SiC和GaN功率器件市場調(diào)研 SiC和GaN功率器件行業(yè)前景及現(xiàn)狀分析報告2023

• 劉明月 2022年12月7日 來源：百度百科 中研網(wǎng) 733 44
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sic器件行業(yè)市場有多大?SiC和GaN功率器件一般指禁帶寬度大于2.2eV的半導(dǎo)體材料，我國第三代半導(dǎo)體整體產(chǎn)值超過7100億，電力電子及微波射頻持續(xù)增長。根據(jù)CASA數(shù)據(jù)，我國第三代半導(dǎo)體整體產(chǎn)值超過7100億。其中，半導(dǎo)體照明整體產(chǎn)值預(yù)計7013億元

sic器件行業(yè)市場有多大?SiC和GaN功率器件一般指禁帶寬度大于2.2eV的半導(dǎo)體材料，我國第三代半導(dǎo)體整體產(chǎn)值超過7100億，電力電子及微波射頻持續(xù)增長。根據(jù)CASA數(shù)據(jù)，我國第三代半導(dǎo)體整體產(chǎn)值超過7100億。其中，半導(dǎo)體照明整體產(chǎn)值預(yù)計7013億元，受新冠疫情影響較2019年下降7.1%;SiC、GaN電力電子產(chǎn)值規(guī)模達44.7億元，同比增長54%;GaN微波射頻產(chǎn)值達到60.8億元，同比增長80.3%。

SiC和GaN功率器件為代表的核心材料是芯片性能的提升的基石，SiC和GaN功率器件一般指禁帶寬度大于2.2eV的半導(dǎo)體材料，也稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今經(jīng)歷了三個階段，第一代半導(dǎo)體材料以硅為代表;第二代半導(dǎo)體材料砷化鎵也已經(jīng)廣泛應(yīng)用;而以氮化鎵和碳化硅、氧化鋅、氧化鋁、金剛石等寬禁帶為代表的SiC和GaN功率器件材料，相較前兩代產(chǎn)品性能優(yōu)勢顯著。

SiC和GaN功率器件市場調(diào)研 SiC和GaN功率器件行業(yè)前景及現(xiàn)狀分析報告2023

隨著“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略的推進實施，綠色、低碳、清潔能源等技術(shù)將加速應(yīng)用，第三代半導(dǎo)體材料作為實現(xiàn)高效電能轉(zhuǎn)換技術(shù)的重要支撐獲得快速發(fā)展，2021年，我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體總產(chǎn)值達到7900億元(含LED)。

碳化硅，是一種無機物，化學(xué)式為SiC，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中，碳化硅為應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。中國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。

氮化鎵是一種無機物，化學(xué)式GaN，是氮和鎵的化合物，是一種直接能隙(direct band gap)的半導(dǎo)體，自1990年起常用在發(fā)光二極管中。此化合物結(jié)構(gòu)類似纖鋅礦，硬度很高。氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特，可以用在高功率、高速的光電元件中，例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管，SiC和GaN功率器件可以在不使用非線性半導(dǎo)體泵浦固體激光器(Diode-pumped solid-statelaser)的條件下，產(chǎn)生紫光(405nm)激光。

新能源汽車和光伏是SiC器件最主要應(yīng)用市場，雙碳戰(zhàn)略下有望帶動行業(yè)年復(fù)合增速達34%。從下游應(yīng)用市場看，新能源汽車和光伏是SiC器件最主要的應(yīng)用市場，在國家雙碳戰(zhàn)略下，SiC和GaN功率器件行業(yè)景氣度較高，是拉動SiC器件需求的下游核心應(yīng)用。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2021年，SiC器件市場規(guī)模為7.14億美元，至2025年，SiC和GaN功率器件行業(yè)規(guī)模有望增長到25.62億美元，年復(fù)合增速達33.6%.

新能源汽車領(lǐng)域是SiC器件最大的應(yīng)用市場，碳化硅基器件在車載充電系統(tǒng)和電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中應(yīng)用較廣。特斯拉是第一家在主逆變器中集成全碳化硅功率器件的汽車廠商，目前全球已有超過20家汽車廠商在車載充電系統(tǒng)中使用碳化硅功率器件。

圖表：2023-2025年全球GaN功率器件市場規(guī)模情況

數(shù)據(jù)來源：Yole、中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

相較于硅基IGBT，碳化硅MOSFET電動車的續(xù)航里程更長，在城市和高速路況下，碳化硅MOSFET分別能夠節(jié)省77%和85%的能量損耗，使用碳化硅MOSFET的新能源汽車比使用硅基IGBT的新能源汽車將增加5-10%的續(xù)航里程。至2025年，全球新能源汽車銷量有望達到1200萬輛，行業(yè)滲透率將由2021年的4.80%提升至2025年的12.77%，由此帶動車用SIC功率器件的大幅增長。

在光伏發(fā)電應(yīng)用中，碳化硅基器件主要用在光伏逆變器中，是能量轉(zhuǎn)換的核心器件。根據(jù)蘇寧金融研究院數(shù)據(jù)，IGBT等功率半導(dǎo)體器件占逆變器成本約15%。相較于硅基器件，碳化硅基器件的轉(zhuǎn)換效率可從96%提升至99%以上，能量損耗降低50%以上，且能夠縮小系統(tǒng)體積、增加功率密度、延長器件使用壽命、降低生產(chǎn)成本。

此外，目前光伏行業(yè)SiC和GaN功率器件滲透率尚處于低位，根據(jù)CASA數(shù)據(jù)，2020年，光伏逆變器中碳化硅功率器件占比僅10%，預(yù)計到2025年將達到50%，2030年進一步提升至70%，SiC和GaN功率器件滲透率的提升將大幅提升SIC器件需求。市場占比為12.26%。

GaN在電力電子及射頻中硅片用量測算GaN電力電子器件市場規(guī)模在國內(nèi)外都將保持較高增速，帶來需求高速增長。根據(jù)CASA Research的數(shù)據(jù)，未來PD快充GaN電力電子器件市場將迎來3-4年的黃金發(fā)展時期，2020年國內(nèi)PD快充GaN電力電子器件市場規(guī)模約1.5億元，預(yù)計到2025年市場規(guī)模將超過40億元，年均復(fù)合增長率高達97%。

SiC和GaN功率器件行業(yè)的發(fā)展軌跡及多年的實踐經(jīng)驗，對中國行業(yè)的內(nèi)外部環(huán)境、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展狀況、市場供需、競爭格局、標桿企業(yè)、sic器件行業(yè)發(fā)展趨勢、機會風險、發(fā)展策略與投資建議等進行了分析，并重點分析了我國sic器件行業(yè)將面臨的機遇與挑戰(zhàn)，對SiC和GaN功率器件行業(yè)未來的發(fā)展趨勢及前景作出審慎分析與預(yù)測。是企業(yè)、學(xué)術(shù)科研單位、投資企業(yè)準確了解行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)，把握市場機會!

更多sic器件市場調(diào)研消息,可以點擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2022-2027年中國SiC和GaN功率器件行業(yè)市場環(huán)境與投資分析報告》。

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