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一、新能源汽車滲透率不斷提升，SiC器件需求有望逐步放量
按照電學(xué)性能的不同，碳化硅襯底可分為半絕緣型碳化硅襯底和導(dǎo)電型碳化硅襯底兩類，這兩類襯底經(jīng)外延生長后主要用于制造功率器件、射頻器件等分立器件。
其中，半絕緣型碳化硅襯底主要應(yīng)用于制造氮化鎵射頻器件。通過在半絕緣型碳化硅襯底上生長氮化鎵外延層，制得碳化硅基氮化鎵外延片，可進(jìn)一步制成HEMT等氮化鎵射頻器件。
導(dǎo)電型碳化硅襯底主要應(yīng)用于制造功率器件。與傳統(tǒng)硅功率器件制作工藝不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化硅襯底上，需在導(dǎo)電型襯底上生長碳化硅外延層得到碳化硅外延片，并在外延層上制造肖特基二極管、MOSFET、IGBT等功率器件。
導(dǎo)電型襯底在功率器件中得到廣泛應(yīng)用，下游市場包括新能源汽車、光伏、高鐵、工業(yè)電源等領(lǐng)域。導(dǎo)電型碳化硅襯底主要應(yīng)用于制造功率器件，功率器件是電力電子行業(yè)的重要基礎(chǔ)元器件之一，廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備的電能轉(zhuǎn)化和電路控制等領(lǐng)域，涉及經(jīng)濟(jì)與生活的方方面面。碳化硅功率器件以其優(yōu)異的耐高壓、耐高溫、低損耗等性能，較好地契合功率器件的要求，因而在近年被快速推廣應(yīng)用，例如新能源汽車、光伏發(fā)電等領(lǐng)域。
新能源汽車消費(fèi)興起，滲透率不斷提升。2019年及之前，國內(nèi)新能源車消費(fèi)的主要驅(qū)動(dòng)力來自于補(bǔ)貼政策和B端需求。2020年以來，隨著特斯拉、比亞迪、蔚小理等終端車廠陸續(xù)推出高性價(jià)比車型，在外形、續(xù)航、智能化等方面的產(chǎn)品競爭力不斷提升，消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)汽車的接受程度進(jìn)一步提升，新能源汽車的產(chǎn)品競爭力也逐步成為驅(qū)動(dòng)新能源汽車消費(fèi)的主導(dǎo)因素。此外，為了應(yīng)對(duì)氣候問題，近年來全球主要國家陸續(xù)提出實(shí)現(xiàn)“碳中和”的日程表，其中我國在2020年提出2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和的目標(biāo)，在目標(biāo)的約束下，各國加快可再生能源的投資力度，積極推動(dòng)新能源汽車銷售。在需求以及“雙碳”政策的驅(qū)動(dòng)之下，全球新能源汽車銷售高速增長，2024年全球新能源汽車銷量達(dá)到1,823.6萬輛，同比增長24.4%。2024年中國新能源汽車銷量達(dá)到1,288.8萬輛，同比增長35.7%，占全球銷量比重由2023年64.8%提升至70.7%。
SiC器件應(yīng)用廣泛，性能優(yōu)勢明顯。在新能源汽車中，SiC器件主要應(yīng)用在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、車載充電系統(tǒng)（OBC）、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（車載DC/DC）、以及非車載充電樁。其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，SiC器件主要應(yīng)用在主逆變器上，與IGBT相比，能夠顯著降低電力電子系統(tǒng)的體積、重量和成本，據(jù)ST預(yù)計(jì)，SiCMOSFET的逆變器封裝尺寸較硅基IGBT減少50%以上；同時(shí)，在電動(dòng)車平均運(yùn)行狀態(tài)之下，SiC逆變器的效率也較IGBT高。據(jù)Wolfspeed預(yù)測，SiC逆變器能夠提升電動(dòng)車5%-10%的續(xù)航能力，同時(shí)節(jié)省400-800美元的電池成本。OBC以及電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)方面，SiC的應(yīng)用能夠有效降低開關(guān)損耗、提高極限工作溫度，進(jìn)而提升系統(tǒng)效率。
下游廠商積極采用SiC方案，需求有望逐步放量。2021年9月，特斯拉宣布Model3將搭載STSiC器件，全車共有48個(gè)SiCMOSFET用于主逆變器中。通過搭載SiC器件，特斯拉的逆變器效率從ModelS的82%提升至Model3的90%，同時(shí)降低了開關(guān)損耗，實(shí)現(xiàn)了續(xù)航能力的提升。隨著特斯拉率先導(dǎo)入SiC器件后，比亞迪、小鵬、蔚來、現(xiàn)代等多個(gè)終端廠商積極跟進(jìn)，其中比亞迪在2023年全面采用SiC器件替代IGBT。隨著終端車廠陸續(xù)采用SiC方案，SiC的需求有望逐步放量。
二、光伏新增裝機(jī)持續(xù)增長，逆變器用SiC前景可觀
積極推進(jìn)可再生能源建設(shè)，光伏新增裝機(jī)持續(xù)高增長。在“雙碳”目標(biāo)約束下，全球主要國家積極推進(jìn)可再生能源建設(shè)，提高可再生能源在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比，2024年球光伏新增裝機(jī)規(guī)模為451.9GW，其中，我國光伏新增裝機(jī)保持快速增長，2023年新增裝機(jī)規(guī)模為216.88GW，同比增長148.12，2024年為277.17GW，同比增長27.80%。
逆變器是光伏發(fā)電重要設(shè)備，目前多采用IGBT方案。光伏逆變器作為光伏電站的轉(zhuǎn)換設(shè)備，主要作用是將太陽電池組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電。光伏逆變器主要由功率模塊、控制電路板、斷路器、濾波器、電抗器、變壓器及機(jī)箱等組成。過去逆變器的功率器件多采用MOSFET器件，但由于MOSFET不適合用于高壓大容量的系統(tǒng)中，IGBT憑借其在中、高壓容量中的優(yōu)勢，已經(jīng)逐步取代MOSFET成為逆變器的核心器件。在光伏逆變器的應(yīng)用場景中，多采用IGBT單管或IGBT模塊方案。
SiC方案優(yōu)勢逐步凸顯，滲透率有望加速提升。使用SiCMOSFET或SiCMOSFET與SiCSBD結(jié)合功率模塊的光伏逆變器，轉(zhuǎn)換效率有望從96%提升至99%以上，能量損耗降低50%以上，設(shè)備循環(huán)壽命提升50倍，從而能夠縮小系統(tǒng)體積、增加功率密度、延長器件使用壽命、降低生產(chǎn)成本。截至2024年光伏逆變器中采用SiC方案的滲透率約為40%，預(yù)計(jì)到2040年將達(dá)到80%，行業(yè)前景可觀。