中投網(wǎng)2025-07-11 09:39 來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
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為什么特斯拉Model 3采用碳化硅（SiC）后續(xù)航提升10%，中國廠商卻在良率泥潭掙扎？Yole數(shù)據(jù)揭示：2023年全球SiC市場規(guī)模超$40億，但中國襯底良率僅30%（國際>70%），導(dǎo)致成本高2倍。產(chǎn)業(yè)分水嶺已至——新能源車800V平臺滲透率突破50%，SiC器件需求暴增300%，但海外巨頭（Wolfspeed、羅姆）壟斷80%襯底產(chǎn)能。中國“十四五”將SiC列為“集成電路一級項目”，卻遭美國制裁（禁運(yùn)6英寸以上長晶爐）。中投產(chǎn)業(yè)研究院《2025-2029年中國碳化硅行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》，洞穿SiC行業(yè)的技術(shù)破壁點與資本賭局。
一、行業(yè)圖譜：碳化硅的“技術(shù)三重門”
碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈核心是通過材料突破（襯底生長）和工藝革新（器件設(shè)計），實現(xiàn)電力電子系統(tǒng)的“高頻、高壓、耐高溫”升級。技術(shù)壁壘集中在三環(huán)節(jié)：襯底制備→外延生長→器件封裝，其中襯底成本占全鏈條50%以上，是降本關(guān)鍵。
圖表：碳化硅核心技術(shù)環(huán)節(jié)價值分布
數(shù)據(jù)來源：TrendForce 2024
（一）技術(shù)鏈條解構(gòu)
襯底制備的物理極限
1）核心原理：SiC晶錠需在2300°C高溫下PVT法生長，缺陷控制是難點。國際龍頭（Wolfspeed）微管密度＜0.1/cm²，而中國普遍＞5/cm²——導(dǎo)致器件漏電率翻倍。
2）成本差距：國際6英寸襯底成本500/片，中國因良率低達(dá)1000/片，制約車規(guī)級應(yīng)用（單車SiC價值400→800）。
器件設(shè)計的代際差
1）MOSFET結(jié)構(gòu)迭代：英飛凌第七代溝槽柵結(jié)構(gòu)導(dǎo)通電阻僅1.5mΩ·cm²（中國平面柵結(jié)構(gòu)＞3.5mΩ·cm²），使電驅(qū)系統(tǒng)效率提升5%。
2）上車案例：比亞迪漢采用國產(chǎn)SiC模塊，但成本比博世方案高15%，被迫補(bǔ)貼采購。
二、技術(shù)成熟度曲線：從“實驗室”到“車規(guī)級”的三道天塹
基于Gartner模型分析，SiC行業(yè)整體處于成長期，但襯底缺陷控制與晶圓尺寸升級存在3-5年代差。
圖表：碳化硅技術(shù)成熟度雷達(dá)圖
數(shù)據(jù)來源：Yole Développement
關(guān)鍵環(huán)節(jié)突破度：
襯底良率生死線
1）國際龍頭（Wolfspeed）通過熱場模擬優(yōu)化（流體動力學(xué)模型），將6英寸晶錠生長周期縮短至7天（中國需15天），微管密度降至0.05/cm²。
2）中國破局點：天岳先進(jìn)引入AI缺陷檢測系統(tǒng)，良率從25%升至38%，但晶圓利用率仍比國際低30%。
晶圓尺寸降維打擊
1）8英寸襯底成本比6英寸低30%，但中國長晶設(shè)備（美國AXTron禁運(yùn)）受限，爍科晶體僅完成2萬片年產(chǎn)能建設(shè)中試線（國際規(guī)劃＞20萬片/年）。
三、五大維度競爭地圖
中投產(chǎn)業(yè)研究院《2025-2029年中國碳化硅行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》從技術(shù)、市場、供應(yīng)鏈、政策、資本五維度，拆解SiC行業(yè)博弈格局。
（一）行業(yè)階段診斷
圖表：全球SiC產(chǎn)業(yè)階段對比
數(shù)據(jù)來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
階段核心矛盾：中國產(chǎn)能集中于二極管（技術(shù)門檻低），而國際壟斷MOSFET市場（占車用SiC器件80%），導(dǎo)致國產(chǎn)化率僅15%。
（二）市場增量空間
圖表：碳化硅應(yīng)用場景需求爆發(fā)系數(shù)
數(shù)據(jù)來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
新能源車引爆點：2025年搭載SiC的電動車超800萬輛，國產(chǎn)廠商（蔚來ET7、小鵬G9）已全系采用，但模塊采購80%依賴進(jìn)口（英飛凌、安森美）。
（三）技術(shù)代際差解剖
圖表：SiC MOSFET關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)對比
數(shù)據(jù)來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
材料根源：國際通過“碳注入”工藝降低缺陷密度（＜1×10¹?/cm³），而中國外延片摻雜均勻性差3倍，引發(fā)局部過熱。
（四）供應(yīng)鏈博弈格局
圖表：SiC供應(yīng)鏈國產(chǎn)化率與封鎖風(fēng)險
數(shù)據(jù)來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
襯底設(shè)備困局：爍科晶體聯(lián)合北方華創(chuàng)研發(fā)國產(chǎn)長晶爐，但溫度場均勻性差20%，導(dǎo)致晶錠良率僅28%。
（五）政策與資本杠桿
圖表：政策-資本聯(lián)動效能對比
數(shù)據(jù)來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
中國資本錯配：政府資金70%用于產(chǎn)能擴(kuò)建，研發(fā)占比不足15%（國際>40%），導(dǎo)致技術(shù)迭代滯后。
四、投資策略：三檔布局與雷區(qū)預(yù)警
中投產(chǎn)業(yè)研究院《2025-2029年中國碳化硅行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》提出：
篩選邏輯：國產(chǎn)替代空間（技術(shù)差距≤2代）+應(yīng)用滲透率（2025年＞30%）。
（一）高確定性賽道
外延生長設(shè)備：北方華創(chuàng)外延爐交付量年增200%，國產(chǎn)化率有望升至50%；
車規(guī)級模塊封裝：斯達(dá)半導(dǎo)綁定比亞迪，車用模塊毛利＞50%。
（二）技術(shù)突圍標(biāo)的
襯底端：天岳先進(jìn)（6英寸襯量產(chǎn)良率突破40%）；
器件端：華潤微（溝槽柵MOSFET中試樣片達(dá)國際水平）。
（三）風(fēng)險對沖組合
光伏二極管：揚(yáng)杰科技市占率全球前三；
設(shè)備耗材：石英坩堝龍頭晶盛機(jī)電。
五、風(fēng)險雷達(dá)：四個“黑天鵝”事件
中投產(chǎn)業(yè)研究院《2025-2029年中國碳化硅行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》預(yù)警：
長晶設(shè)備禁運(yùn)升級：美國限制6英寸以上熱場部件出口；
專利訴訟圍剿：英飛凌在華發(fā)起溝槽柵專利戰(zhàn)（索賠$2億）；
第二代技術(shù)替代：氮化鎵（GaN）突破1200V耐壓（成本比SiC低30%）；
車廠技術(shù)路線回調(diào)：豐田宣布混動車換裝IGBT（SiC性價比不足）。
結(jié)語：碳化硅的“反脆弱公式”
中投產(chǎn)業(yè)研究院《2025-2029年中國碳化硅行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》建議：
碳化硅產(chǎn)業(yè)價值=襯底良率指數(shù)×車規(guī)滲透率×裝備自主率
突圍路徑：
技術(shù)側(cè)：聯(lián)合中科院物理所攻關(guān)8英寸熱場模擬（參考美國TSS模型）；
產(chǎn)業(yè)側(cè)：共建IDM聯(lián)盟（如三安集成模式），突破設(shè)計-制造斷層；
資本側(cè)：轉(zhuǎn)向輕資產(chǎn)Fab-Lite模式（如安森美代工策略），規(guī)避設(shè)備封鎖。
當(dāng)中國襯底良率跨越60%生死線，SiC才能真正成為電動革命的“基建材料”。
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