一、中国碳化硅发展历程及分类
1、碳化硅的发展历程
自碳化硅被发现后数十年，发展进程一直较为缓慢。直到科锐成立并开始碳化硅的商业化，碳化硅行业在此后25年开始进入快速发展阶段。
常见的半导体材料包括硅、锗等元素半导体及砷化镓、碳化硅、氮化镓等化合物半导体材料。从被研究和规模化应用的时间先后顺序来看，上述半导体材料被业内通俗地划分为三代。
碳化硅的发展历程及演变
数据来源：公开资料整理
2、碳化硅的分类
碳化硅衬底主要有2大类型：半绝缘型和导电型。在半绝缘型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规格为4 英寸，主要应用于信息通讯、无线电探测等领域。在导电型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规格为6 英寸，主要应用于新能源汽车、轨道交通以及大功率输电变电等领域。
碳化硅的分类
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3、碳化硅制作流程
碳化硅晶片作为半导体衬底材料，经过外延生长、器件制造等环节，可制成碳化硅基功率器件和微波射频器件。高纯硅粉、高纯碳粉等原料合成的碳化硅微粉经过晶体生长、晶淀加工形成碳化硅晶体，然后碳化硅晶体经过切割、研磨、抛光、清洗等工序加工形成碳化硅晶片。
碳化硅晶片的制作流程
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4、碳化硅的优势
碳化硅作为第三代半导体材料，有着独特的优势。密度低，碳化硅的密度低于金属，这使它更加轻便；耐腐蚀性，不与其他高强度化学品发生反应；耐高温，他的熔点高，具有超高的导热性；机械强度高；高硬度，有这很强的耐受能力。
碳化硅的优势
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二、中国碳化硅政策
由于碳化硅作为中国第三代半导体的主要材料，得到国家的高度重视，近几年相继出台了许多政策，扶持中国碳化硅产业的发展，为保证中国碳化硅产业的健康发展，中国第十三届全国人民四次会议审议通过决定，集中电路的设计工具，重点装备和高纯度靶材等相关材料研发。
中国碳化硅产业相关政策
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三、中国碳化硅产业链
1、碳化硅半导体产业链
以碳化硅材料为衬底的产业链主要包括碳化硅衬底材料的制备、外延层的生长、器件制造以及下游应用市场。在碳化硅衬底上，主要使用化学气相沉积法（CVD 法）在衬底表面生成所需的薄膜材料，即形成外延片，进一步制成器件。应用领域最终主要分为射频器件（5G、国防等）和功率器件（能源等）。
中国碳化硅半导体材料产业链
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2、碳化硅下游产业情况
根据工信部数据，2022年底5G基站总数将突破200万个，中国5G基站也是碳化硅的重要下游产业的组成部门，2019年，中国5G基站数量为13万台，2022年上半年中国5G基站数量为185.4万台。
2019-2022年H1中国5G基站数量及增速统计图
数据来源：工信部，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国碳化硅行业市场调研及未来发展趋势预测报告》
四、碳化硅产业现状
1、中国碳化硅产量
碳化硅分为黑碳化硅和绿碳化硅，2020年中国黑碳化硅产量为75万吨，绿碳化硅产量为10.5万吨，2021年中国黑碳化硅产量为90万吨，绿碳化硅为11万吨，产量相继上涨。说明我国碳化硅行业发展前景及需求量较为良好。
2020-2021年中国碳化硅产量统计图
数据来源：中国机床工具工业协会，华经产业研究院整理
2、中国碳化硅进出口
根据海关资料显示，2020年受到全球疫情影响，中国碳化硅进口量急剧下降，2020年中国碳化硅进口量为1624.7吨，同比下降72.89%，随着疫情态势的放缓，中国碳化硅进口量有一定的恢复，2021年中国碳化硅进口量为3873.5吨，同比增长138.41%，增长可观。
2015-2022年H1中国碳化硅进出口量及增速统计图
数据来源：中国海关总署，华经产业研究院整理
根据海关资料显示，中国碳化硅从2017年至2020年出口量呈现下降态势，2021年中国碳化硅出口量恢复为374.8万吨，同比增长55%，2022上半年中国碳化硅出口量为199.1万吨。可以看出中国碳化硅并不依赖于进口，出口量远远大于进口量。
2015-2022年H1中国碳化硅出口量及增速统计图
数据来源：中国海关总署，华经产业研究院整理
3、国碳化硅良率
2018-2020年和2021上半年晶棒良率分别为41%、38.57%、50.73%和49.90%，衬底良率分别为72.61%、75.15%、70.44%和75.47%，综合良率目前大约为37.7%。说明中国碳化硅的技术级层面有限，目前还没有找到能提高综合良率的办法。
2018-2021年H1碳化硅良率统计图
数据来源：公开资料统计
4、化硅生产占比
在碳化硅器件各环节生产中，衬底的成本最高，为47%，第二为外延，占比12%，第三为前段，占比19%，这是碳化硅器件生产过程中最重要的三个环节，生产成本过高导致利润收入减少，售价溢出就会降低产品的渗透率，从而阻碍碳化硅的发展。
碳化硅器件各环节成本占比
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五、中国碳化硅市场竞争格局
1、中国碳化硅重点企业
随着半导体技术的更新换代，越来越多的企业投入到半导体产业的研发中，其中中国碳化硅龙头企业为三安光电，总市值为1370亿元，作为半导体的龙头企业，将打造出国内首条、全球第三条碳化硅垂直整合产业链，只是三安光电向第三代半导体领域扩张的重要一步。
中国碳化硅重点企业简介
数据来源：公开资料整理
2、重点企业分析
2017年，三安光电营业总收入83.93亿元，2020年入场碳化硅行业，总收入增长到125.72亿元，说明中国碳化硅市场发展前景良好，2021年三安光电总收入同比2020年增长48.73%。
2017-2021年三安光电营业总收入情况
数据来源：公开资料整理
六、中国碳化硅行业未来发展分析
碳化硅的原材料为矿物碳硅石，这种碳硅石十分稀少。早期碳化硅主要应用于LED灯和避雷针等，碳化硅在电子行业中主要用作于抛光膜。碳化硅半导体在军事、航空航天信息通讯、微波设备都均有大量应用。
未来中国在碳化硅行业的发展要解决生产成本上的技术缺陷，由于技术不成熟，导致碳化硅良率始终无法上升，废弃废料增多，成本的增加，导致下游价格溢出等不良现象。
碳化硅作为第三代半导体材料，优势突出，拥有良好的发展前景，在新能源汽车领域将会是主要的驱动力。在未来，碳化硅单晶衬底材料大尺寸化获将成为主要的发挥趋势。
华经产业研究院对中国碳化硅行业发展现状、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《2022-2027年中国碳化硅行业市场全景评估及投资方向研究报告》。
