碳化硅作为第三代半导体材料的代表，有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等特点，由其制成的半导体器件在高温、高压、高频大功率的环境下具备良好的性能表现，被广泛应用于汽车、工业与能源、5G建设等领域。

作为第三代半导体材料的代表，碳化硅（SiC）技术优势的主要表现：①其宽禁带特性有助于提高碳化硅器件的稳定性，使其具备良好的耐高温性、耐高压性和抗辐射性，显著提升器件功率密度，从而利于系统散热与终端小型轻便化；②其高击穿电场强度特性有助于提高碳化硅器件的功率范围，降低通电电阻，使其具备耐高压性和低能耗性，利于器件薄化的同时提高系统驱动力；③其高饱和电子漂移速率特性意味着较低的电阻，显著降低能量损失，简化周边被动器件，大幅提升开关频率同时提高整机效率。

碳化硅半导体产业链由衬底制造、外延、器件和应用四个环节组成。

衬底

衬底碳化硅粉经过长晶、加工、切割、研磨、抛光、清洗环节最终形成衬底。另外，从电化学性质差异来看，碳化硅（SiC）衬底材料可以分为半绝缘型衬底和导电型衬底。它们的各自特征：①半绝缘型SiC衬底。该衬底产品主要应用于制造氮化镓射频器件、光电器件等，目前主流规格为4~6英寸；②导电型SIC衬底。该衬底产品主要应用于制造功率器件，目前主流的衬底产品规格为6英寸。

这两类衬底经外延生长后分别用于制造功率器件、射频器件等分立器件。

外延

外延是指在碳化硅衬底的表面上生长一层质量更高的单晶材料。其中，在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层，称为异质外延；在导电型碳化硅衬底表面生长一层碳化硅外延层，则称为同质外延。应该看到，外延是整个产业中的一种非常关键的环节，从图1看出：①通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成高电子迁移率晶体管（HEMT）等氮化镓射频器件；②通过在导电型衬底上生长碳化硅外延层得到碳化硅外延片，并在外延层上制造肖特基二极管、金氧半场效晶体管（
Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT）等功率器件，所以外延的质量对器件的性能影响非常大，对产业的发展起到非常关键的作用。

器件及应用

按照电学性能的不同，碳化硅材料制成的器件分为导电型碳化硅功率器件和半绝缘型碳化硅器件，两种类型碳化硅器件的终端应用领域不同：①导电型碳化硅功率器件主要用于电动汽车、光伏发电、充电桩等基础建设；②半绝缘型碳化硅基射频器件主要用于5G通信、车载通信、国防应用、数据传输、航空航天。

市场

根据美国Wolfspeed公司的预测，2022年全球SiC器件市场规模为43亿美元，未来随着碳化硅器件在新能源汽车、工业与能源、通讯等领域渗透率提升，碳化硅器件市场规模有望持续提升，预计到2026年市场规模将增长至89亿美元，对应年复合增长率（CAGR）为19.9%。其中碳化硅的功率器件市场规模约60亿美元，碳化硅的射频器件市场规模约29亿美元，这也与2022年功率器件22亿美元、射频器件21亿美元的市场结构相比，将产生较大变化。

中国碳化硅产业链相对起步较晚，但是后续发展潜力巨大，同时中国作为全球新能源汽车以及光伏行业的最重要推动方，碳化硅产业在中国也将迎来快速发展，预计2026年碳化硅器件市场规模将达到41亿美元，其中，碳化硅功率器件市场规模将达到29亿美元。

附碳化硅半导体产能扩产情况：