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返回 当前位置: 首页 碳化硅 最近更新:2025-05-09 15:20

碳化硅:股票相关名词解释:碳化硅板块是指涉及碳化硅(SiC)材料研发、生产及应用等相关企业的股票集合。作为第三代半导体材料的代表,碳化硅板块近年来备受投资者关注,成为股市中的热门投资领域。

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碳化硅:碳化硅材料具备更高效率和功率密度,在光伏、新能源车和5G通信领域应用优势明显

1、板块介绍

碳化硅,是一种无机物,化学式为SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。

第三代半导体材料主要以碳化硅(SiC) 、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料,其中最为重要的就是SiC和GaN。

SiC基MOSFETs相较于硅基MOSFETs拥有高度稳定的晶体结构,工作温度可达600℃;SiC的击穿场强是硅的十倍多,因此SiC基MOSFETs阻断电压更高;SiC的导通损耗比硅器件小很多,而且随温度变化很小;SiC的热导系数几乎是Si材料的2.5倍,饱和电子漂移率是Si的2倍,所以 SiC器件能在更高的频率下工作。

SiC主要应用于白色家电、新能源(电动汽车、风电、光伏)、工业应用等。

 

2、产业链

 

3、碳化硅多个领域应用前景分析

碳化硅市场成长动力主要来自新能源汽车、光伏等。我国作为全球最大的新能源汽车市场,随着特斯拉等品牌开始大量推进SiC解决方案,国内的厂商也快速跟进,以比亚迪为代表的整车厂商开始全方位布局,推动第三代半导体器件的在汽车领域加速。第三代半导体器件在充电桩领域的渗透快于整车市场,主要应用是直流充电。2019年,新能源汽车细分市场的 SiC 器件应用规模(含整车和充电设施)约为 4.2 亿元,较上年增长了 70%,未来五年预计将保持超过 30%的年均增长。

2019年,第三代半导体电力电子器件在工业及商业电源的市场规模接近9亿元,增速超过30%。

2018年碳化硅功率器件市场规模约3.9亿美元,受新能源汽车庞大需求的驱动以及电力设备等领域的带动 ,IHS预测到 2027年碳化硅功率器件的市场规模将 超过 100 亿 美元。2021年起,受益电动汽车拉动,SiCMOSFET 将保持较快的速度增长,成为最畅销的分立SiC功率器件。

机构预测2025年光伏发电逆变器SiC渗透率50%;使用碳化硅 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,从而能够缩小系统体积 、增加功率密度、延长器件使用寿命 、降低生产成本 。

机构预测2030年轨道交通SiC渗透率30%;轨道交通车辆中大量应用功率半导体器件,其牵引变流器、辅助变流器、主辅一体变流器、电力电子变压器、电源充电机都有使用碳化硅器件的需求。将 碳化硅器件应用于轨道交通牵引变流器能极大发挥 碳化硅 器件高温、高频和低损耗特性,提高牵引变流器装置效率,符合轨道交通大容量、轻量化和节能型牵引变流装置的应用需求提升系统的体效能。

碳化硅在电动汽车领域有望大显身手;在动力控制单元中,IGBT或者SiC模块将高压直流电转换为驱动三相电机的交流电;在车载充电器AC/DC和DC/DC直流转换器中,都会用到IGBT 或者SiC、MOS、SBD单管;

特斯拉逆变器模组上率先采用了24颗碳化硅SiC MOSFET,该产品由意法半导体提供,随后英飞凌也成为了特斯拉的 SiC 功率半导体供应商。国内车企也纷纷跟进,2020年,比亚迪汉 EV 车型电机控制器首次使用了比亚迪自主研发并制造的SiC MOSFET控制模块,大大提高了电机性能。

碳化硅可实现大概率及高续航。除了宽禁带带来的优势外,碳化硅还有两大优势,一个是饱和电子速度更高,一个是导热率更高、耐温性能更高。饱和电子速度快,也就是可以通过更大的电流。碳化硅材料的电子饱和速度是硅材料的两倍,因此在设备设计时,匹配的电流强度更容易远离设备的饱和电流,也就能实现在导通状态下更低的电阻。这能减少电能的损耗,也有助于降低设备发热,简化散热设计。特别是在瞬时大电流情况下,设备温度积累减少,再加上耐温性增加与材料本身更强的导热率,也让设备散热更容易。车辆也就能爆发出更大的功率。这是比亚迪汉能实现363Kw 功率的原因。使用磷酸铁锂的情况下能达到 605 公里的续航里程,显然也有碳化硅的功劳。

根据 Infineon 数据,2020 年,48V 轻混汽车需要增加 90 美元功率半导体,电动汽车或者混动需要增加330美元功率半导体。如果要采用碳化硅器件,单车价值量则更高。

4、中国正大力布局碳化硅,前景可期:

中国企业在单晶衬底方面以4英寸为主,目前已经开发出了6英寸导电性SiC衬底和高纯半绝缘SiC衬底。山东天岳、天科合达、河北同光、中科节能均已完成6英寸衬底的研发,中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。外延片方面,中国瀚天天成、东莞天域半导体、国民天成均可供应4-6英寸外延片。模块方面有斯达半导体、比亚迪电子、中车时代电气等公司。三安光电在SiC方面也在深度布局。

预测2025年中国碳化硅晶片占全球比将从2020年的8.6%提升至16%。根据半导体时代产业数据中心,预测2020年中国碳化硅晶片在半导体领域的出货量13万片,仅占全球8.67%;预测2025年出货量80万片,2020-2025年复合增长率为43.8%,远高于全球27.2%复合增长率,中国出货量占有率上升至16%。

碳化硅板块解析与科普

探索半导体材料的未来之星

碳化硅的基本概念

碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料,具有宽禁带特性,被誉为宽禁带半导体材料。其独特的物理和化学性质使其在半导体、电子和能源领域展现出巨大的应用潜力。

碳化硅的显著特性

- 高硬度与耐磨性:莫氏硬度高达9.5,仅次于金刚石,是极佳的耐磨材料。

- 高热稳定性:耐受高温,热膨胀系数低,可在极端温度下保持结构稳定。

- 高导热性:热导率高,有助于散热,减少热应力。

- 半导体性能:宽禁带特性,适合高频、高压、高温工作条件。

碳化硅的广泛应用

- 电力电子器件:用于制造高效功率半导体器件,如MOSFETs、BJTs等,广泛应用于电动汽车、光伏逆变器等领域。

- 半导体照明:作为LED照明技术的关键组成部分,提供高效、长寿命的光源。

- 射频和微波器件:用于制造高频、高功率电子器件,广泛应用于无线通信系统。

- 航空航天:作为轻质高强度材料,用于制造航天器的热保护系统、发动机部件等。

碳化硅板块的投资价值

随着技术的不断突破和应用领域的不断拓展,碳化硅板块的投资价值日益凸显。作为新能源、高性能电子等领域的关键材料,碳化硅的需求量将持续增长,为相关企业带来广阔的发展前景。

面临的挑战与未来方向

尽管碳化硅板块展现出巨大的潜力,但仍面临成本高昂、生产工艺复杂等挑战。未来,随着技术成熟和生产规模的扩大,预期碳化硅材料的生产成本将逐渐下降,进一步推动其在更多领域的普及和应用。

总结

碳化硅作为一种高性能的半导体材料,在多个领域展现出广泛的应用前景。碳化硅板块因此成为股市中的热门投资领域,吸引了众多投资者的关注。随着技术的不断进步和成本的降低,碳化硅有望在更多领域发挥重要作用,为投资者带来丰厚的回报。

2025-03-29 00:39

美国的宽带隙半导体开发商Wolfspeed股价腰斩,其可转债再融资遇挫

Wolfspeed(WOLF)下跌50%,使得本周迄今累计跌幅扩大至超过57.6%。 该公司2026年到期可转债的再融资遇挫,目前正与另类资管巨头阿波罗和Renesas Electronics Corp.等贷款人接触。 投资者担心,该公司已经丧失前美国总统拜登任期内推出的芯片法案(CHIPs Act)的拨款机会。 近日,该公司任命芯片行业“老兵”Robert Feurle为首席执行官(CEO)。

2025-03-28 07:34

12英寸碳化硅衬底实现激光剥离

记者27日从西湖大学获悉,由该校孵化的西湖仪器(杭州)技术有限公司成功开发出12英寸碳化硅衬底自动化激光剥离技术,解决了12英寸及以上超大尺寸碳化硅衬底切片难题。新技术可大幅缩短衬底出片时间,适用于未来超大尺寸碳化硅衬底的规模化量产,进一步促进行业降本增效。(科技日报)

2025-03-20 00:11

碳化硅技术路线日趋成熟,碳化硅器件市场规模快速增长

2029年将达到104亿美元。今日重要性:✨

2025-02-04 22:40

我国太空验证首款国产碳化硅功率器件,有望推动航天电源系统的升级换代

这一成果标志着我国在第三代半导体材料领域的重大突破。今日重要性:✨

2025-02-03 05:33

我国在太空成功验证第三代半导体材料制造的功率器件

据新华网报道,记者从中国科学院微电子研究所获悉,我国在太空成功验证了首款国产碳化硅(SiC)功率器件,第三代半导体材料有望牵引我国航天电源升级换代。

2025-01-22 17:45

士兰微:预计2024年净利润为1.5亿元到1.9亿元,实现扭亏为盈。报告期内,公司子公司士兰集成5、6吋芯片生产线、子公司士兰集昕8吋芯片生产线、重要参股企业士兰集科12吋芯片生产线均实现满负荷生产,公司预计2025年5、6、8、12吋芯片生产线将继续保持较高的产出水平;报告期内,公司子公司成都士兰、成都集佳功率模块和功率器件封装生产线实现了满负荷生产,公司根据市场需求已安排了多轮产能扩充项目

2025-01-22 01:34

中国首款高压抗辐射碳化硅功率器件研制成功,通过太空验证

被誉为电力电子系统“心脏”的功率器件,是实现电能变换和控制的核心,也是国计民生领域最为基础、应用最为广泛的元器件之一,其核心技术研发和创新发展备受关注。来自中国科学院微电子研究所的最新消息,该所刘新宇、汤益丹团队和中国科学院空间应用工程与技术中心刘彦民团队等开展合作,共同研制出首款国产高压抗辐射碳化硅(SiC)功率器件及其电源系统,已成功通过太空第一阶段验证并实现其在电源系统中的在轨应用。(中新网)

2025-01-15 15:35

芯联集成:预计2024年净利润约9.69亿元,与上年同期相比减亏约9.89亿元,同比减亏约50.51%;公司SiC MOSFET、12英寸硅基晶圆等新产品在头部客户快速导入和量产,以SiC MOSFET芯片及模组产线组成的第二增长曲线和以高压、大功率BCD工艺为主的模拟IC方向的第三增长曲线快速增长

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拓荆科技:拓荆键科拟与稷以科技签订采购合同,以约人民币1000万元(含税)向稷以科技采购碳化硅刻蚀设备一台

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伏尔肯完成数千万元新一轮融资

宁波伏尔肯于近期完成数千万元新一轮融资,投资方为毅达资本。本轮资金将用于支持公司持续研发新产品,扩大市场影响力。 伏尔肯成立于1998年,是一家专注于碳化硅陶瓷材料及制品的国家级专精特新“小巨人”企业以及“制造业单项冠军企业”。公司致力于为客户提供高纯度、大尺寸、复杂结构和高精度碳化硅结构陶瓷产品,广泛应用于流体控制、航天军工、半导体、光伏等领域。

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“破产”危机解除!碳化硅巨头获15亿美元续命,股价一度暴涨近43%!

Wolfspeed获得美国政府7.5亿美元“芯片法案”补贴,用来建设一个新的碳化硅晶圆制造厂,预计将使公司8英寸碳化硅材料产能增加10倍,由Apollo领导的投资基金财团也已同意为公司提供额外7.5亿美元新融资。此前传闻称,该公司将面临“破产”或“被收购”的局面。

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碳化硅国产化率有望进一步提升。 今日重要性:✨

2024-08-01 22:46

英诺激光:在继续开拓用于硅基半导体的激光器市场

英诺激光披露投资者关系活动记录表公告,在半导体领域,公司产品主要以碳化硅退火制程的激光器为主,客户主要为国外知名半导体装备公司,亦在继续开拓用于硅基半导体的激光器市场。

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三安光电:重庆三安项目预计8月底将实现衬底厂点亮通线

三安光电在互动平台表示,公司合资公司安意法项目、全资子公司重庆三安项目建设均处于有序推进过程中。安意法项目预计2025年完成阶段性建设并逐步投产,2028年达产,规划达产后生产8吋碳化硅晶圆10,000片/周。重庆三安项目预计8月底将实现衬底厂的点亮通线。

2024-06-21 23:06

云南锗业:子公司化合物半导体材料产品已向客户批量供货

云南锗业在互动平台表示,公司控股子公司云南鑫耀半导体材料有限公司化合物半导体材料产品砷化镓晶片(衬底)、磷化铟晶片(衬底)均已批量生产,并已向客户批量供货。相关产品产、销等情况目前公司碳化硅项目已完成项目研发工作。

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