一、碳化硅功率器件行业概述
碳化硅功率器件是由半导体碳化硅制成的一种功率器件，它的功率输出范围比硅基功率器件要大得多，能够更有效地将电能转换为机械能和光能。它的结构非常简单，结合的技术和制造的流程十分完善，使它具有稳定的性能和良好的可靠性。碳化硅功率器件还可以提供更加优越的散热性能，可以高效地把功率转换成多种电能。
1、分类
由于碳化硅材料具有高禁带宽度、高饱和电子漂移速度、高击穿强度、高热导率等特点，碳化硅是功率器件理想的制造材料。当前碳化硅材料功率器件主要分为二极管和晶体管，其中，二极管主要包括肖特基二极管（SBD）、结势垒肖特基二极管（JBS）、PiN功率二极管（PiN）；晶体管主要包括金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、结型场效应晶体管（JFET）、双极型晶体管（BJT）、晶闸管。
碳化硅功率器件产品分类示意图
数据来源：公开资料，华经产业研究院整理
二、政策
近年来，中国碳化硅行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励碳化硅行业发展与创新，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《基础电子元器件产业发展行动计划（2021-2023年）》等产业政策为碳化硅行业的发展提供了明确、广阔的市场前景，为企业提供了良好的生产经营环境。
中国碳化硅功率器件行业相关政策梳理
数据来源：各政府门户网站，华经产业研究院整理
三、产业链
1、产业链结构
碳化硅功率器件行业产业链结构示意图
数据来源：公开资料，华经产业研究院整理
2、上游情况
碳化硅在半导体器件领域中是第三代半导体材料代表之一，从碳化硅器件的制造成本结构来看，衬底成本最大，占比达47%；其次是外延成本，占比为23%。这两大工序是SiC器件的重要组成部分。其次分别为前段和研发费用，占比分别为19%和6%。
碳化硅器件制造成本占比结构情况
数据来源：公开资料，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2023-2029年中国碳化硅功率器件行业市场全景评估及投资前景展望报告》
四、全球碳化硅功率器件行业发展现状
1、市场规模
随着技术突破和成本的下降，SiC器件预计在不远的将来会大规模的应用于各个领域。根据数据，2018年和2021年碳化硅功率器件市场规模分别约4亿和9.3亿美元，复合增速约32.4%，按照该复合增速，中商产业研究院预计2022年碳化硅功率器件市场规模约10.9亿美元。受益于5G通信、国防军工、新能源汽车和新能源光伏等领域的发展，碳化硅器件市场规模增速可观。
2018-2023年全球碳化硅功率器件市场规模变化
数据来源：Yole，华经产业研究院整理
2、市场结构
近年来中国碳化硅功率器件市场规模快速增长，其主要驱动因素之一是新能源汽车市场的快速渗透。2021年，新能源汽车占下游应用市场的份额为38%。其次是消费类电源，占比为22%;光伏逆变器占据着15%的份额。
2021奶奶中国碳化硅应用市场结构占比情况
数据来源：CASA、华经产业研究院整理
五、全球碳化硅功率器件行业市场竞争格局
从市场竞争格局来看，全球碳化硅器件市场格局仍由海外巨头主导，以意法半导体、英飞凌、科锐、罗姆半导体等为代表的企业占据了大部分市场份额。国内厂商中，比亚迪已经在整车中率先使用SiC器件，比亚迪半导体率先实现了SiC三相全桥模块在电机驱动控制器中的大批量装车。
2021年全球碳化硅功率器件市场竞争格局
数据来源：Yole、华经产业研究院整理
六、未来中国碳化硅功率器件行业发展趋势
1、提高材料质量和工艺稳定性
碳化硅功率器件生产过程中需要控制材料质量和工艺稳定性，尤其是在制造高质量晶体时。此外，还需要采用先进的微细加工技术，提高器件的精度和一致性，从而提升器件的可靠性和效率。
2、优化设计和结构
在碳化硅功率器件设计方面，需要考虑材料的特性和应用场景的要求，选择最优的结构和参数。同时，还需要通过设计优化减少能量损失和热效应，优化器件的电热特性和稳定性。
3、改进封装技术
碳化硅功率器件的封装方式对器件的性能和可靠性影响很大。因此，需要优化封装材料和结构，提高温度承受能力和抗电气应力能力。此外，还需要采用先进的封装工艺，提高封装可靠性和耐久性。
4、器件尺寸缩小
碳化硅器件尺寸的缩小，可以通过采用更先进的制造工艺来实现，目标是在不增加器件大小的情况下提高芯片功率密度和效率。随着尺寸的缩小，碳化硅器件的电路集成度不断提高。高集成度的器件可以带来更低的损耗和更小的体积，同时也可以实现更高的性能。
华经产业研究院对中国碳化硅功率器件行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2023-2029年中国碳化硅功率器件行业竞争格局及市场发展潜力预测报告》。
