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碳化硅的产业链分为 SiC 单晶、SiC 外延片、SiC 器件、SiC 封测。碳化硅最大的应用市场在中国,我国占据了全球近一半的使用量。但目前来看,我国的碳化硅产业还很不完善,国内从事碳化硅材料及器件研发制造的多为高校和科研院所,缺乏产业化能力,不过近两年来国内已有少数企业开始进入碳化硅领域。
碳化硅产业链分析
企业 |
SiC 产业链 |
产能布局情况 |
天科合达 |
SiC 单晶 |
专业从事碳化硅晶片制造,已经具备了生产 2~4 英寸碳化硅晶片的能力,形成了一条年产 7 万片碳化硅晶片的生产线。 |
泰科天润 |
SiC 器件 |
拥有一座完整的碳化硅半导体晶圆厂,可在 4 英寸 SiC 晶圆上实现半导体功率器件的制造, 是目前国内唯一拥有碳化硅器件生产线的企业。 |
中电 55 所 |
SiC 外延片、SiC 器 件、SiC 封测 |
中电 55 所也拥有 4 英寸碳化硅晶片产能,碳化硅器件也已实现量产,但主要供军用。 |
电网智研院 |
全产业链 |
联合天科合达等企业实现了碳化硅从单晶材料制备、外延材料生长到二极管芯片研制及其在 电力系统应用验证的全产业链国产化,并形成了年产能 2 万片 4 英寸 SiC 晶片、30 片 4 英 寸外延片的晶圆产能,在碳化硅器件方面则具备了年产 10 万只碳化硅二极管、1 万只碳化硅模块的小批量生产能力。 |
扬杰科技 |
SiC 外延片 |
2015 年 3 月,扬杰科技与西安电子科技大学签订合作协议,双方决定成立第三代半导体产 业化工程技术中心,开展碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料与器件的产业化研究工作。 |
在全球市场中,碳化硅(SiC)电力电子产业发展具高度潜力,包括ROHM、Bombardier、Cree、SDK、STMicroelectronics、Infineon Technologies、Littelfuse、Ascatron等厂商都大力投入。2023年SiC功率半导体市场规模预计将达14亿美元,2016年至2023年间的复合成长率(CAGR)为28%,2020~2022年CAGR将进一步提升至40%。
包括xEV、xEV充电基础设施、PFC /电源、PV、UPS、电机驱动、风和铁路,都是SiC的应用领域。SiC市场目前仍然受到PFC和PV应用中使用的二极管的驱动。然而,从现在开始的五年内,主要的SiC元件市场驱动因素将是晶体管。
在中国市场:尽管中国碳化硅行业规模大和产能充足,但碳化硅主要为低端初级产品。同时高附加值的深加工产品市场供应匮乏。我国的碳化硅晶片产业起源于上个世纪九十年年代,最开始主要用于军用,随着技术的突破,产品生产能力逐渐提升,民用市场开始蓬勃发展。目前我国碳化硅单晶片产业化水平仍然偏低,市场处在高速成长期。
据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国碳化硅市场竞争策略及投资可行性研究报告》统计数据显示:2018年我国碳化硅单晶片行业市场规模为34.09亿元,较2017年的34.15下滑0.18%,近几年行业市场规模高速增长,国外企业占据的市场份额较大。
2013-2018年中国碳化硅行业市场规模现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
碳化硅单晶片方面,目前国内可实现4英寸衬底的商业化生产,山东天岳、天科合达、同光晶体均已完成6英寸衬底的研发,中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。2018年国内碳化硅单晶片产能超过19万片,行业产量约10.45万片。
2014-2018年中国碳化硅单晶片行业产量现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
碳化硅单晶片方面,目前国内可实现4英寸衬底的商业化生产,山东天岳、天科合达、同光晶体均已完成6英寸衬底的研发,中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。目前单晶硅单晶片主用引用于LED,高频率器件、汽车等行业。随着下游市场的发展,行业产品需求量逐渐增大。
2014-2018年中国碳化硅单晶片市场需求现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
目前,《中国制造 2025》以及“十三五规划”都明确将碳化硅行业定位为重点支持行业,国内的国家电网、中国中车、比亚迪、华为等公司都针对碳化硅在智能电网、轨道交通、电动汽车、手机通信芯片等领域的应用开始陆续加大投资。未来,随着碳化硅单晶体的应用领域将进一步扩大,看好碳化硅单晶行业的长远发展的企业将不断进入,碳化硅单晶体行业的竞争将加剧。