报告简介

       SiC是一个具有独特物理和化学特性的 IV-IV 族化合物材料，SiC 的多型体主要包括 3C-SiC、4H-SiC 和 6H-SiC，是第三代半导体的代表材料。碳化硅（SiC）单晶材料具有禁带宽度大（~Si的3倍）、热导率高（~Si的3.3 倍或 GaAs的10倍）、电子饱和迁移速率高（~Si的2.5倍）和击穿电场高（~Si的10倍或 GaAs的5倍）等性质。用 SiC 器件，不仅可以耐高温高压实现高频高效率并耐辐射，同时还可以减小系统体积和重量。当前整个 SiC 行业尚在起步阶段，全球市场及国内市场都很小，根据 Yole 统计数据，2018 年全球 SiC 市场规模为4.5亿美元。

       目前 SiC体块单晶生长技术包括改进 Lely 法、高温 CVD 法、溶液法，其中商用 SiC 单晶生长大多数均采用改进 Lely 法生长。SiC的外延生长包括同质外延和异质外延，同质外延主要指在六方多型体偏轴 SiC{0001}上化学气相沉积（CVD）同类SiC多型体；异质外延主要指在硅或六方SiC上用CVD法生长3C-SiC。SiC 生长中的核心难点在于生长中缺陷的减少与掺杂控制。SiC 晶锭及晶圆中均含有多种晶体缺陷，包括扩展缺陷和点缺陷。SiC 晶锭中的点缺陷密度是相当高的。通过近来的努力，诸如大的碳夹杂物和空隙等三位缺陷已经得到消除。SiC 应用领域包括基本的功率变换电路，电动机驱动的电力电子以及可再生能源用电力电子。基本的功率变换电路包括工频相控整流器和逆变器、开关模式直流-直流变换器和开关模式逆变器。电动机驱动的电力电子包括直流电动机驱动、感应电动机驱动、同步电动机驱动，以及混合动力和纯电动汽车的电动机驱动。可再生能源用电力电子包括光伏电源逆变器和风力机电源变换器。

       根据 Yole 统计数据，2018 年全球 SiC 市场规模为 4.5 亿美元，其中 UPS 电源市场规模为 2600 万美元，电机驱动为 3700 万美元，光伏为 1 亿美元，电动车应用为1.4亿美元。预计到2023 年，SiC 功率器件的市场空间可以达到13.99 亿美金，对应 2017-2023 年复合增速达到 29%。未来增长点来自功率因数校正电源、新能源汽车与光伏新能源。另外，SiC 功率器件壁垒包括资金壁垒、技术壁垒以及人才壁垒。SiC 衬底市场的主要供应商有美国 Cree、美国 II-VI、德国 SiCrystal（已被日本罗姆收购）、瑞典 Norstel（已被意法半导体收购）等，前三大供应商占比超过 76%。

       SiC外延片企业分为外部供应商（outsourced epi）和 IDM 内部供应商（in-house epi）两种模式，其中外部供应商主要包括美国 Dow Corning、II-VI、瑞典 Norstel（已被意法半导体收购）、日本昭和电工、新日铁住金等；IDM 内部供应企业的主要有美国 Cree、日本罗姆、三菱电机、德国 Infineon 等。在 SiC 衬底企业中，北京天科合达、山东天岳、河北同光由于市场布局时间较早，技术积累深厚，同时拥有 4 英寸与 6 英寸导电及半绝缘衬底的研发与制造能力，且均为未上市公司，因此初步判定拥有投资机会。在 SiC 外延片企业中，瀚天天成和天域半导体由于市场布局较早，技术积累深厚，同时拥有 4 英寸与 6 英寸外延片的研发与制造能力，可供单极型与双极型功率器件使用，且均为未上市公司，因此初步判定拥有投资机会。在 SiC 器件制造企业中，瑞典 Ascactron 和法国IBS 为行业内领军企业，研发创新能力强，且 Ascatron 的 3DSiC®技术还可以将功耗降低多达 30％，并具有更高的电流密度和更高的耐用性，且这两家企业均为未上市公司，初步判定具备直接并购机会。在 IDM 企业中，北京世纪金光、泰科天润以及深圳基本半导体为中国 SiC IDM 领军企业，涵盖材料制备、芯片设计、制造工艺等产业链各个环节，且均为未上市公司，因此初步判定具备投资机会。

目录概述

一、SiC 概念

二、SiC 基本性质

三、SiC 制备工艺

四、SiC 生长核心技术

五、发展史

六、SiC 应用领域

七、碳化硅和硅功率器件的性能比较

八、市场容量

九、SiC 功率器件行业壁垒

十、行业投资机会和风险