逐步打破國外封鎖，建構碳化硅襯底完整產業鏈（附報告目錄）
1、第三代半導體襯底材料概況
半導體襯底材料發展至今經歷了三個階段：
第一代半導體材料以硅（Si）和鍺（Ge）等元素半導體為代表，應用極為廣泛，包括集成電路、電子信息網絡工程、電腦、手機、電視、航空航天、各類軍事工程和迅速發展的新能源、硅光伏產業中都得到了極為普遍的應用；第二代半導體材料以砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）為代表，是制作高性能微波、毫米波器件及發光器件的優良材料。
以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導體材料，SiC 具有寬禁帶、高臨界擊穿電場、高飽和電子遷移速度和高熱導率等特性，在大功率、高頻、高溫等應用方面潛力較大，新能源汽車為碳化硅功率器件的重要市場。GaN 具有寬禁帶、高飽和電子漂移速度、高電子遷移率等物理特性，并因具有高輸出功率、高能效特性在消費電子快充產品上得以應用，有明顯優于第一代和第二代半導體材料的性能。
2、碳化硅產業鏈分析
碳化硅產業鏈主要分為以下幾個環節：設備和材料環節，包括晶體生長爐、MOCVD、切割設備及碳化硅粉體、石墨件等耗材；襯底和外延環節，包括導碳化硅晶體生長、襯底晶片、外延片等制造；碳化硅芯片和器件環節，設計、生產制造碳化硅功率器件和模塊；下游應用環節，包括新能源汽車、光伏風電、工控、5G、雷達、衛星通信等應用。
相關報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2026年碳化硅襯底行業競爭調研及投資前景預測報告》
碳化硅產業鏈結構圖
資料來源：普華有策
碳化硅襯底經外延生長后主要用于制造功率器件、射頻器件等分立器件。以碳化硅晶片為襯底制造的半導體器件具備高功率、耐高壓、耐高溫、高頻、低能耗、抗輻射能力強等優點，可以滿足電力電子技術對惡劣工作條件的新要求，從而成為半導體材料領域最理想的材料之一，應用前景廣闊。
3、行業發展情況
碳化硅從上個世紀 70 年代開始研發，2001 年 SiC SBD 商用，2010 年 SiCMOSFET 商用，SiC IGBT 仍在研發當中。受限于大直徑碳化硅單晶生長難度高、成本高等因素，碳化硅功率器件的市場規模仍然較低，但近年來發展迅速。隨著6 英寸碳化硅單晶襯底和外延晶片的缺陷降低和質量提高，使得碳化硅器件制備能夠在目前現有 6 英寸 Si 基功率器件生長線上進行，這將進一步降低碳化硅材料和器件成本，推進碳化硅器件和模塊的普及。2019 年 Littelfuse、三菱等國際功率半導體巨頭不斷推出新的基于 SIC 材料的功率器件，且推出的幾款 SiC SBD及 MOSFET 均符合車規級（AEC-Q101）標準，這些產品應用于新能源汽車或者光伏領域等功率器件需求場景，將顯著減少功耗，提高轉化效率。
我國碳化硅材料研發工作始于上世紀 90 年代末期。自 2018 年中美貿易摩擦以來，從國家層面到企業均開始推進半導體核心技術國產自主化，實現供應鏈安全可控，這加速了半導體器件的國產化替代進程。目前全球碳化硅產業鏈都處于早期，新能源汽車剛剛打開碳化硅功率器件的應用市場，所以國內碳化硅產業水平與國際巨頭之間的差距并沒有像第一代半導體產業那么大，國內已經覆蓋了從原材料、設備、襯底晶片、外延片、芯片和器件全產業鏈。2019 年我國碳化硅領域技術已經基本完成從小批量的研發向規模化、商業化生產的成功跨越，各環節技術、性能趨于穩定，規模化生產工藝、產品性價比等逐步得到市場認可。
碳化硅襯底產業鏈全球來看仍處于起步階段，全球碳化硅襯底產業格局呈現美國、歐洲、中國三足鼎立態勢。其中美國全球獨大，占全球碳化硅襯底產量的70%~80%，典型公司是美國 Cree（旗下 Wolfspeed）、II-VI 公司；歐洲的碳化硅襯底產業鏈典型公司是 SiCrystal；中國的典型公司是天科合達、山東天岳等。受美國貿易封鎖影響以及國家大力推動，中國碳化硅襯底產業利好，中國雖然體量較小，但正在逐步打破國外公司的封鎖，建構碳化硅襯底與上下游的完整產業鏈。