1、碳化硅定义及分类

根据观研报告网发布的《中国碳化硅行业发展深度研究与投资趋势分析报告（2024-2031年）》显示，碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好。此外，碳化硅的硬度很大，莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石(10级)，具有优良的导热性能。

资料来源：观研天下整理

目前，工业生产的碳化硅分为黑碳化硅和绿碳化硅两种，都属于α-碳化硅。其中，黑碳化硅含SiC约95%，其韧性高于绿碳化硅，用于玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等加工抗张强度低的材料；绿碳化硅含SiC约97%以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金、光学玻璃、精磨高速钢刀具。

碳化硅分类

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2、碳化硅行业主要应用于新能源汽车、光伏等领域

现阶段，我国“十四五”规划已将碳化硅半导体纳入重点支持领域。随着国家“新基建”战略的实施，碳化硅半导体将在5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心等新基建领域发挥重要作用。

碳化硅属于第三代半导体材料，处于宽禁带半导体产业的前端，是前沿、基础的核心关键材料，在5G通信、国防应用、数据传输、航空航天、新能源汽车、光伏产业、轨道交通、智能电网等领域广泛应用。

我国碳化硅市场应用规模快速增长的主要驱动因素之一是新能源汽车市场的快速渗透，新能源汽车占行业下游应用市场的份额为38%。其次是消费类电源，占比为22%；光伏占据着15%的份额。

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3、碳化硅受新能源汽车厂商热捧，助力行业渗透率上升

具体来看，在新能源汽车领域，碳化硅凭借高效率、高功率密度等优异特性，能有效提升续航、节省电池成本。自2019年来，包括保时捷、小鹏汽车、理想汽车、极氪汽车、阿维塔、问界等整车品牌，都已经推出800V高压系统，其中的关键就是碳化硅，其主要原因是搭载碳化硅功率器件的高压系统，普遍可以实现十多分钟即可将电池电量从10%充至80%。而且，由于碳化硅逆变器体积较小，还可搭载成本更低的冷却系统，从而降低整车成本。目前，我国新能源汽车主驱逆变器、车载OBC、DC/DC转换器已率先开启SiC SBD、SiC MOS的渗透。

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在此背景下，碳化硅受新能源汽车厂商热捧，加速推出搭载碳化硅的车型，助力行业加速渗透。在车企方面，根据数据，2023年，小鹏G6、极氪X、智己LS6等多款20-25万元价格段的标配碳化硅车型上市，未来仍将有同价格段车型如极氪007等上市。

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值得注意的是，大多数整车企业还扩大对于碳化硅功率器件的投入。例如，东风集团旗下的智新半导体碳化硅模块已于去年搭载于相关车型上；比亚迪也透露在开发碳化硅功率器件；10月22日，一汽红旗宣布，由研发总院新能源开发院功率电子开发部自主设计的碳化硅功率芯片完成首次流片。此外，斯达半导、中国中车、三安光电、华润微电子、派恩杰、芯聚能等企业也在布局车规级碳化硅产品。

4、800V车型渗透，充电桩升压、提效需求拉动碳化硅行业应用

而要满足新能源汽车快充需求，直流快充桩电压需要提升到800-1000V，所用功率器件耐压必须提高到1200V以上，适合应用碳化硅。此外，使用碳化硅器件还能降低拓扑复杂度，减少驱动配套电路数量与功率器件用量，对于运营商而言，应用SiC器件可以减少开关损耗，提升转换效率。因此，南方电网、巨湾技研、FreeWire、Rhombus等厂商已发布碳化硅技术为核心的充电桩项目，行业渗透率有望快速提升。

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5、碳化硅行业可提升光伏逆变器转换效率

光伏领域，根据相关资料可知，在50KW的组串式逆变器中，Si二极管被SiC二极管替代后有望实现0.3%的系统效率提升。目前，在光伏逆变器的DC/DC升压电路、DC/AC逆变电路中均有碳化硅器件的替代方案，同时应用端、功率器件及光伏逆变器厂商均积极推出相关产品。

资料来源：观研天下整理（WYD）