SiC市场供需之变与未来趋势

  转换损耗，如何在提升功率的同时限制体积、发热和成本的快速膨胀，成为了业内着重关注的问题。

  在此趋势下，以碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体材料逐渐从科研走向产业化，并成为替代部分硅基功率器件的明确趋势。

  耐高压：SiC材料相比于Si材料具备10多倍的击穿场强，因此能通过更低的电阻率和更薄的漂移层实现更高的击穿电压，相同的耐压值下，SiC功率模块导通电阻/尺寸仅为Si的1/10，功率损耗大幅减少；

  耐高频：SiC材料不存在电流拖尾现象，可提升元件的开关速度，是Si开关速度的3-10倍，从而适用于更高频率和更快的开关速度；

  耐高温：SiC材料具备其3倍的禁带宽度、3-5倍的导热率，2倍的极限工作时候的温度和超过2倍的饱和电子漂移速率。因此SiC器件在减少电流泄露的同时大幅度提高工作温度。

  可见，在传统硅基功率器件无法适应新兴市场加快速度进行发展的变革需求下，SiC凭借高频高效、耐高压、耐高温等优异特性成为功率市场的新选择。

  下游市场和客户对SiC领域的前景也充满信心，一众OEM和Tier1厂商都希望可以尽早锁定可靠的长期供应，这也为SiC厂商的扩张提供了坚实的动力。

  多重因素驱动下，SiC市场建厂扩产热潮愈演愈烈。无数成名已久的IDM大厂，Fabless新锐以及初创企业纷至沓来。

  尤其是在2022-2023年低沉的半导体市场情绪中，SiC似乎没有受一定的影响，大额订单签约不断、扩产计划加了又加、年度营收持续上修、持续丰富的SiC应用案例...，一系列动作都预示着SiC行业前景充满光明。

  越来越多的企业盯上了SiC这块“肥肉”，扩产的脚步推动全球SiC总产能在过去五年内增长了近两倍。

  对于行业大肆扩产之势，有声音指出，SiC市场在未来几年将如何展开？SiC厂商的扩产速度和规模，在未来是否会带来供应过剩的风险？

  在当前全球SiC功率市场高景气行情下，扩产放量是行业关注重点。行业新老玩家纷纷涌入，争先恐后加码扩产SiC。

  据集邦化合物半导体不完全统计，2023年国外企业共有近20项SiC相关扩产项目已经或将要落地，年产能规模基本都在几十万到上百万片之多。

  除了原厂和Tier1企业不断加大有关产品投资扩产力度，巩固自身产业优势地位之外。产业链厂商在SiC领域相关扩产也在围绕衬底、外延等产业链各环节展开。

  能看到，SiC的淘金热在全球迅速蔓延，赛道扩产热度居高不下，甚至有愈演愈烈的迹象，不仅有更多厂商加入SiC扩产行列，更有巨头多次出手，产能建设已成为企业及行业关注的焦点。

  面对SiC的巨大市场，不仅国际巨头纷纷加入，国内企业也不甘落后，纷纷布局碳化硅，扩张产能，试图以国产替代争夺市场占有率，提升产品的价值量或出货量。

  据不完全统计，2023年国内共有近40项SiC相关扩产项目启动。这些项目中，有不少投资数十亿甚至上百亿的大手笔。

  国内SiC企业也都铆足了劲在扩大产能。从投资额来看，据统计，2023年国内SiC相关扩产项目累计将投入近900亿元，与2022年相比涨幅较大，SiC赛道日益火热已是不争的事实。

  综合来看，SiC赛道扩产戏码频频上演，国际厂商大多着眼于8英寸，一种原因是顺势而为，另一方面也为了巩固一马当先的优势。国内厂商更多选择继续加固6英寸产能，以期稳中求进，但也不乏前瞻性布局，聚焦6英寸与8英寸并举，双管齐下满足当下与未来需求。

  根据TrendForce分析，随着国内外厂商相继扩产，以及与汽车、新能源客户合作项目明朗化，将推动2023年整体SiC功率元件市场规模达22.75亿美元，年成长41.4%，预计至2026年SiC功率元件市场规模可望达53.28亿美元。

  大部分SiC厂商都收获了巨额的预付款订单。这一做法为SiC厂商投资扩产提供了良好的现金流支持，也为其扩产带来了极大动力。

  回顾SiC上车进程，丰田早在2014年就推出了SiCMOSFET，但受限于当时高昂的成本和技术的不成熟，前期产业高质量发展一直较缓。

  一直到2018年，特斯拉Model 3搭载全SiC MOSFET模块的逆变器，其轻量化的特性节省了电动汽车内部空间，高效率的特性大大降低了电动汽车电池成本，耐高温的特性降低了对冷却系统的要求，节约了冷却成本，一跃成为了SiC器件在车用领域的产业推动者，帮SiC的应用进度和市场空间都打开了想象力。

  尤其是在新能源汽车高歌猛进，电车续航和充电速度不断的提高的需求驱动下，SiC器件凭借体积小、性能优越、节能性强，还顺带缓解了续航问题，一举成为新能源车领域的当红炸子鸡。SiC器件开始应用于驱动逆变器、DC/DC转换、车载充电器OBC和快速充电桩等领域。

  此后，很多车企也都纷纷将SiC功率器件作为未来新能源汽车电机驱动系统的首选解决方案，得到了市场的广泛接受。

  从行业趋势看，SiC上车是大势所趋。尽管特斯拉曾在2023年3月的投资者大会上表示，将减少75%的SiC用量，一度引发SiC未来发展前途不明的猜测，但后续汽车市场和供应商都用实际行动表达了对SiC的支持。

  随着慢慢的变多车企陆续导入SiC技术，TrendForce预计2026年车用SiC功率器件市场规模将达到39.4亿美元，市场占比高达74%。

  SiC上车需求的爆发，以及在充电桩市场的快速渗透，其产能供给成了关键瓶颈。

  另一方面，为进一步提升充电效率、缩短充电时间，主流车企选择高压快充方案，800V高压架构正逐渐走进市场视野。

  有业内专家预测，未来一到两年将会有更多采用800V系统的新能源汽车出现。这场高压平台“升级革命”让SiC器件成为焦点。

  因为构建800V超充平台的灵魂就是材料的革新，800V高压快充会涉及到车内电源到车外充电整个强电链路，硅基器件已达到理论性能极限，难堪重任。具备耐高压、耐高温、高频等优势的SiC器件是目前最佳的替代方案。

  800V SiC功率器件的“上车”，对电动汽车的能量利用效率、充电速度、电机功率等都带来非常大的提升，逐步成为新能源汽车行业的布局热点。

  未来，以SiC为核心的800V强电系统，将在主逆变器、电机驱动系统、DC-DC、车载充电器以及充电桩等领域迎来规模化发展，进而加快推进SiC器件渗透提速。据业内预期，2025年800V+SiC方案的渗透率将超过15%。

  可见，在巨大的市场潜力和技术变革趋势下，SiC产业链正迎来多重“风口”。

  前几年，很多SiC器件厂商都是靠绑定衬底巨头来保证SiC衬底的产能。如今，全球领先的SiC器件供应商相继收购投资了不同的优质SiC衬底供应商，并开始建立内部衬底供应，从SiC衬底到设备制造的垂直整合。

  这些厂商虽然通过收购建立了自己的衬底供应，但产能还远远落后，采用部分产能自给、部分产能绑定的双线模式。

  有业人人士指出，之所以出现这样一种趋势，还在于SiC供需极度失衡，SiC衬底的需求量非常大，被业界认为产业成为长期持续的趋势，SiC衬底的产能因良率问题不足以满足迅速增加的需求，导致器件厂商“囤货”的冲动。

  据Trendforce预测， 2025年新能源汽车对SiC衬底需求或将达到169万片，远超当前供应水平。

  可以预见，在业内形成稳定且较高良率的衬底规模化出货前，整个行业都将持续陷于供不应求。

  也正是因此，“从6英寸逐渐向8英寸升级”成为SiC衬底晶圆的一项主流未来趋势，为进一步提升生产效率，大尺寸是碳化硅衬备技术的重要发展趋势。同时，业内也将这一趋势看作SiC减少相关成本的一个重要途径。

  在新能源汽车之外，光伏、储能等工业应用依然对SiC处于刚需状态，呈现出加速增长的趋势。

  以光伏市场为例，光伏电站直流端电压等级逐渐从1000V提升至1500V，未来有望再提升至2000V。大电压环境下SiC功率器件的性能优势凸显。

  伴随光伏逆变器出货量的快速增长以及SiC功率器件渗透率的提升，光伏SiC功率器件市场将迅速成长。根据CASA数据，2021年中国光伏领域第三代功率半导体的渗透率超过13%，市场规模约4.78亿元，同比增长56%，预计2026年光伏用第三代半导体市场空间将接近20亿元，五年CAGR超过30%。

  传统制造业都在往“节能、减碳、高效”等方向转型发展，“家电巨头打造第二增长曲线+SiC应用渗透”的场景蓝图也在逐步打开，SiC器件市场空间广阔。

  而未来SiC产能及良率提升后，车载OBC、大功率变换器等用量需求也必将水涨船高。因此，从产业供给需求来看，目前担心产能过剩还为时尚早。

  整体来看，近年来随着新能源汽车、储能等市场的增长，对SiC需求呈现出井喷式增长的态势。

  有行业调查研究机构表示，我们跟踪全球半导体制造资产市场25年来，从未见过任何新技术发展得如此之快。尽管半导体行业目前正在经历低迷，但我们见证了SiC的强劲增长。

  借助SiC器件，全球功率半导体厂商都看到了增长的机会。扩产对各大SiC厂商而言，也是抢占市场、争夺客户的必由之路。

  纵然产能扩充飞速增长，但从供需两侧分析和行业机构的预测来看，目前需求端缺口过于巨大，SiC的大规模产能扩张短期内并不可能会出现供应过剩的现象。

  因此，面对SiC行业技术演进和市场机遇，行业厂商积极涌入，在充满野心的扩产计划中将SiC市场推向新的高地。

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