碳化硅-零帕网

➢ 800V 高压平台加速落地，2022-2023 年快速上量有望激活 SiC 一池春水。800V 高压快充平台为解决里程焦虑的破局者，国内外车企从 2021 年起掀起一轮 800V 平台车型发布潮，国内造车新势力及传统汽车厂商旗下的智能电动品牌纷纷入场，以抢攻大功率快充高地。伴随高压平台逐渐落地，具有耐高压、低阻抗、无拖尾电流等优势的 SiC 有望成为首选。➢ 原料降价叠加优异性能，SiC 有望突破成本藩篱，SiC MOSFET 或将于2023H2 达到价格甜蜜点，带动更多车端逆变器应用。基于

➢ 碳化硅：第三代半导体突破性材料。SiC 是第三代半导体材料，其具备极好的耐压性、导热性和耐热性，是制造功率器件、大功率射频器件的突破性材料。根据 Wolfspeed 预计，2022 年全球碳化硅器件市场规模达 43 亿美元，2026年碳化硅器件市场规模有望成长至 89 亿美元。当前 SiC 功率器件价格较高，是硅基 IGBT 的 3~5 倍左右，但凭借优异的系统节能特性，SiC 器件开始在新能源汽车、光伏、储能等领域替代硅基器件。➢ SiC 引领行业变革，新需求快速涌现。新能源汽车是碳化硅功

SiC 是突破性第三代半导体材料：与前两代半导体材料相比，以 SiC 制成的器件拥有良好的耐热性、耐压性和极低的导通能量损耗，是制造高压功率器件与高功率射频器件的理想材料。SiC 下游应用包括新能源、光伏、储能、通信等领域。据 Yole 预计，全球 SiC 功率半导体市场规模将从2021年的11亿美元增长至2027年的63亿美元，CAGR 超过34%。下游需求旺盛，产品渗透率稳步提升：新能源汽车是 SiC 器件最大的下游应用市场。SiC 器件能在缩减体积的情况下提高能量密度和工作稳定性，并支持高

SiC 电气特性优越，有望成为最具前景的半导体材料之一。半导体材料位于半导体产业链最上游，属于芯片制造与封测的支撑性产业，是半导体产业链中细分领域最多的环节。近年来，全球半导体材料市场规模稳健增长，而从被研究和规模化应用的先后顺序看，半导体材料发展至今已经历了三个阶段。其中，以 SiC 为代表的第三代半导体，具备耐高压、耐高温和低能量损耗等优越性能，可以满足电力电子技术对高温、高功率、高压、高频及抗辐射等恶劣工作条件的新要求，有望成为半导体材料领域最具前景的材料之一。碳化硅下游应用广泛，新能源汽

碳化硅物理性能优势明显，适应高温、高压、高频的应用场景。碳化硅作为第三代半导体，禁带宽度大，具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优势，因此采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行，适用于高电压、高频率场景，此外还能以较少的电能消耗，获得更高的运行能力。以碳化硅材料为衬底的产业链主要包括碳化硅衬底材料的制备、外延层的生长、器件制造以及下游应用市场。衬底根据电学性能不同分为半绝缘型和半导电型，分别应用到不同的应用场景上。

❑ 耐高温高压高频，碳化硅电气性能优异碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料的代表，在禁带宽度、击穿电场、热导率、电子饱和速率等指标具有显著优势，可满足现代工业对高功率、高电压、高频率的需求，主要被用于制作高速、高频、大功率及发光电子元器件，下游应用领域包括智能电网、新能源汽车、光伏风电、5G 通信等。❑ 工艺难度大幅增加，长晶环节是瓶颈碳化硅制造工艺具有高技术壁垒，衬底长晶存在条件控制严、长晶速度慢、晶型要求高三大技术难点，而加工难度大带来的低产品良率导致碳化硅成本高；外延的厚度和掺杂浓度为影响最终

“双碳”背景驱动下，碳化硅产业蓬勃发展功率半导体是电子装置电能转换与电路控制的核心，基于功率半导体的诸多电气技术将在双碳进程中起着不可替代的关键作用。SiC 凭借耐高压、耐高温、更高频率的优势，有望在新能源汽车、光伏、工控、轨道交通等高压应用场景中加速对 Si 基功率器件的替代。根据 Yole 预测，2021-2027 年全球碳化硅功率器件市场规模有望从 10.90 亿美元增长至 62.97 亿美元，CAGR 为 34%；其中，车规级市场是碳化硅最主要的应用场景，市场空间有望从 6.85 亿美元

Ø 衬底材料改变标志着半导体更新换代。第三代半导体材料为氮化镓GaN、碳化硅SiC、氧化锌ZnO、金刚石C等，其中碳化硅SiC、氮化镓GaN为主要代表。在禁带宽度、介电常数、导热率及最高工作温度等方面碳化硅SiC、氮化镓GaN性能更为出色，在5G通信、新能源汽车、光伏等领域头部企业逐步使用第三代半导体，待成本下降有望实现全面替代。Ø 从产业链角度分析，碳化硅行业主要可分为衬底、外延和器件三个重点环节。其中，衬底在产业链中价值量占比最高，接近50%，国内外市场主要由WolfSpeed、II-VI、

性能完美替代，SiC器件未来将逐步替代传统硅基器件：叐益亍优秀癿杅料特性，随着量产和技术成熟带来癿成本下陈，在新能源旪代， SiC即将过来属亍它癿性价比“奇点旪刻”：在新能源汽车癿主逆发器、车轲充申器、快速充申桩、光伏逆发器等场景中均有广泛癿应用空间。碳化硅更是申驱系统向高申压升级癿核“芯”，解决申劢汽车里程焦虑和充申速度慢两大核心痛点，众多车企对 800V申压平台癿持续布尿再次拉升了碳化硅器件癿需求。 2030年碳化硅市场规模将超300亿美元，2

2022年预计为国内800V电压平台发展元年，车企纷纷布局：目前小鹏汽车、广汽埃安、e平台、吉利极氪、理想汽车、北汽极狐等车企已经布局了800V快充技术，并有望在2021年底后陆续实现量产。车载电源已经开始大规模的应用SiC器件，同时汉车型已经搭载SiC电机控制器、蔚来ET7也将搭载SiC电机控制器，我们预计未来SiC在高端车型的电机控制器领域渗透率将会逐渐提升。 800V电压平台下，涉及到高压的器件都需要升级，提高绝缘耐压等级：我们认为车载电源、电动力系统零部件最受益于800V电压平台升级，

目前电动汽车电压平台主流是 400-500V，存在里程焦虑及充电速度慢的问题，电动汽车 800V 高压系统+超级快充，可以实现充电 10 分钟，续航 300公里以上，能有效解决解决充电及续航焦虑，有望成为主流趋势。SiC 材料特性使得 MOSFET 结构轻松覆盖 650V-3300V，导通损耗小；同时，90%的行车工况是在主驱电机额定功率 30%以内，处于碳化硅的高效区；另外，SiC 主驱使得电源频率和电机转速增加，相同功率下转矩减小，体积减小；主驱控制器用 SiC MOSFET 的 800V

迎击充电焦虑痛点，高压+集成+双向化带动车载电源量价齐升。1）价：集成产品价值量 2000-3000 元，较单品 OBC\DCDC 价值量提升约 1.6/2 倍；2）量：高压化下车、桩尚未协同配套，适配主流 400V 充电桩单车需额外配置 1 个 DC/DC；3）碳化硅：高压快充为未来主流趋势，SiC 由于耐高温高压及低损耗等性能优势使得整车损耗减少 6%-8%（800V 平台），比亚迪、小鹏、华为等企业已经积极布局。迎击消费者充电焦虑痛点，预计到 2025年车载电源市场规模 231-327 亿