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1、中國(guó)碳化硅襯底市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局分析一、碳化硅行業(yè)發(fā)展概況1、三代半導(dǎo)體材料對(duì)比碳化硅屬于第三代半導(dǎo)體材料，在低功耗、小型化、高壓、高頻的應(yīng)用場(chǎng)景有極大優(yōu)勢(shì)。第三代半導(dǎo)體材料以碳化硅、氮化鎵為代表，與前兩代半導(dǎo)體材料相比最大的優(yōu)勢(shì)是較寬的禁帶寬度，保證了其可擊穿更高的電場(chǎng)強(qiáng)度，適合制備耐高壓、高頻的功率器件。三代半導(dǎo)體材料的指標(biāo)參數(shù)對(duì)比2、產(chǎn)業(yè)鏈碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈分為襯底材料制備、外延層生長(zhǎng)、器件制造以及下游應(yīng)用。通常采用物理氣相傳輸法（PVT法）制備碳化硅單晶，再在襯底上使用化學(xué)氣相沉積法（CVD法）等生成外延片，最后制成相關(guān)器件。在SiC器件的產(chǎn)業(yè)鏈中，由于襯底制造工藝難度大，產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值量主要集中于上

2、游襯底環(huán)節(jié)。碳化硅襯底的產(chǎn)業(yè)鏈3、分類碳化硅襯底可分為兩類：一類是具有高電阻率（電阻率105cm）的半絕緣型碳化硅襯底，另一類是低電阻率（電阻率區(qū)間為1530mcm）的導(dǎo)電型碳化硅襯底。碳化硅襯底的分類二、碳化硅襯底行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析2018到2019年，全球電力電子碳化硅（SiC）市場(chǎng)規(guī)模由4.3億美元增至5.64億美元，2020年其市場(chǎng)規(guī)模估計(jì)在6億美元左右。2018-2020年全球電力電子碳化硅（SiC）市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)供需仍存缺口，有效產(chǎn)能不足。我國(guó)2020年碳化硅導(dǎo)電型襯底產(chǎn)能約40萬片/年（約當(dāng)4英寸）、外延片折合6英寸22萬片/年、器件26萬片/年；半絕緣型襯底折算4英寸產(chǎn)能近1

3、8萬片/年。受限于良率及技術(shù)影響，目前國(guó)內(nèi)實(shí)際項(xiàng)目投產(chǎn)較為有限，實(shí)際產(chǎn)能開出率較低。隨著新能源汽車、5G等下游應(yīng)用市場(chǎng)的快速起量，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品供給無法滿足需求，目前第三代半導(dǎo)體主要環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)化率仍然較低，超過80%的產(chǎn)品要靠進(jìn)口。2020年我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)相關(guān)報(bào)告：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的三、碳化硅襯底市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局碳化硅是技術(shù)密集型行業(yè)，對(duì)研發(fā)人員操作經(jīng)驗(yàn)、資金投入有較高要求。國(guó)際巨頭半導(dǎo)體公司研發(fā)早于國(guó)內(nèi)公司數(shù)十年，提前完成了技術(shù)積累工作。因此，國(guó)內(nèi)企業(yè)存在人才匱乏、技術(shù)水平較低的困難，制約了半導(dǎo)體行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程發(fā)展。而在碳化硅第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，行業(yè)整體處于產(chǎn)業(yè)化初期，中國(guó)企業(yè)與海外企

4、業(yè)的差距明顯縮小。受益于中國(guó)5G通訊、新能源等新興產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的世界領(lǐng)先地位，國(guó)內(nèi)碳化硅器件巨大的應(yīng)用市場(chǎng)空間驅(qū)動(dòng)上游半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)碳化硅廠商具有自身優(yōu)勢(shì)。在全球半導(dǎo)體材料供應(yīng)不足的背景下，國(guó)際龍頭企業(yè)紛紛提出碳化硅產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃并保持高研發(fā)投入。同時(shí)，國(guó)內(nèi)本土SiC廠家加速碳化硅領(lǐng)域布局，把握發(fā)展機(jī)會(huì)，追趕國(guó)際龍頭企業(yè)。國(guó)內(nèi)碳化硅襯底廠商產(chǎn)品及產(chǎn)能情況目前碳化硅襯底市場(chǎng)以海外廠商為主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)份額較小。碳化硅襯底產(chǎn)品的制造涉及設(shè)備研制、原料合成、晶體生長(zhǎng)、晶體切割、晶片加工、清洗檢測(cè)等諸多環(huán)節(jié)，需要長(zhǎng)期的工藝技術(shù)積累，存在較高的技術(shù)及人才壁壘。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2

5、020年上半年，Wolfspeed（Cree全資子公司）市占率達(dá)到45%以上，國(guó)內(nèi)龍頭天科合達(dá)和山東天岳的合計(jì)市場(chǎng)份額不到10%。山東天岳、爍科晶體（中電科孵化）、河北同光（中科院半導(dǎo)體所孵化）現(xiàn)有主要產(chǎn)品為高純半絕緣襯底，而天科合達(dá)（中科院物理所孵化）、世紀(jì)金光主要產(chǎn)品為導(dǎo)電型襯底。2020年H1碳化硅襯底市場(chǎng)份額占比從襯底的下游晶圓與器件來看，大量生產(chǎn)廠家仍然位于日本、歐洲與美國(guó)；但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家在襯底領(lǐng)域已經(jīng)擁有了一定的市場(chǎng)份額。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，在2020年半絕緣型碳化硅襯底市場(chǎng)中，貳陸公司（II-IV）、科銳公司（Cree）以及天岳先進(jìn)依次占據(jù)前三甲的位置，市場(chǎng)份額分別為35%、33%

6、和30%，市場(chǎng)高度集中。2020年全球半絕緣型碳化硅襯底市場(chǎng)份額從資金來看，國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體投資力度高企，力爭(zhēng)追趕國(guó)際廠商。根據(jù)CASA披露的數(shù)據(jù)顯示，2018年至今，國(guó)內(nèi)廠商始終加強(qiáng)布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，2020年共有24筆投資擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目，增產(chǎn)投資金額超過694億元，其中碳化硅領(lǐng)域共17筆、投資550億元。2020年國(guó)內(nèi)主要碳化硅企業(yè)投資擴(kuò)產(chǎn)情況四、碳化硅襯底行業(yè)生產(chǎn)流程碳化硅襯底的制作流程一般包括原料合成、晶體生長(zhǎng)、晶錠加工、晶棒切割、晶片研磨、拋光、清洗等環(huán)節(jié)。其中晶體生長(zhǎng)階段為整個(gè)流程的核心，決定了碳化硅襯底的電學(xué)性質(zhì)。碳化硅襯底生產(chǎn)流程五、碳化硅襯底行業(yè)發(fā)展方向?yàn)樘岣呱a(chǎn)效率并降低成本

7、，大尺寸是碳化硅襯底制備技術(shù)的重要發(fā)展方向。襯底尺寸越大，單位襯底可制造的芯片數(shù)量越多，單位芯片成本越低。襯底的尺寸越大，邊緣的浪費(fèi)就越小，有利于進(jìn)一步降低芯片的成本。在半絕緣型碳化硅市場(chǎng)，目前主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為4英寸。在導(dǎo)電型碳化硅市場(chǎng)，目前主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為6英寸。在8英寸方面，與硅材料芯片相比，8英寸和6英寸SiC生產(chǎn)的主要差別在高溫工藝上，例如高溫離子注入，高溫氧化，高溫激活等，以及這些高溫工藝所需求的硬掩模工藝等。根據(jù)中國(guó)寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)20202025年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，4英寸逐步從10萬片市場(chǎng)減少到5萬片，6英寸晶圓將從8萬片增長(zhǎng)到20萬片；20252030年：4英寸晶圓將逐漸退出市場(chǎng)，6英寸晶圓將增長(zhǎng)至40萬片。