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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：新能源+5G双轮驱动，800V高压平台普及引爆需求，国产替代加速推进，政策加持下成长确定性高
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。
2026-05-14 09:32
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大尺寸CoWoS与SiC材料双向赋能，共同支撑AI算力持续跃升。今日重要性：✨
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