电子发烧友网报道（文/黄山明）作为第三代半导体，SiC（碳化硅）相比传统硅在高耐压厚度、功率损耗、系统效率等方面具有显著优势。依靠这些优势，SiC在新能源汽车、工业、风光储能等领域大放异彩。但在过去，SiC的晶体生长速度慢、良率低，导致生产成本较高，一直限制了SiC的普及。 不过在近期据媒体报道，有业内人士预计，未来两年SiC芯片价格将下降达30%，原因在于越来越多的本地厂商开始获得电动汽车认证并扩大了其制造能力。SiC芯片将一改过去严重依赖进口的局面，消息人士称，到2025年，中国制造的SiC外延片将足以满足国内需求。 SiC价格有望下降30%SiC作为材料发展已经有百年历史，自1824年瑞典科学家在实验室中意外发现这一物质以来，到了1987年，科锐（Wolfspeed）制造了世界第一块商用SiC衬底，宣布SiC正式商业化，并将其应用在LED领域。 作为一种宽禁带半导体材料，SiC具备高效率、高温稳定性、高电压和电流能力与高热导率等优异特性。相比普通的硅，SiC的击穿电场强度是其近10倍，热导率是硅材料的3倍，电子迁移率也要更高，同时能够在更高的温度下工作，这让SiC更适合在新能源汽车等领域。 而真正让SiC真正走进普罗大众是在2018年，特斯拉宣布将逆变器中使用的Si-IGBT替换为SiC-MOS，一方面由于SiC本身具有极低的导通电阻，在同规格下，SiC-MOS相较Si-IGBT总能量损失能降低80%左右，并且器件尺寸更小。 由于特斯拉在当时新能源汽车中的地位，也带动了后续比亚迪、吉利、小鹏、理想等厂商效仿，SiC自此开始快速普及。 但中国制造商在SiC的开发方面起步较晚，在SiC批量生产商还处于早期阶段，加上SiC晶体生长的过程复杂且成本高，包括长晶过程中的能耗、时间和技术要求都很高，制造过程中可能出现缺陷，导致成品率较低，让SiC市场过去呈现出价格高昂，供给短缺的情况。比如成本上，SiC为Si器件的3倍左右，并且从原材料到晶圆的转化率仅为50%。 较高的技术壁垒让SiC市场本身呈现高集中度，前五大SiC厂商占有大约70%的市场份额，包括ST、英飞凌、科锐、罗姆、安森美等。 国内相关企业奋起直追，如天岳先进、芯联集成、士兰微、瀚天天成、山东天承、三安光电、华润微、新洁能、斯达半导等企业通过引进国外先进技术或自主创新，不断提升产品质量和生产效率，逐渐在国内外市场中占据一席之地。 有消息人士透露，中国SiC发展势头迅猛，到2025年，中国制造的SiC外延片将足以满足国内需求。在2024年上半年，采用SiC器件的电动汽车成本也下降了15%-20%，SiC单价已经降至与IGBT相当的水平。 消息人士还表示，由于SiC价格下降将加速其普及，到2025年，当8英寸晶圆产能增加时，价格可能下降高达30%。 国产入局SiC，市场加速渗透在新能源汽车与光伏产业的带动下，SiC正迎来快速发展阶段。据调研机构Yole数据，2022年SiC器件市场规模为19.7亿美元，其中功率器件市场达到18亿美元，2028年有望达到89亿美元，CAGR高达31%。 巨大的市场自然吸引众多企业入局，但SiC本身从生产到应用的全流程时间较长。以SiC的功率器件为例，从单晶生长到形成衬底要耗时1个月，再从外延生长到晶圆前后段加工完成需要耗时6-12个月，最后再上车验证1-2年左右，因此对于SiC功率器件IDM厂商而言，想要从生产到转化为收入的周期非常漫长，如果是汽车行业一般需要4-5年左右。 不过汽车产业从特斯拉2018年使用SiC-MOS后，开始让众多企业开始尝试入局SiC产业，国内不少企业更是在这一阶段后不久开始布局SiC市场。 企业在SiC产业上所涉及的环节包括衬底、外延、设计、制造、封测、器件、模组等环节，其中能够实施量产的SiC衬底产品主要为6英寸和8英寸，更达尺寸的产品也具备更高的竞争力。 如作为SiC衬底供应商的天岳先进，其近期公布财报预测，预计2024年半年度实现营收8.8亿-9.8亿元，同比涨幅达100.91%-123.74%，并扭亏为盈，实现1亿元左右的净利润。 而外延片上，如天域半导体计划建设6英寸/8英寸SiC外延晶片生产线，预计2025年竣工并投产，实现营收8.7亿元，到2028年全面达产产能100万片/年。此外，如瀚天天成、普兴电子、中电化合物、南砂晶圆等多家企业已经实现了6英寸SiC外延材料的投产。 此外，斯达半导作为国产IGBT模块龙头，也向着SiC积极布局，正计划形成年产6万片6英寸SiC芯片生产能力。新洁能也在持续推出SiC与GaN相关产品，并已开发完成1200V 23mohm-62mohm SiC MOSFET系列产品，新开发650V SiC MOSFET工艺平台，用于新能源汽车OBC、光伏储能、工业及自动化等行业，相关产品通过客户验证，并实现小规模销售。 士兰微在今年公布的财报显示，其子公司士兰明镓的6英寸SiC功率器件芯片生产线正处于爬坡阶段，随着产出持续增加，预计其下半年亏损将逐步减少。 晶升股份更是国内SiC长晶炉龙头，其产品更是已经进入到了三安光电、比亚迪半导体、天岳先进、东尼电子等客户产业线中。 从2024年初以来，随着小米汽车、华为智选S7、问界M9等多款800V碳化硅车型密集发布，预计下半年将有更多车型推出，2024年SiC在新能源车中的渗透率将呈翻倍增长。据机构预测，2026年国内SiC衬底有望达到500万片，是2022年国内SiC衬底产能的10倍。 由于SiC本身漫长的周期，目前大多数国内相关企业仍然在进行上车验证环节，预计要到2025年能够实现规模上车，届时将能够看到国产SiC应用在国内的新能源汽车当中。 总结长期以来，SiC主要由国外企业所主导，国内相关产品主要依赖于进口，并且由于SiC本身生产工艺复杂，壁垒较高，导致相关产品成本居高不下。此外，再加上SiC本身产线的周期时间较长，国内相关企业起步较晚，因此近几年看到国内SiC器件紧缺的情况。不过随着国内企业的加速投产，以及技术的演进，有望在2025年看到国产SiC规模化量产，从而一举将市场中的SiC价格“打”下来。