摘要：半導(dǎo)體用碳化硅主要在導(dǎo)電型碳化硅襯底上外延生長碳化硅外延層，應(yīng)用在各類功率器件上，并隨著技術(shù)工藝的成熟、制備成本的下降，在新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用持續(xù)滲透。在目前新增下游需求的帶動下，半導(dǎo)體用碳化硅材料以及器件，有望迎來爆發(fā)式的增長。2022年我國半導(dǎo)體用碳化硅市場規(guī)模約71.94億元，同比增長22.6%。

一、定義及分類

碳化硅又名金剛砂，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅是第三代化合物半導(dǎo)體材料，禁帶寬度大，具有擊穿電場高、熱導(dǎo)率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強等優(yōu)勢，適用于高電壓、高頻率場景，被廣泛應(yīng)用于制作半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體用碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種。

二、商業(yè)模式

1、采購模式

為滿足生產(chǎn)需求并合理控制庫存，半導(dǎo)體用碳化硅生產(chǎn)企業(yè)通常采取“以產(chǎn)定購、戰(zhàn)略備貨”相結(jié)合的采購模式。成熟的半導(dǎo)體碳化硅企業(yè)以“安全、品質(zhì)”為導(dǎo)向制定了完善的采購管理制度、管理流程以及業(yè)務(wù)規(guī)范，在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，有效保證了供應(yīng)鏈的穩(wěn)定及持續(xù)供應(yīng)。

2、生產(chǎn)模式

半導(dǎo)體用碳化硅企業(yè)采用“以銷定產(chǎn)”的生產(chǎn)模式。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，銷售部門依據(jù)客戶訂單下達生產(chǎn)工單給生產(chǎn)部門，生產(chǎn)部門依據(jù)生產(chǎn)工單領(lǐng)料并進行生產(chǎn)，并由相關(guān)質(zhì)檢部門進行產(chǎn)品質(zhì)量把控。該生產(chǎn)模式有利于滿足不同客戶定制化需求，提升訂單按時交付率、產(chǎn)品品質(zhì)一致性和客戶滿意度，同時有助于控制庫存水平及提高資金利用效率。

3、銷售模式

半導(dǎo)體用碳化硅企業(yè)通常采用以直銷模式為主、代理商銷售為輔的銷售模式。直銷模式下，企業(yè)營銷部門從調(diào)研、展會活動中了解不同客戶的產(chǎn)品需求并完成客戶的開發(fā)，由公司與客戶直接簽訂產(chǎn)品銷售合同進行銷售。代理商模式下，公司與代理商簽訂代理協(xié)議，代理商協(xié)助公司進行市場推廣、業(yè)務(wù)拓展。

三、行業(yè)政策

1、主管部門和監(jiān)管體制

半導(dǎo)體用碳化硅行業(yè)主管部門為國家發(fā)展和改革委員會和國家工業(yè)和信息化部，行業(yè)自律組織為中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會。各企業(yè)在主管部門產(chǎn)業(yè)宏觀調(diào)控、行業(yè)協(xié)會自律規(guī)范的約束下，面向市場自主經(jīng)營，自主承擔市場風(fēng)險。

國家發(fā)改委行使宏觀管理職能，主要負責制定綜合產(chǎn)業(yè)政策、提出中長期產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向及指導(dǎo)意見、組織擬訂高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步的戰(zhàn)略和重大政策等，指導(dǎo)固定資產(chǎn)投資及技術(shù)改造。國家工信部主要負責擬訂實施行業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策和標準；監(jiān)測工業(yè)行業(yè)日常運行；推動重大技術(shù)裝備發(fā)展和自主創(chuàng)新；管理通信業(yè)；指導(dǎo)推進信息化建設(shè)；協(xié)調(diào)維護國家信息安全等。

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會是由中國半導(dǎo)體領(lǐng)域從事集成電路、半導(dǎo)體分立器件、半導(dǎo)體材料和設(shè)備的生產(chǎn)、設(shè)計、科研、開發(fā)、經(jīng)營、應(yīng)用、教學(xué)的單位、專家及其它相關(guān)的支撐企、事業(yè)單位自愿結(jié)成的行業(yè)性的全國性的非營利性的社會組織。協(xié)會負責貫徹落實政府有關(guān)的政策、法規(guī)，向政府業(yè)務(wù)主管部門提出半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟、技術(shù)和裝備政策的咨詢意見和建議；做好信息咨詢工作；開展國際交流與合作；制訂行業(yè)標準、國家標準及推薦標準等。

2、行業(yè)相關(guān)政策

我國“十四五”規(guī)劃已將半導(dǎo)體用碳化硅納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點產(chǎn)業(yè)。近年來，中央及地方政府相繼制定了《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》等一系列產(chǎn)業(yè)政策，提倡開展國產(chǎn)材料質(zhì)量、穩(wěn)定性、適用性的技術(shù)研發(fā)，鼓勵國產(chǎn)碳化硅半導(dǎo)體材料發(fā)展，并引導(dǎo)企業(yè)深入布局半導(dǎo)體用碳化硅行業(yè)。受國家產(chǎn)業(yè)政策長期的鼓勵和支持，我國半導(dǎo)體用碳化硅產(chǎn)業(yè)在研發(fā)新技術(shù)、提升現(xiàn)有技術(shù)、擴增產(chǎn)能等方面穩(wěn)步前進，產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展空間進一步擴大。

四、行業(yè)壁壘

1、技術(shù)壁壘

半導(dǎo)體用碳化硅屬于高度技術(shù)密集型行業(yè)，技術(shù)迭代更新需要長期持續(xù)開展大量創(chuàng)新性的工作，同時需要獲取海量的技術(shù)數(shù)據(jù)積累，以完成各工藝環(huán)節(jié)的精準設(shè)計，具有較高的技術(shù)壁壘。成熟企業(yè)專注于碳化硅半導(dǎo)體材料制備技術(shù)，經(jīng)過多年自主研發(fā)設(shè)計掌握多項制備專利，大幅提升產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。對于行業(yè)新進入者而言，無法在短期內(nèi)突破核心研發(fā)技術(shù)，難以使產(chǎn)品達到同等質(zhì)量標準。

2、資金壁壘

半導(dǎo)體用碳化硅制備對核心技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)設(shè)備要求極高，企業(yè)前期發(fā)展需在設(shè)備引進、廠房建設(shè)、原材料采購、產(chǎn)品研發(fā)等方面投入大量資金。另一方面，企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)需要一支強大、專業(yè)的管理、研發(fā)團隊使其在行業(yè)內(nèi)保持有利競爭地位。目前，我國勞動力成本持續(xù)上升，行業(yè)內(nèi)專業(yè)技術(shù)人才缺口相對較大，導(dǎo)致企業(yè)高端人才聘用成本較高。因此，具備較強的資金實力成為潛在進入企業(yè)的重要門檻。

3、客戶壁壘

半導(dǎo)體用碳化硅市場應(yīng)用廣泛，且下游需求多樣化。半導(dǎo)體材料對于產(chǎn)成品的功能、質(zhì)量至關(guān)重要，因此行業(yè)內(nèi)制造商需要經(jīng)過下游客戶較長的驗證周期和多道嚴格的檢驗、認證程序，才能進入下游客戶的供應(yīng)商體系并進行穩(wěn)定供應(yīng)。并且客戶在與供應(yīng)商正式確立合作關(guān)系后，置換成本較高，雙方均傾向于持續(xù)長期合作，使得客戶粘性較高，從而形成較高的客戶壁壘。

五、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

半導(dǎo)體用碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈上游為石英砂、石油焦、木屑等原材料以及電阻爐等基礎(chǔ)設(shè)備。受益于國家政策紅利以及市場消費熱潮的推動，我國半導(dǎo)體材料發(fā)展勢頭良好，半導(dǎo)體用碳化硅市場規(guī)模不斷擴大。上游石英砂、石油焦等原材料屬于市場化產(chǎn)品，市場供應(yīng)相對充足，價格波動幅度較小，為我國半導(dǎo)體用碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了保障。

產(chǎn)業(yè)鏈下游為5G通訊、消費電子、汽車電子、光伏、軌道交通等應(yīng)用領(lǐng)域。隨著國家“新基建”戰(zhàn)略的實施，下游行業(yè)已利用碳化硅在高壓、高溫、高功率、高頻等方面的優(yōu)勢開發(fā)出新一代半導(dǎo)體器件，應(yīng)用發(fā)展情況較好。同時，半導(dǎo)體用碳化硅還將在光伏新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)等行業(yè)擴大應(yīng)用，市場需求量進一步擴大。

半導(dǎo)體用碳化硅行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

石英砂

江蘇太平洋石英股份有限公司

內(nèi)蒙古昌繁石英砂有限公司

安徽省鳳陽縣靈杰石英砂有限公司

鳳陽縣宏偉石英砂有限公司

長興華林石英砂有限公司

石油焦

大慶華科股份有限公司

中國石油化工集團有限公司

內(nèi)蒙古遠興能源股份有限公司

北方華錦化學(xué)工業(yè)股份有限公司

木屑

福建省永安林業(yè)（集團）股份有限公司

中國中福實業(yè)集團有限公司

中國吉林森林工業(yè)集團有限責任公司

廣西豐林木業(yè)集團股份有限公司

北新集團建材股份有限公司

電阻爐

西安瑞福萊鎢鉬有限公司

洛陽鼎紅電氣科技有限公司

北京重型電機廠有限責任公司

徐州佳誠工業(yè)爐有限公司

上游

三安光電股份有限公司

山東天岳先進科技股份有限公司

瀚天天成電子科技(廈門)股份有限公司

北京天科合達半導(dǎo)體股份有限公司

中游

5G通訊

消費電子

汽車電子

光伏

下游

2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析

（1）山東天岳先進科技股份有限公司

山東天岳先進科技股份有限公司成立于2010年，是一家國內(nèi)領(lǐng)先的寬禁帶半導(dǎo)體材料生產(chǎn)商，目前主要從事碳化硅半導(dǎo)體材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于微波電子、電力電子等領(lǐng)域。2023年，天岳先進高品質(zhì)碳化硅襯底獲得國際客戶的認可，產(chǎn)品加速“出?！保⑴c英飛凌、博世等行業(yè)下游電力電子、汽車電子領(lǐng)域的國內(nèi)外知名企業(yè)開展了廣泛合作，有助于共同推動碳化硅材料和器件的滲透應(yīng)用。2023年天岳先進營業(yè)收入為12.51億元，同比增長 199.90%。

（2）三安光電股份有限公司

三安光電股份有限公司成立于2000年，主要從事化合物半導(dǎo)體材料與器件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，以氮化鎵、砷化鎵、碳化硅、磷化銦等化合物半導(dǎo)體新材料所涉及的外延片、芯片為核心主業(yè)。2023年，三安光電電力電子業(yè)務(wù)產(chǎn)能持續(xù)爬坡，碳化硅產(chǎn)能達15000片/月，硅基氮化鎵產(chǎn)能達2000片/月。2023年前三季度，三安光電營業(yè)收入為101.56億元，同比增長1.43%。

六、行業(yè)現(xiàn)狀

近年來，碳化硅作為第三代半導(dǎo)體核心材料，市場應(yīng)用逐步成熟并進入產(chǎn)業(yè)化階段。半導(dǎo)體用碳化硅主要在導(dǎo)電型碳化硅襯底上外延生長碳化硅外延層，應(yīng)用在各類功率器件上，并隨著技術(shù)工藝的成熟、制備成本的下降，在新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用持續(xù)滲透。半導(dǎo)體用碳化硅材料將是未來新興產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)并持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。在目前新增下游需求的帶動下，半導(dǎo)體用碳化硅材料以及器件，有望迎來爆發(fā)式的增長。2022年我國半導(dǎo)體用碳化硅市場規(guī)模約71.94億元，同比增長22.6%。

七、發(fā)展因素

1、有利因素

（1）市場需求旺盛

得益于半導(dǎo)體用碳化硅材料優(yōu)異的物理特性，碳化硅器件市場應(yīng)用覆蓋面日益擴大。目前，我國新能源汽車出貨量日益增長，光伏裝機容量不斷擴大，下游市場需求迅速增長。同時，國際市場需求持續(xù)走高，加之擴大內(nèi)需政策的刺激作用，電子制造業(yè)呈現(xiàn)回升跡象，計算機、通信等領(lǐng)域增量的釋放和存量的升級，大大拉升了對上游碳化硅材料的需求。

（2）生產(chǎn)技術(shù)不斷提高

基于生產(chǎn)要素成本、市場空間等因素的考慮，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸從歐美、日韓等發(fā)達國家和地區(qū)向中國轉(zhuǎn)移。國內(nèi)碳化硅制造企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)積累日益明顯，產(chǎn)品性能持續(xù)走高，客戶認可度不斷提高。同時，各大廠商不斷加大研發(fā)投入，促使半導(dǎo)體用碳化硅產(chǎn)品制造技術(shù)不斷成熟，且趨于規(guī)范化，有利于產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

（3）國產(chǎn)化進程加快

作為半導(dǎo)體上游核心支柱，半導(dǎo)體材料肩負著中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈安全自主可控的重要使命。自主可控趨勢加速了半導(dǎo)體器件的國產(chǎn)化替代進程，為碳化硅材料帶來了發(fā)展新機遇。在碳化硅襯底以及碳化硅外延晶片領(lǐng)域，數(shù)家國產(chǎn)企業(yè)加快自主研發(fā)生產(chǎn)進程，產(chǎn)品陸續(xù)獲得了下游用戶驗證機會；下游應(yīng)用企業(yè)也陸續(xù)調(diào)整供應(yīng)鏈，支持國產(chǎn)碳化硅產(chǎn)品，逐步推動以銷促產(chǎn)的良性發(fā)展。

2、不利因素

（1）制作成本較高

由于晶體生長速率慢、制備技術(shù)難度較大，大尺寸、高品質(zhì)碳化硅襯底以及外延晶片生產(chǎn)成本依舊較高。盡管碳化硅襯底和器件工藝逐漸成熟，但目前碳化硅功率器件的價格仍呈現(xiàn)較高的發(fā)展態(tài)勢，下游應(yīng)用領(lǐng)域仍需平衡碳化硅器件的高價格與碳化硅器件優(yōu)越性能帶來的綜合成本下降間的關(guān)系。較低的供應(yīng)量和較高的市場價格成為制約半導(dǎo)體用碳化硅材料大規(guī)模應(yīng)用的主要因素之一，一定程度上限制了半導(dǎo)體用碳化硅材料在下游行業(yè)的應(yīng)用和推廣。

（2）缺乏高端技術(shù)人才

半導(dǎo)體用碳化硅產(chǎn)業(yè)對于技術(shù)人員的知識背景、研發(fā)能力及操作經(jīng)驗積累均有較高要求。中國由于研發(fā)起步較晚，具有完備知識儲備、豐富技術(shù)和市場經(jīng)驗、能勝任相應(yīng)工作崗位的高端技術(shù)人才、銷售人才及管理人才等較為稀缺，行業(yè)內(nèi)高端人才需求缺口日益擴大，在一定程度上制約了行業(yè)的快速發(fā)展。

（3）行業(yè)競爭加劇

目前，國際頭部碳化硅襯底供應(yīng)商本身具備碳化硅外延晶片生產(chǎn)能力，在未來存在持續(xù)建設(shè)工廠擴產(chǎn)碳化硅襯底以及外延晶片的可能性。行業(yè)下游意法半導(dǎo)體、安森美、羅姆和英飛凌等頭部功率器件廠商，為保障上游供應(yīng)穩(wěn)定性以及拓展市場份額，陸續(xù)開始布局半導(dǎo)體用碳化硅產(chǎn)品生產(chǎn)線建設(shè)，逐步構(gòu)建起專業(yè)化分工的格局，從而加劇行業(yè)競爭。

八、競爭格局

碳化硅材料在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用具有技術(shù)門檻高、驗證時間長等特性，國際知名廠商Wolfspeed、SiCrystal等起步較早，研發(fā)團隊以及生產(chǎn)經(jīng)驗的積累處于國際領(lǐng)先地位，產(chǎn)品供應(yīng)量位居前列。從國內(nèi)來看，三安光電、天岳先進等上市企業(yè)在全國市場上具備一定的技術(shù)、規(guī)模優(yōu)勢，在碳化硅襯底等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)的研發(fā)實力和經(jīng)驗也相較于國內(nèi)其他廠商有著一定的突出性，屬于行業(yè)第一競爭梯隊。天成科技、天科合達、世紀金光等專注于碳化硅領(lǐng)域的制作廠商以及北方華創(chuàng)、士蘭微等半導(dǎo)體知名企業(yè)自主生產(chǎn)碳化硅襯底、碳化硅半導(dǎo)體器件，產(chǎn)品供應(yīng)穩(wěn)定，屬于行業(yè)第二競爭梯隊。

九、發(fā)展趨勢

5G基站、充電樁、城際高速鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進程不斷加快，對半導(dǎo)體器件的性能要求也不斷提高。同時，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的不斷推進，新材料和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，都將對半導(dǎo)體的未來發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響，將進一步提高對半導(dǎo)體用碳化硅材料的市場需求。