半导体行业呈现垂直化分工格局,上游包括半导体材料、半导体制造设备等;中游为半导体生产,具体可划分为芯片设计、晶圆制造、封装测试。碳化硅领域,也是如此。碳化硅材料具有高导热的材料特性,可在高温环境下正常运作。碳化硅功率器件具有耐高压、高频操作的优势。碳化硅器件可改善系统效率、可靠性,提升系统功率密度,小型化电力电子系统。在高可靠性要求的工业应用、高效电力系统、伺服电源及电力汽车等领域,碳化硅材料比其他新兴材料更具明显优势并被广泛应用。
本文研究碳化硅器件的晶圆制造环节,按照企业模式可以分为IDM模式和Foundry代工模式。目前碳化硅整个产业链以IDM模式主导,不过近几年有更多企业逐渐进入碳化硅代工领域,目前中国代表性的Foundry有芯联集成、上海积塔、方正微、安徽长飞先进半导体、上海华力微、广东芯粤能半导体等企业。中国代表性的IDM企业包括三安半导体、士兰微、中电国基南方等。
根据QYResearch最新调研报告显示,预计2032年全球碳化硅晶圆制造市场规模将达到7090百万美元,未来几年年复合增长率CAGR为22.36%。
主要驱动因素:AI算力崛起与新能源基本盘双轮驱动
进入2026年,碳化硅晶圆制造市场最显著的驱动力来自于
人工智能算力需求爆发与新能源汽车、光伏等传统优势领域的双重共振。一方面,AI芯片功耗密度急剧攀升,先进封装CoWoS面临的“功耗墙”问题成为制约性能释放的核心瓶颈,而碳化硅凭借其高达4.9W/cm·K的热导率(约为硅的3倍)和低热膨胀系数,成为替代硅基中介层材料的理想散热方案。据测算,若台积电CoWoS产能中有30%采用碳化硅方案,即可催生超过10亿美元的潜在市场空间,这为碳化硅开辟了远超传统功率器件的增量市场。另一方面,新能源汽车仍是基本盘,800V高压平台渗透率持续提升,碳化硅主驱逆变器已成为小鹏、极氪等车型的标配;同时光伏储能领域对逆变器效率的极致追求也在稳步拉动需求。这种“新旧动能切换”使得碳化硅产业从单一的新能源依赖转向“算力β+新能源α”的双轮驱动增长通道,市场预期2030年全球碳化硅功率器件市场规模将接近100亿美元。
主要发展机遇:全球格局重构与中国企业的“超车”窗口
当前碳化硅产业正经历前所未有的供给格局重塑,为中国企业提供了历史性机遇。2025年,海外龙头企业Wolfspeed因扩产节奏过快、成本控制不力而陷入破产重组,日本JS Foundry也申请破产,全球供应链主导权加速向中国转移。与此同时,中国厂商在技术端率先突破12英寸(300mm)碳化硅衬底研发——露笑科技、天岳先进等企业已相继完成12英寸单晶样品制备及中试验证,而Wolfspeed虽也宣布12英寸突破,但产业化进程受重组影响而迟滞。12英寸意味着单片晶圆芯片产出量大幅提升,是未来摊薄成本、实现规模化应用的关键。此外,中国企业在8英寸衬底量产、液相法(LPE)长晶技术等领域的进展也在缩小与海外巨头的代际差距。在国产化设备端,高测股份等企业已实现8英寸碳化硅金刚线切片机的批量销售,切割效率与良率持续提升,逐步摆脱对进口设备的依赖。全球碳化硅衬底市场中,中系厂商整体份额已逼近40%,并开始批量进入准入门槛极高的日本市场,推动日欧功率大厂启动供应链多元化切换。
主要阻碍因素:成本瓶颈、良率爬坡与应用落差的“持久战”
尽管前景广阔,2026年碳化硅晶圆制造仍面临严峻的现实阻碍,业界普遍认为这是一场考验材料科学、制造工艺与成本控制的“持久战”。首先,成本端差距悬殊:目前6英寸碳化硅衬底价格约2000元,8英寸约4000-5000元,而12英寸硅衬底仅800-1000元,碳化硅的高昂成本仍是大规模替代硅材料的核心障碍。其次,良率与工艺挑战严峻:全球8英寸衬底平均良率不足50%,高品质衬底生长难、缺陷多导致“成本-性能-可靠性”三角难题尚未破解;碳化硅硬度极高,刻蚀工艺必须采用高能量CCP刻蚀,难以像硅那样实现精细线宽加工,设备端的小线宽工艺仍处起步阶段。再次,先进封装领域应用被高估:尽管AI散热需求迫切,但产业分析师指出,将碳化硅直接替代硅作为复杂中介层显著高估了技术现状,短期内SiC更可能作为高性能散热衬底用于极端场景,而非大规模导入先进封装产线。此外,行业正处于材料端洗牌期,结构性过剩与价格战压力并存,业内普遍预期本轮洗牌将在2026年末基本结束,在此之前,企业将面临资金、技术与市场的多重煎熬。