摘要：碳化硅圈最近可热闹啦！就在6月8日，天岳先进斩获第二十五届中国专利银奖，这可是对它在碳化硅领域技术实力的盖章认证！这边技术奖项拿到手软，那边行业盛会也来凑趣，6月13日充电头网要举办“2025世界碳化硅大会”，全球大咖云集线上直播。那今天小行就带大家来聊聊这背

碳化硅圈最近可热闹啦！就在6月8日，天岳先进斩获第二十五届中国专利银奖，这可是对它在碳化硅领域技术实力的盖章认证！这边技术奖项拿到手软，那边行业盛会也来凑趣，6月13日充电头网要举办“2025世界碳化硅大会”，全球大咖云集线上直播。那今天小行就带大家来聊聊这背后的门道！

碳化硅行业作为第三代半导体材料的重要组成部分，具有显著的技术优势和广阔的发展前景。碳化硅具备优异的耐高压、耐高频、耐高温特性，能够大幅降低产品功耗，提高能量转换效率，同时减小产品体积，适用于新能源汽车、轨道交通、新能源发电、航空航天、国防军工、5G通信等民用及军用领域，展现出广泛的应用空间。

根据Yole的数据，2021年全球碳化硅器件市场规模约为10亿美元，预计到2027年，碳化硅器件的市场规模将超过70亿美元。而更具体的数据显示，2025年全球碳化硅器件市场规模将达到59.79亿美元，其中碳化硅功率器件市场规模为38.58亿美元，2021-2025年的复合年均增长率（CAGR）分别为35.42%和55.79%。此外，碳化硅材料市场规模预计在2025年达到29.90亿美元，复合年均增长率为38.2%。

（图片来源：行行查数据库）

碳化硅产业链从上游到下游包括多个关键环节。上游主要是衬底和外延环节，涉及长晶炉、多线切割设备、研磨抛光设备等；中游是器件制造环节，包括设计、制造和封装测试；下游则是终端应用领域，涵盖新能源汽车、轨道交通、通信、新能源、航空航天、国防军工等。衬底和外延分别占碳化硅器件成本的46%和23%，显示出其在产业链中的重要地位。

（图片来源：行行查数据库）

据行行查研究中心资料显示，硅、氮化镓和碳化硅功率半导体在不同应用场景中的市场占比呈现出显著的变化趋势。硅作为传统材料，适用于较低电压和频率的场景，如消费电子产品和部分电源设备，在这些领域依然占据主导地位。氮化镓则在中等电压和较高频率的应用中表现出色，常见于电源、数据中心及服务器等领域，能够提供更高效的电能转换，预计到2025年其市场份额将进一步扩大。而碳化硅适合高电压和高频率的环境，广泛应用于轨道交通、风能发电和电网等对性能要求极高的场合，特别是在新能源汽车领域，碳化硅的应用比例正在迅速上升。

（图片来源：行行查数据库）

LPE技术具有成本降低的潜力，LPE允许在较低温度下从熔体中生长出高质量单晶层，相比气相生长技术，通常成本较低，因为它不需要高真空环境。而且，LPE可以生长纯度很高的单晶薄膜，适合生长掺杂或复杂化合物半导体，有助于减少后续处理成本。在实际应用中，已有企业通过LPE技术取得了一定进展。例如日本住友利用MPZ技术，生长了高质量、低成本的SiC衬底和SiC外延片，消除了表面缺陷和基面位错，无缺陷区达到99%，且实现了近100小时的长时间生长，这在一定程度上提高了生产效率，降低了成本。除了LPE技术，其他新技术也在探索中。例如，通过优化长晶炉的热区隔热材料结构、改进温度控制方法等，可提高SiC衬底的质量和良率，从而降低成本。同时，随着技术的不断进步和规模效应的显现，SiC衬底的生产成本有望逐步降低。

氧化镓等超宽禁带材料的技术突破可能对SiC市场形成一定冲击。氧化镓具备4.9eV的禁带宽度和8MV/cm的击穿场强，其巴利加优值是SiC的10倍，理论成本仅为SiC的1/3，且可通过熔体法实现低成本量产。这些特性使其在高压高功率场景中具备显著优势，例如新能源汽车、工业电源等领域。目前，日本企业已实现6英寸氧化镓晶圆量产，并计划将成本降至SiC的1/3，而国内企业也在加速研发，部分技术已进入产业化前夜。然而，SiC市场已形成成熟的产业链和规模化应用，尤其在新能源汽车主驱逆变器等领域占据主导地位。尽管氧化镓在成本和性能上具有潜力，但其商业化进程仍面临大尺寸单晶制备、外延层质量等挑战。因此，短期内氧化镓可能率先在成本敏感的中高压市场渗透，长期则可能通过性能优势逐步侵蚀SiC的部分市场份额，但全面替代仍需技术突破和产业链协同。

大尺寸衬底技术：国内头部企业如天科合达、三安光电已实现6英寸碳化硅衬底量产，良率提升至65%。2025年将成为8英寸衬底技术突破的关键节点，量产可使单位成本下降40%，直接挑战海外巨头Wolfspeed的技术垄断。合盛硅业下属单位宁波合盛新材料有限公司成功研发12英寸（300mm）导电型碳化硅（SiC）晶体，并启动切、磨、抛等加工技术的研究，标志着合盛硅业在大尺寸碳化硅晶体、晶片制备技术上已跻身国际先进水平。

器件性能提升：华为2023年发布的碳化硅MOSFET模块，开关损耗降低70%，跻身国际第一梯队。英飞凌、中车时代电气等企业研发“芯片-封装一体化”方案，可提升系统可靠性并缩小体积30%，满足电动汽车轻量化需求。2025年前后，GaN-on-SiC异质结有望实现商业化，结合碳化硅的高导热性和氮化镓的高频特性，器件效率可再提升15%-20%。

制造工艺优化：企业通过精确控制温度、压力和时间，成功实现了碳化硅晶锭的一致性生长。先进的PVT设备和工艺优化使得晶锭的生长速率和质量得到了显著提升。例如，一些企业开发了智能PVT系统，通过实时监测和控制生长过程中的温度和压力，实现了每小时0.5毫米以上的生长速率，同时保持晶锭的高质量和一致性。此外，企业还采用了先进的晶种处理技术，如等离子体清洗和化学刻蚀，以提高晶种的质量和生长性能。

未来，碳化硅行业将继续朝着高性能、低成本的方向发展。随着电动汽车、动力电池以及电力供应和太阳能的发展，碳化硅器件市场将进一步快速增长。特别是电动汽车及动力电池的驱动下，碳化硅器件的需求将大幅增加。这些趋势表明，碳化硅行业将在多个关键领域发挥重要作用，并成为推动新一代电子技术发展的重要力量。

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来源：行行查