中國粉體網(wǎng)訊 第三代半導(dǎo)體材料是我國“新基建”戰(zhàn)略的重要組成部分，作為第三代半導(dǎo)體的代表材料，碳化硅具有非常卓越的性能，在未來新基建中有著巨大的市場前景。
碳化硅半導(dǎo)體優(yōu)勢明顯，市場迎來快速增長
作為第三代半導(dǎo)體的代表材料，碳化硅市場發(fā)展迅速。與硅材料相比，以碳化硅為襯底制造的半導(dǎo)體器件具備高功率、耐高壓、耐高溫、高頻、低能耗、抗輻射能力強等優(yōu)點，可廣泛用于新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。隨著下游行業(yè)對半導(dǎo)體率器件輕量化、高轉(zhuǎn)換效率、低發(fā)熱特性需求的持續(xù)增加，SiC在功率器件中取代Si成為行業(yè)發(fā)展的必然。
不同半導(dǎo)體材料性能對比
2014年全球碳化硅功率半導(dǎo)體市場僅為1.2億美元，隨著混合動力車、電動車、電源供應(yīng)裝置與太陽能電力轉(zhuǎn)換器等市場需求不斷增加，全球SiC功率半導(dǎo)體市場將從2017年的3.02億美元快速增長至2023年的13.99億美元，年復(fù)合增長率達(dá)29%。到2020年市場規(guī)模達(dá)到35億元人民幣，并以40%的復(fù)合年均增長率繼續(xù)快速增長。
碳化硅半導(dǎo)體寡頭競爭格局明顯
碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，一是上游襯底，二是中游外延片，三是下游器件制造。縱觀整個碳化硅產(chǎn)業(yè)，美日歐呈現(xiàn)三足鼎立態(tài)勢，寡頭競爭局面明顯。20世紀(jì)80年代以來，美、日、歐等發(fā)達(dá)國家為保持航天、軍事和技術(shù)強國地位，始終將寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)放在極其重要的戰(zhàn)略地位，投入巨資實施了多項旨在提升裝備系統(tǒng)能力。這些國家和地區(qū)在碳化硅半導(dǎo)體領(lǐng)域，已走在世界前列。SiC半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)化主要以德國英飛凌、美國Cree公司、GE和日本羅姆公司、豐田公司等為代表。
美國：早在1997年制定的“國防與科學(xué)計劃”中，美國就明確了寬禁帶半導(dǎo)體的發(fā)展目標(biāo)。2014年美國又主導(dǎo)成立了以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，全力支持寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)。美國在SiC領(lǐng)域全球獨大，并且占有全球SiC市場70-80%的產(chǎn)量，擁有Cree、道康寧等具有很強競爭力的企業(yè)，Cree公司占據(jù)領(lǐng)跑者的位置。
日本：從1998年開始，日本政府持續(xù)資助寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)研究。2013年，日本將SiC材料體系納入“首相戰(zhàn)略”，認(rèn)為未來50%的節(jié)能要通過SiC器件來實現(xiàn)，以便創(chuàng)造清潔能源的新時代。日本企業(yè)在設(shè)備和模塊開發(fā)方面具備優(yōu)勢，典型企業(yè)為羅姆半導(dǎo)體、三菱電機、富士電機、松下等。
歐洲：2014年，歐盟啟動為期3年（2014-2017年）的，應(yīng)用于高效電力系統(tǒng)的SiC電力技術(shù)研究計劃(SPEED)，總投入達(dá)1858萬歐元，7個國家的12家研究機構(gòu)和企業(yè)參與了該計劃。歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、器件、應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈，擁有英飛凌、意法半導(dǎo)體、Sicrystal、Ascatronl、IBS、ABB等優(yōu)秀半導(dǎo)體制造商，在全球電力電子市場擁有強大話語權(quán)。
國內(nèi)碳化硅半導(dǎo)體企業(yè)正全力趕超
與美日歐相比之下，我國碳化硅企業(yè)在技術(shù)、產(chǎn)能等方面雖然仍有欠缺，但當(dāng)前我國碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈已初具規(guī)模，具備將碳化硅產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，國內(nèi)企業(yè)有望在本土市場應(yīng)用中實現(xiàn)彎道超車，一些代表性的企業(yè)如天科合達(dá)、山東天岳、河北同光等競爭力不斷提高。
天科合達(dá)
北京天科合達(dá)在碳化硅晶體生長、晶體加工、生長設(shè)備和制造方面深耕多年，工藝技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。2006年，該公司建立了國內(nèi)第一條碳化硅晶片中試生產(chǎn)線。經(jīng)過幾年發(fā)展，天科合達(dá)在國內(nèi)率先研制出6英寸碳化硅晶片。目前，天科合達(dá)已實現(xiàn)2英寸至6英寸碳化硅晶片產(chǎn)品的規(guī)模化供應(yīng)。
天科合達(dá)主要產(chǎn)品包括碳化硅晶片、其他碳化硅產(chǎn)品和碳化硅單晶生長爐。其中，碳化硅晶片為核心產(chǎn)品，2019年營收達(dá)到0.7億元、占2019年總營收的48.12%；2020年第一季度營收為0.2億元，占2020年第一季度營收的62.83%。2020年7月14日，上交所正式受理了天科合達(dá)科創(chuàng)板上市申請。
山東天岳
山東天岳公司成立于2010年11月，是以碳化硅半導(dǎo)體襯底材料為主的高新技術(shù)企業(yè)。公司投資建成了第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)化基地，具備研發(fā)、生產(chǎn)國際先進(jìn)水平的半導(dǎo)體襯底材料的軟硬件條件，是我國第三代半導(dǎo)體襯底材料行業(yè)的先進(jìn)企業(yè)。山東天岳碳化硅產(chǎn)品主要有4H-導(dǎo)電型碳化硅襯底材料，其規(guī)格有2英寸、3英寸、4英寸以及6英寸，今后可以廣泛應(yīng)用于大功率高頻電子器件、半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED），以及諸如5G通訊、物流網(wǎng)等微波通訊領(lǐng)域。
河北同光
河北同光晶體有限公司成立于2012年，主要從事第三代半導(dǎo)體材料碳化硅襯底的研發(fā)和生產(chǎn)。公司主要產(chǎn)品包括4英寸和6英寸導(dǎo)電型、半絕緣碳化硅襯底，其中4英寸襯底已達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前，公司已建成完整的碳化硅襯底生產(chǎn)線，是國內(nèi)著名的碳化硅襯底生產(chǎn)企業(yè)。
參考資料：
楊璽、蘇丹等.簡析碳化硅在半導(dǎo)體行業(yè)中的發(fā)展?jié)摿?/p>
賀東葛、王家鵬等.碳化硅半導(dǎo)體材料應(yīng)用及發(fā)展前景
芯東西.華為入股！國產(chǎn)碳化硅晶片龍頭沖刺科創(chuàng)板
中泰證券.《寬禁帶半導(dǎo)體行業(yè)深度：SiC與GaN的興起與未來》
樂晴智庫.碳化硅：第三代半導(dǎo)體關(guān)鍵材料
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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