
SiC(碳化硅)是一种由硅(Si)和碳(C)构成的化合物半导体材料,具有宽度禁带大、临界击穿电场强度大等优点,被认为是第三代半导体材料的代表性材料之一。导电型碳化硅功率器件主要是通过在导电型衬底上生长碳化硅外延层,得到碳化硅外延片后进一步加工制成,品种包括造肖特基二极管、MOSFET、IGBT等,主要用于电动汽车、光伏发电、轨道交通、数据中心、充电等基础建设。半绝缘型碳化硅基射频器件是通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层,制得碳化硅基氮化镓外延片后进一步制成,包括HEMT等氮化镓射频器件,主要用于5G通信、车载通信、国防应用、数据传输、航空航天。半绝缘型原料在原料提纯、热场纯度、热场更换要求更高,因此价格更贵,市场规模较小。
SiC器件可大幅降低能耗及可耐高压高频,目前主要应用于新能源汽车及其配套充电桩等大功率场景,未来随着SiC器件在新能源汽车、能源、工业、通讯等领域渗透率提升,SiC器件市场规模有望持续提升。(1)在新能源汽车领域:SiC器件主要应用在PCU(动力控制单元,如车载DC/DC)和OBC(充电单元),相比于Si器件,SiC器件可减轻PCU设备的重量和体积,降低开关损耗,提高器件的工作温度和系统效率;OBC充电时,SiC器件可以提高单元功率等级,简化电路结构,提高功率密度,提高充电速度。(2)在光伏发电领域:SiC材料具有更低的导通电阻、栅极电荷和反向恢复电荷特性,降低能量损耗降,提升设备循环寿命。根据Yole,27年全球导电型SiC功率器件市场规模将由21年的10.9亿美元增至63.0亿美元,21-27年复合增长率34%。其中,17-21年,中国碳化硅基电力电子器件应用市场快速增长。21年中国碳化硅电力电子器件市场规模达到71.1亿元,同比增长52%。