近期國內外多家企業紛紛布局碳化硅產業，引起業內強烈關注。合盛硅業控股子公司寧波合盛新材已成功研發碳化硅半導體材料并具備量產能力；揚杰科技計劃在江蘇揚州建設6英寸碳化硅晶圓生產線；SK集團宣布其位于釜山的新工廠將投入批量生產；德國晶圓代工廠X-Fab計劃投資2億美元提高碳化硅半導體產量。

 

　　但與此形成巨大反差的是，不久前特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克宣布特斯拉下一代電動車將大幅削減75%的碳化硅用量。

 

　　碳化硅應用市場究竟前景如何，剛剛起步的國內碳化硅產業化之路該如何走?

 

　　市場前景廣闊

 

　　“碳化硅作為第三代半導體材料擁有良好的發展前景，新能源汽車是其核心驅動力，其次為光伏及工控領域的器件應用。”時代伯樂投資總監朱斌斌指出。

 

　　“和第一代以硅為主、第二代以砷化鎵為主的半導體材料相比，碳化硅具有禁帶寬度大、飽和電子遷移率高、導熱性能等優勢，特別適合于做大功率、耐高溫、耐高壓的半導體器件。”中國科學院物理研究所研究員陳小龍說。

 

　　市場分析機構Yole預計，全球碳化硅功率器件市場將從2021年的10.90億美元增長至2027年的62.97億美元，年復合增長率達34%。集邦咨詢則預計2026年車用碳化硅器件市場將達到39.4億美元。

 

　　國際大廠對碳化硅未來的前景也一片樂觀。比如德國半導體大廠英飛凌就表示：“現在的新車只要能用碳化硅的地方，便不會再用傳統功率器件。”

 

　　成本和產量是瓶頸

 

　　既然業內普遍看好碳化硅市場，那為何特斯拉要棄“碳”而行?

 

　　3月初，埃隆·馬斯克在投資者大會上宣布：未來要削減特斯拉75%的碳化硅用量。而當年正是特斯拉率先在Model 3主驅的逆變器上使用碳化硅，一手開辟了碳化硅“上車”的先河。

 

　　業內分析，特斯拉之所以棄“碳”而行，可能是出于成本、產能等多方位考量做出的無奈選擇。有消息人士分析，此舉與其碳化硅供應商有很大關系，也有人認為電動汽車巨頭擔心碳化硅良品率低和供應能力不足。

 

　　碳化硅單晶制備一直是全球性難題，晶體生長工藝的穩定性難以保證。碳化硅整個產業鏈大致上可以分成襯底、外延、器件3類廠商，然而在這一環接一環的生產程序上，目前每個環節的良品率都不是很高，生產的襯底很難合格，導致最終的器件成本極高，同時性能也不穩定，產量難以保證。

 

　　新能源汽車對碳化硅的需求量很大，而供應又遲遲跟不上車企產能擴張的節奏。有國內碳化硅頭部廠商表示：“我們目前沒有多余碳化硅產能外供，雖然特斯拉喊出‘減碳’，但實際上碳化硅的使用量在逐年增加并沒有減少，市場需求強勁。”

 

　　江西新能源科技職業學院新能源汽車技術研究院院長張翔也表示：“相較于傳統硅材料，碳化硅材料性質更匹配高壓平臺，具備耐壓能力強、效率高、體積小等優勢，當前仍是新能源車電驅動方案的最優選擇。”

 

　　由此可見，減用碳化硅只是新能源汽車企業出于精打細算的綜合抉擇，并不是改弦更張、另起爐灶。

 

　　國產化加速推進

 

　　碳化硅應用前景廣闊，國內企業也看準了這個賽道。“但是碳化硅晶體生長極其困難，20世紀90年代只有少數發達國家掌握晶體生長和加工技術，我國碳化硅技術起步相對較晚，目前國內企業正在碳化硅領域奮起直追。”陳小龍說。

 

　　集邦咨詢化合物半導體分析師龔瑞驕介紹說，以6英寸碳化硅襯底為例，國內良品率大概有40%，海外有60%～70%。另外，碳化硅半導體場效應晶體管分為平面類和溝槽類，在同等條件下，溝槽類更具備成本和性能優勢，但國內企業需要跨過巨大的專利鴻溝。

 

　　業內人士指出，當前碳化硅的下游需求依舊旺盛，特別是車用級碳化硅襯底產能仍偏緊，國內業界對于碳化硅國產替代的呼聲非常高。國家也意識到了這個問題，在《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》中提出，將加速推動以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體新材料新技術產業化進程，催生一批高速成長的新材料企業。更值得注意的是，目前已有要對中國禁售碳化硅等產業高精尖設備的跡象，所以碳化硅國產化之路勢在必行。

 

　　現在業內已經紛紛行動起來，布局碳化硅產業，加入碳化硅的國產化隊伍。據不完全統計，2022年國內新立項、簽約的碳化硅項目投資額超過476億元，而2018年這個數字還只有50億元。

 

　　業內人士指出，隨著未來兩三年產能密集釋放，國內碳化硅市場供需將會趨于平衡，成本將加速下降。屆時，國內碳化硅中低端產品的市場競爭或將更加激烈，業內需要在技術突破上重點發力，實現彎道超車和自主可控，縮小與國際巨頭的差距，爭取在碳化硅高端市場分得一杯羹。