碳化硅屬于第三代半導體材料,在低功耗、小型化、高壓、高頻的應用場景有極大優勢。第一代半導體主要有硅和鍺,廣泛應用于集成電路等低壓、低頻、低功率場景。但是難以滿足高功率及高頻器件需求。砷化鎵是第二代半導體材料的代表,是制作半導體發光二極管和通信器件的核心材料,但砷化鎵材料的禁帶寬度較小、擊穿電場低且具有毒性,無法在高溫、高頻、高功率器件領域推廣。第三代半導體材料以碳化硅、氮化鎵為代表,與前兩代半導體材料相比最大的優勢是較寬的禁帶寬度,保證了其可擊穿更高的電場強度,適合制備耐高壓、高頻的功率器件。
碳化硅材料性能優越,下游應用廣泛。碳化硅制作的器件具有耐高溫、耐高壓、高頻、大功率、抗輻射等特點,具有開關速度快、效率高的優勢,可大幅降低產品功耗、提高能量轉換效率并減小產品體積,下游應用廣泛。目前碳化硅半導體主要應用于以 5G 通信、國防軍工、航空航天為代表的射頻領域和以新能源汽車、“新基建”為代表的電力電子領域,在民用、軍用領域均具有明確且可觀的市場前景。
碳化硅產業鏈分為襯底材料制備、外延層生長、器件制造以及下游應用。通常采用物理氣相傳輸法(PVT 法)制備碳化硅單晶,再在襯底上使用化學氣相沉積法(CVD 法)等生成外延片,最后制成相關器件。在 SiC 器件的產業鏈中,由于襯底制造工藝難度大,產業鏈價值量主要集中于上游襯底環節。