多领域需求爆发，碳化硅供需缺口陡增！国内企业谁能借机上位？（附股）

引言：得益于优异的能源转换效率，碳化硅功率器件在电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网、家电等领域均有广泛应用。据统计，2021年全球碳化硅晶圆有效产能仅20-30万片，相比碳化硅晶圆需求，存在巨大的供给缺口。面对下游应用领域扩张和客户国产化需求的快速增长，国内企业积极布局扩产，哪些企业有望借机补缺上位？

碳化硅技术优势

资料来源：天岳先进招股说明书，兴业证券经济与金融研究院整理

新能源产业推动需求爆发，第三代半导体材料迎来发展良机。随着第一、二代半导体材料工艺接近物理极限，第三代半导体材料成为产业发展的重要方向。第三代半导体材料广泛应用在5G基建、新能源汽车充电桩、特高压及轨道交通等“新基建”各领域核心射频、功率器件中，产业迎来巨大的发展机遇。根据Yole 数据显示，预计到2023年，全球碳化硅材料渗透率有望达到3.75%，预计到2025年，碳化硅（SiC）器件市场规模将达到32亿美元，年均复合增长率超30%。

全球碳化硅（SiC）器件市场规模

资料来源：Yole

碳化硅（SiC）功率器件下游应用广泛，市场快速放量。得益于优异的能源转换效率，碳化硅功率器件在电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网、家电等领域均有广泛应用前景。根据 Yole 数据显示，全球碳化硅功率器件市场规模预计将从2021年10.9亿美元增长至2027年62.97 亿美元，年均复合增长率达34%，5年5倍。

2021-2027年碳化硅（SiC）功率器件市场预测

资料来源：Yole

电动车领域新应用不断出现，汽车厂商积极启用碳化硅战略。电动汽车行业是市场空间巨大的新兴市场，随着电动汽车的发展，对功率半导体器件需求量日益增加。目前碳化硅功率器件在电机驱动系统、车载充电系统（OBC）、电源转换系统和非车载充电桩的使用已经比较普遍。特斯拉，比亚迪等主流厂商纷纷应用。

电动车规模上量800V高压快充平台，平台搭载碳化硅共同发力。随着续航问题逐渐成为电动车发展的重心，高压快充已是大势所趋，利于充电性能和整车运行效率大幅提升的800V快充平台加速布局，其研发对电机的绝缘性和耐高温性提出了较高要求，相比于已达到材料极限的硅基IGBT，碳化硅凭借其体积小、耐高温和耐高压的优势，更有利于提升空间利用率与功率效率，具有更高综合效益。

目前，800V高压碳化硅平台已成发展主流，保时捷TaycanTurboS、奥迪RS e-tron GT、小鹏 G9等电动车均已支持800V快充，比亚迪、极氪、理想汽车等多家车企也已发布800V平台架构或规划，碳化硅发展潜能巨大。据集邦咨询数据，预计到2025年，全球电动车市场对6英寸碳化硅晶圆的需求为169 万片。

车用碳化硅（SiC）器件市场规模

资料来源：集邦咨询，兴业证券经济与金融研究院整理

光伏风电储能领域中应用优势明确，碳化硅器件渗透率快速提升。光伏、风电和储能逆变器曾普遍采用硅器件，经过40多年的发展，转换效率和功率密度等已接近理论极限。基于硅基器件的传统逆变器成本约占系统10%左右，却是系统能量损耗的主要来源之一。

碳化硅器件可应用于风电整流器、光伏逆变器、变压器，降低能损和提高效率的同时可以使得质量和成本分别减少 25%和 50%。基于碳化硅MOSFET 或碳化硅 MOSFET与碳化硅 SBD 结合的功率模块的光伏逆变器，转换效率可从96%提升至99%以上，能量损耗降低50%以上，设备循环寿命提升50倍，有利于缩小系统体积、提高功率密度、延长器件使用寿命、降低产品生产成本。

全球光伏逆变器中碳化硅功率器件占比预测

资料来源：CASA，中商产业研究院，兴业证券经济与金融研究院整理

储能产业链发展布局，碳化硅市场空间进一步打开。随着光电、风电等具有间接性、波动性等特点的可再生资源占比逐步提升，社会对能源稳定性提出了更高要求，储能成为解决能源波动性问题和电力系统供需匹配问题的关键，具有巨大市场潜力，碳化硅储能逆变器使系统效率提升 3%，功率密度提升 50%，并减少了无源器件的体积和成本，在储能领域得以广泛应用。

供给缺口仍然广阔，产业链迎来国产化良机。据统计，2021年全球碳化硅晶圆产能约为 40-60 万片，有效产能仅20-30万片，其中，新能源汽车和光伏占碳化硅市场77%，相比碳化硅晶圆需求，存在巨大的供给缺口。预计2025 年，全球6英寸碳化硅晶圆产能预测约242万片，全球6英寸碳化硅晶圆需求保守预测约为365万片，其中车用碳化硅晶圆需求占比约60%，光伏、储能等代表行业碳化硅晶圆需求占比约40%，仍存在123万片的供给缺口。

面对下游应用领域扩张和客户国产化需求的快速增长，国内相关企业正在积极布局扩产应对。目前国产碳化硅器件已成功进入多家整车厂的在售车型，如比亚迪半导体研发的 SiC MOSFET功率器件已自供于比亚迪汉车型，斯达半导与 Cree 合作开发的1200VSiC模块得到宇通客车认可并装车。吉利合资子公司芯粤能研发的碳化硅主驱模块也成功应用于旗下车型Smart精灵。未来随着产能扩张和规模效应带来的成本优势，碳化硅产业链有望迎来国产化良机。