十五五开局,碳化硅(SiC)的“黄金十年”开启?
1、碳化硅(SiC)行业概况
碳化硅(SiC)是第三代宽禁带半导体材料的代表,具有禁带宽度大(约3.2eV)、击穿电场高、热导率高、饱和电子漂移速度快等特点。SiC功率器件主要分为肖特基二极管(SBD)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)及功率模块,广泛应用于新能源汽车、光伏储能、充电桩、工业电源及新兴的AI数据中心电源、先进封装中介层、AR眼镜光波导等场景。
十四五以来,国家将第三代半导体列为战略性新兴产业。2025年中央经济工作会议强调“加快人工智能基础设施建设,突破先进功率半导体瓶颈”。2026年政府工作报告明确提出“推动第三代半导体规模化应用,支持8寸及以上衬底产业化”。“十五五”规划纲要专章部署“宽禁带半导体材料与器件”,并设立科技专项。地方层面,北京、上海、深圳、山东等地出台配套资金与用地优惠政策。总体看,政策从顶层设计到地方落地形成闭环,为SiC行业提供了稳定的发展环境。
2、碳化硅(SiC)产业链总结及影响
(1)产业链概览与上下游相互作用
SiC产业链从上游的高纯硅粉/碳粉、长晶设备、热场材料、切割抛光耗材,到中游的衬底制造、外延生长、器件设计及制造、封装测试,再到下游的新能源汽车、光伏储能、充电桩、AI数据中心电源、先进封装中介层、AR眼镜光波导、智能电网固态变压器等。上游原料及设备的国产化程度直接决定中游衬底成本;中游衬底良率和器件可靠性则影响下游应用的渗透速度;下游新场景的爆发又反向拉动上游扩产和技术迭代,形成正反馈循环。
(2)当前产业链格局对行业的影响
目前,全球SiC产业链呈现“国际IDM主导、国内专业分工追赶”的格局。上游高纯石墨件、保温材料仍部分依赖进口,制约了国内8寸产线完全自主可控。中游衬底环节,国内头部企业已实现6寸导电型衬底批量供货,8寸进入小批量验证,但与Wolfspeed等国际领先水平尚有差距。下游车规市场渗透率持续提升,AI电源、先进封装等新场景开始贡献增量,带动行业景气度反转。整体看,产业链协同创新、短板补齐是未来3-5年行业发展的关键。
3、碳化硅(SiC)行业竞争格局
(1)全球竞争格局
全球SiC市场呈现明显的寡头特征。Wolfspeed(美国)凭借从衬底到器件的全产业链布局,8寸衬底量产进度领先;英飞凌(德国)在车规SiC MOSFET模块领域市占率较高,封装技术优势明显;罗姆(日本)较早布局8寸,SBD产品线齐全;安森美(美国)通过并购整合,聚焦电动汽车和工业电源市场。这几家企业占据了全球SiC器件市场的大部分份额,且均在中国设有销售或制造基地。
(2)国内竞争格局
国内SiC企业主要采取“专业分工”模式。衬底环节,天岳先进在半绝缘型衬底领域全球领先,导电型衬底快速追赶;三安光电实现从衬底、外延到器件的全产业链布局,产能规模较大。设备环节,晶升股份的长晶设备已配套国内多数衬底厂商;晶盛机电从光伏设备延伸至SiC长晶、切割、抛光全流程设备。器件环节,国内IDM企业如士兰微、华润微等已量产SiC SBD和MOSFET,但车规级产品验证周期仍较长。
(3)竞争趋势
随着8寸衬底产能陆续释放,衬底价格呈下降趋势,部分低端产品竞争加剧。为应对价格压力,多家企业开始向垂直一体化延伸——衬底企业涉足外延甚至器件,器件企业向上游布局衬底。同时,国际巨头通过技术授权、合资建厂等方式加深与中国市场的绑定。未来三年,具备成本控制能力、客户认证优势和持续研发投入的企业有望在竞争中胜出。
4、驱动碳化硅(SiC)行业发展的核心因素
(1)AI算力爆发倒逼电源架构升级
AI数据中心单机柜功耗从过去的10-20kW上升至100kW以上,甚至向兆瓦级演进。传统硅基电源在高频、高压、高温环境下效率偏低,而SiC器件凭借高开关频率、低开关损耗、耐高温等特性,成为AI服务器电源(如PSU、GPU供电模块)的理想选择。2025年中央经济工作会议明确“加快人工智能基础设施建设”,直接拉动了对高性能功率半导体的需求。
(2)新能源汽车800V平台渗透率提升
为缩短充电时间、提升续航里程,主流车企纷纷推出800V高压平台,主驱逆变器、车载充电机(OBC)、DC-DC变换器中SiC替代硅基IGBT的趋势不可逆转。即使当前车规SiC渗透率仍较低(尤其是A级以下车型),但中高端车型已开始规模应用。预计随着成本下降,SiC将从高端车型向大众车型渗透。
(3)8寸衬底良率突破带来成本下降
过去阻碍SiC大规模应用的核心瓶颈是衬底成本。随着8寸长晶工艺改进、切割抛光技术提升,单片8寸衬底可产出的芯片数量约为6寸的1.8倍,而加工成本增幅远低于面积增幅。部分头部厂商的8寸良率已接近6寸水平,推动整体成本下降。成本的降低将进一步刺激下游需求,形成良性循环。
(4)政策持续加码,从“十四五”到“十五五”
“十四五”期间,国家通过原材料工业发展规划、能源电子指导意见等支持第三代半导体发展。2025年中央经济工作会议、2026年政府工作报告以及“十五五”规划纲要,均将宽禁带半导体列为战略重点,并设立科技专项。地方层面,北京、上海、深圳等地出台配套资金、用地、税收优惠政策,为SiC产业提供了稳定的发展环境。
(5)新场景从0到1:CoWoS、AR眼镜、固态变压器
台积电已明确在CoWoS先进封装中采用SiC中介层以改善散热和翘曲,2026年开始交付,后续需求预期大幅增长。AR眼镜若采用SiC光波导方案,可实现更高的折射率和更轻的重量,远期市场规模可观。此外,SiC固态变压器(SST)在智能电网、分布式能源中的应用示范项目正在推进,打开了工控和能源领域的增量空间。
5、碳化硅(SiC)行业主要壁垒分析
碳化硅(SiC)行业主要壁垒构成
资料来源:普华有策
北京普华有策信息咨询有限公司《2026-2032年SiC产业深度研究及趋势前景预判报告》从行业定义出发,梳理SiC作为第三代半导体材料的技术特性与发展历程,重点分析了十四五以来至2026年5月的国家及地方产业政策,结合2025年中央经济工作会议、2026年两会政府工作报告及十五五规划纲要中的相关表述。报告阐述了当前技术水平及特点,构建了从上游原料、衬底外延、器件设计制造到下游应用的完整产业链图谱,并分别给出简版与略详细版。上游原料供应格局、中游产能分布、下游AI电源、先进封装、AR眼镜及车规市场等新场景对行业的拉动作用得到系统分析。竞争格局方面,列举了国内外重点玩家及其核心优势。最后提炼了核心驱动因素,并展望了发展前景与趋势,强调AI数据中心、CoWoS、固态变压器等前沿布局将成为SiC行业的新增长主线。