商業務觸手延伸的陰影始終籠罩在他們心頭，因此這些廠商必須同時保持體量和產品技術上的優勢，才能延續市場地位。對于外延設備商而言，隨著產業進入大規模量產及8英寸時代，彼此之間的技術差異將被迅速放大，市場格局亦存變數。