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 半導體原料共經歷了三個發(fā)展階段：第一階段是以硅(Si)、鍺(Ge)為代表的第一代半導體原料；第二階段是以砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等化合物為代表；第三階段以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導體原料為主，成為支撐信息、能源、交通、先進制造、國防等領域發(fā)展的重點新材料。

作為第三代半導體的代表材料，碳化硅市場發(fā)展迅速。其具有非常卓越的性能，市場應用領域偏向1000V以上的中高電壓范圍，目前主要用于高溫、高頻、高效能的大功率元件，具備耐高溫、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)勢。

據IHS數據，碳化硅市場總量在2025年有望達到30億美元。隨著新能源車的發(fā)展，碳化硅器件性能上的優(yōu)勢將推進碳化硅器件市場規(guī)模的擴張，也將促使更多的功率半導體企業(yè)將目光聚焦在碳化硅器件上。

當前我國正在推進5G、數據中心、新能源汽車等多個領域的“新基建”，為碳化硅提供了廣闊的市場前景。

SiC（碳化硅）是一種由Si（硅）和C（碳）構成的化合物半導體材料。SiC臨界擊穿場強是Si的10倍，帶隙是Si的3倍，熱導率是Si的3倍，所以被認為是一種超越Si極限的功率器件材料。因此與Si器件相比，能夠以具有更高的雜質濃度和更薄的厚度的漂移層作出高耐壓功率器件。

碳化硅產業(yè)鏈可分為三個產業(yè)環(huán)節(jié)，一是上游襯底，二是中游外延片，三是下游器件制造。縱觀整個碳化硅產業(yè)，美日歐呈現(xiàn)三足鼎立態(tài)勢，寡頭競爭局面明顯。絕大多數廠商均布局從襯底、設計制造封裝，到模塊和應用的部分或者全部環(huán)節(jié)。

美日歐等發(fā)達國家早在20世紀90年代便開始對碳化硅器件進行戰(zhàn)略布局，從國家層面制訂了相應的戰(zhàn)略計劃，并聯(lián)合高校、研究機構和大型企業(yè)等機構進行多方研發(fā)。

其中美國在SiC領域全球獨大，并且占有全球SiC市場70-80%的產量，擁有Cree、道康寧等具有很強競爭力的企業(yè)，Cree公司占據領跑者的位置。

歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、器件、應用產業(yè)鏈，擁有英飛凌、意法半導體、Sicrystal、Ascatronl、IBS、ABB等優(yōu)秀半導體制造商，在全球電力電子市場擁有強大話語權。

日本企業(yè)在設備和模塊開發(fā)方面具備優(yōu)勢，典型企業(yè)為羅姆半導體、三菱電機、富士電機、松下等。

中國目前是碳化硅最大的應用市場，消耗全球約一半的使用量。國內碳化硅最產業(yè)雖然起步較晚，但是隨著近年來政府支持力度不斷加大，產業(yè)與科研單位共同努力，國內碳化硅產業(yè)已取得一定進展，從碳化硅單晶、外延到器件、模組等環(huán)節(jié)均有所布局。

當前我國碳化硅產業(yè)鏈已初具規(guī)模，是國際上為數不多的在各環(huán)節(jié)均緊跟先進水平的國家，具備將碳化硅產業(yè)化的基礎，國內企業(yè)有望在本土市場應用中實現(xiàn)彎道超車。

國內碳化硅產業(yè)鏈主要廠商有：

襯底材料：山東天岳、天科合達、河北同光晶體等；

外延生長：東莞天域半導體、廈門瀚天天成等；

器件：泰科天潤、揚杰科技、中電55所、中電13所、瑞能、科能芯、中車時代電氣等；

模組：嘉興斯達、河南森源、常州武進科華、中車時代電氣等。

北京世紀金光則具備碳化硅器件全產業(yè)鏈供應能力。揚杰作為國內較早布局碳化硅的公司之一，研發(fā)積累多年，積極聯(lián)合瑞能、五十五所、西電等國內碳化硅領域的優(yōu)質資源，相較于國內其他企業(yè)具備先發(fā)優(yōu)勢。

在下游領域，碳化硅器件正在廣泛應用于電力電子中，典型市場包括軌交、功率因數校正電源（PFC）、風電（Wind）、光伏（PV）、新能源汽車（EV/HEV）、充電樁、不間斷電源（UPS）等。

目前，混合碳化硅模塊已經基本商用，而純碳化硅模塊也在家電、光伏逆變器以及直流充電樁等領域開始快速滲透及應用。預計隨著碳化硅功率器件成本的降低，性能優(yōu)勢將促使碳化硅功率器件的下游需求快速增長。

以特斯拉為開端，未來將有愈來愈多的車企會在主逆變器中采用SiC功率半導體。特別是中國車商，近幾年更是紛紛考慮使用SiC功率元件。SiC作為碳和硅的化合物，具有介于金剛石與硅中間的性質，其具有良好的硬度和耐熱性，也作為電子元件的原材料使用。

國內包括比亞迪、泰科天潤、芯光潤澤和士蘭微等企業(yè)也在積極研發(fā)和探索碳化硅器件的產業(yè)化。

汽車廠商比亞迪已自主研究碳化硅產業(yè)，并且擴大碳化硅功率元件的規(guī)劃，要建立完整的產業(yè)鏈，整合材料（高純碳化硅粉）、單晶、外延片（Epitaxy）、硅片、模組封裝等，以降低碳化硅器件的制造成本，加快碳化硅應用在電動車領域。

新能源汽車產業(yè)作為一個體量快速增長、技術持續(xù)革新的戰(zhàn)略新興產業(yè)，將在汽車電動化滲透率提升的過程中為多個細分技術領域提供廣闊的舞臺；產業(yè)鏈內有望涌現(xiàn)多家技術領先型的黑馬企業(yè)。

雖然第一代的硅材料原料上取得方便，制程技術又相對成熟，但在高頻高壓的應用領域上，效能不如碳化硅或氮化鎵產品，隨著5G等應用領域擴大，第一代的硅材料優(yōu)勢受到壓抑，而第三代半導體材料的成長將成為趨勢。隨著技術的進步和成本的降低，碳化硅將成為引領半導體發(fā)展的重要方向，未來碳化硅具有著良好的發(fā)展前景。