碳化硅傳統(tǒng)需求增長乏力，半導(dǎo)體材料領(lǐng)域有望成為碳化硅產(chǎn)業(yè)增長的突破口【圖】

    碳化硅以硅石、無煙煤、石油焦碳等為主要原料，在高溫電阻爐里形成，呈黑色或綠色，碳化硅產(chǎn)品主要分為黑碳化硅及綠碳化硅。碳化硅脆而鋒利，具有高溫?zé)岱€(wěn)定性、高熱傳導(dǎo)性、耐酸堿腐蝕性、低膨脹系數(shù)、抗熱震好等等一系列的優(yōu)良性能。目前被廣泛應(yīng)用于耐火材料、鑄造、磨料、陶瓷、電子及其他領(lǐng)域。

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碳化硅主要用途

資料來源：智研咨詢整理

    據(jù)統(tǒng)計，我國碳化硅企業(yè)200多家，碳化硅行業(yè)產(chǎn)能在220萬噸左右，碳化硅生產(chǎn)企業(yè)主要分布在甘肅、寧夏、青海、新疆、河南、四川、貴州、湖北等地區(qū)。

    而目前國內(nèi)市場對碳化硅的需求僅為70多萬噸，主要用于低附加值的磨料磨具、耐火材料領(lǐng)域，國內(nèi)高端領(lǐng)域市場如智能電網(wǎng)、新能源汽車、軍用電子系統(tǒng)等由于尚處于發(fā)展初期對碳化硅的市場還未完全打開，因此我國碳化硅行業(yè)目前面臨著產(chǎn)能過剩，新設(shè)備、新廠區(qū)開工不足的局面。

    智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國碳化硅行業(yè)市場運(yùn)營態(tài)勢及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示：2017年我國碳化硅產(chǎn)量為108萬噸，其中黑碳化硅產(chǎn)量為100萬噸，2017年甘肅地區(qū)黑碳化硅產(chǎn)量約為40萬噸，寧夏地區(qū)黑碳化硅產(chǎn)量約為34萬噸，青海地區(qū)黑碳化硅產(chǎn)量約為3萬噸，內(nèi)蒙古地區(qū)黑碳化硅產(chǎn)量約為2.5萬噸，黑龍江地區(qū)黑碳化硅產(chǎn)量約為1.7萬噸，湖北以及四川地區(qū)均在1.5萬噸左右。2017年我國綠碳化硅產(chǎn)量下滑至8萬噸，新疆綠碳化硅產(chǎn)量約為4.5萬噸，青海綠碳化硅產(chǎn)量約為3.5萬噸。

2011-2017年我國碳化硅產(chǎn)量走勢圖

資料來源：智研咨詢整理

2017年我國主要省市黑碳化硅產(chǎn)量統(tǒng)計圖

資料來源：智研咨詢整理

2017年我國主要省市綠碳化硅產(chǎn)量統(tǒng)計圖

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    根據(jù)海關(guān)發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)2017年我國碳化硅進(jìn)口數(shù)量為0.13萬噸，年度出口數(shù)量為30.91萬噸，國內(nèi)碳化硅表觀消費量僅為77.22萬噸。

2011-2017年我國碳化硅供需平衡走勢圖

資料來源：智研咨詢整理

2009-2017年我國碳化硅進(jìn)出口統(tǒng)計

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    半導(dǎo)體材料的種類繁多，無論是單質(zhì)或是化合物，還是無機(jī)物或有機(jī)物，都可以作為半導(dǎo)體材料。從化學(xué)式上來看，半導(dǎo)體材料可分為單質(zhì)半導(dǎo)體及化合物半導(dǎo)體兩大類，單質(zhì)半導(dǎo)體包括硅（Si）、鍺（Ge）等，化合物半導(dǎo)體包括砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）等。

三代半導(dǎo)體及應(yīng)用分類

資料來源：智研咨詢整理

    第二和三代半導(dǎo)體統(tǒng)稱為化合物半導(dǎo)體，化合物半導(dǎo)體材料制成的高頻、高速、防輻射的高溫器件，通常應(yīng)用于激光器、無線通信、光纖通信、移動通信、軍事電子等領(lǐng)域。

三代半導(dǎo)體材料的物理特性對比

資料來源：智研咨詢整理

    碳化硅具有禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、電子飽和漂移速率大、臨界擊穿電場高、介電常數(shù)低及化學(xué)穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點，是新世紀(jì)有廣闊發(fā)展?jié)摿Φ牡谌滦桶雽?dǎo)體材料。碳化硅晶片和外延襯底在通信、汽車、電網(wǎng)、航空、航天、石油開采以及國防等各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

    當(dāng)前碳化硅這種物理化學(xué)性能優(yōu)異的新型材料越來越應(yīng)用廣泛，隨著碳化硅產(chǎn)量的快速提升，其生產(chǎn)成本將不斷下降，優(yōu)異的性能將使得碳化硅在功率器件領(lǐng)域逐步實現(xiàn)對Si半導(dǎo)體的替代。面對晶體市場，電源管理元件市場，晶片市場，碳化硅半導(dǎo)體材料未來發(fā)展和替代空間巨大。

    碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)屬于朝陽產(chǎn)業(yè)，碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要強(qiáng)大的資金支持。歐洲、美國、日本通過國家項目支持，實現(xiàn)快速產(chǎn)業(yè)化。歐洲實行以設(shè)備設(shè)計需求定制器件研發(fā)的大集團(tuán)合作方式，取得了不少成果；美國政府高度重視，投入巨資，大力支持Cree等領(lǐng)軍企業(yè)，目前占據(jù)碳化硅技術(shù)前沿，并已將碳化硅器件應(yīng)用于國防及航空航天等重要領(lǐng)域；日本推行以應(yīng)用為導(dǎo)向，降低成本的產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略，也取得了極大的成效。

    我國是全球最大的碳化硅應(yīng)用市場，但我國的碳化硅產(chǎn)業(yè)很不完善，國內(nèi)從事碳化硅材料及器件研發(fā)制造的多為高校和科研院所，產(chǎn)業(yè)化能力缺乏。中國要發(fā)展碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，同樣需要政府投入，需要產(chǎn)、學(xué)、研的合作，需要材料、器件和封裝產(chǎn)業(yè)鏈的整合。
可以預(yù)見碳化硅未來最大的應(yīng)用市場在中國，行業(yè)參與者要抓住這個契機(jī)，盡快推進(jìn)碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成熟，改變我國半導(dǎo)體行業(yè)一直落后于美日歐等發(fā)達(dá)國家的局面。