碳化硅行业分析
全文摘要1、碳化硅价格驱动与供需展望·提价核心驱动因素：本轮碳化硅提价主要受三重核心因素驱动：a. 补库存需求：去年底行业整体情绪偏悲观，全产业链库存处于低位，年后新能源车电动化趋势明确、光伏储能板块表现较好，带动衬底、外延、器件全环节补库存需求释放；b. AI电源新增需求：AI电源领域需求火爆，带来额外需求增量；c. 下游提前备货：下游客户已意识到半导体原材料涨价潮，即使当前需求不算旺盛或库存处于合理水位，也有意识增加备货。三重因素共同作用下，当前碳化硅处于供不应求、价格上行的状态。·价格走势预判：价格走势方面，海外碳化硅供应商已经率先开启提价。此前国内厂商虽普遍处于微利甚至亏损状态，涨价动力较强，但受海外尚未提价的约束，客户接受度低，涨价难以落地。海外提价后国内厂商涨价约束消除，目前海内外企业均处于涨价酝酿阶段或已实施提价，后续国内碳化硅价格有望随之上行。·中长期供需趋势：中长期供需格局方面，当前的供需紧张属于前期行业预期偏悲观、企业备货意愿低带来的供应链阶段性调整，供应链具备自我恢复能力。叠加今年海内外均有持续产能释放，预计2026年底碳化硅供给将逐步趋于充分，2027年行业整体将进入供过于求的状态。2、碳化硅下游应用市场分析·AI电源需求与渗透情况：当前AI电源领域碳化硅已实现起量，虽出货量在碳化硅下游领域中排第三第四位，但利润表现为各领域最优，下游客户对满足性能要求的产品价格敏感度低，本轮碳化硅涨价主要集中在AI电源领域。碳化硅在AI数据中心电源架构中的应用主要集中在PSU（一级电源，交流电转48伏直流电）、UPS两大环节，当前5.5千瓦电源已部分采用碳化硅，2027年8000瓦、12千瓦及以上高功率电源将在可应用超级模组的环节大量使用碳化硅。此外HVDC、SST等新型电源架构也均基于碳化硅器件开展研发。2026年AI电源碳化硅市场规模约3亿美金，后续增长潜力较大，对头部厂商的供应能力将形成较大挑战。·各应用市场规模：2026年碳化硅整体市场规模约50亿美金，三大核心应用领域规模占比情况如下：a. 汽车领域：是当前最大的碳化硅下游应用市场，占比达70%，对应约35亿美金，应用场景覆盖新能源车主驱、OBC、DCDC、充电桩等；b. 光伏储能领域：占比15%，对应约7-8亿美金，应用场景覆盖高压电池充放电、PCS等，该领域碳化硅国产化率较高；c. AI电源领域：规模约3亿美金。增速方面，AI电源是未来增长最快的细分领域，年复合增速可达50%以上，2025年规模仅约1亿美金，2027年预计达5-6亿美金，后续仍将保持50%-60%的年复合增长率，增长空间广阔。·下游领域竞争格局：AI电源领域碳化硅的技术门槛显著高于其他应用领域，其对器件全负载效率、可靠性的要求已超过车规领域：效率方面，要求器件在25%、50%、75%等全负载区间均达到效率标准，单一峰值效率达标无法满足要求，对器件技术细节要求极高；可靠性方面，AI电源全年持续运行，若器件故障可能影响AI模型训练、企业核心业务交易等，即使存在冗余备份，对器件可靠性的要求仍远高于汽车领域。当前AI电源碳化硅主流份额由英飞凌、Wolfspeed、安森美等海外头部厂商占据，除技术差距外，地缘政治因素、台系电源厂的供应链偏好也是核心原因。国内厂商当前直接切入AI电源供应体系存在难度，但可间接受益：海外头部厂商将产能优先向利润更高的AI电源领域倾斜，缩减在工业、汽车领域的报价激进程度，让出相应市场空间，国内优秀的衬底、外延、器件厂商可获得更多发展机会。3、碳化硅库存与衬底产业现状·行业库存水位：当前碳化硅全产业链衬底、外延、器件环节的库存仅1-2个月，而行业常规合理库存水位需3个月以上，因碳化硅生产周期较长，健康的库存水位需达到4个月以上，当前行业库存处于偏低水平。低库存状态下厂商不存在库存压力，价格支撑性较强，具备涨价动力。·六/八寸衬底对比：a. 价格对比：当前车规六寸衬底单价约2000元/片，八寸衬底单价约3600元/片，折算单位面积后两者价格基本持平；目前全行业衬底价格韧性较强，六寸衬底从成本端看已经没有太多降价空间，预计2026年底八寸衬底价格将降至3000元/片，届时八寸衬底单位面积成本将低于六寸。b. 技术突破：国内头部企业的八寸衬底性能已经超过Wolfspeed，国内衬底价格普遍较海外低1/4-1/3，实现了性能与价格的双重优势，技术层面已经完成全面突破。·国内衬底竞争优势：六寸衬底仍有3年左右的较强生命周期，当前行业产能主力仍为六寸，仅2-3家国内厂商有八寸衬底量产或在建产能，八寸衬底扩产会面临较大的财务压力，头部器件厂商虽有推动产能向八寸转移以提升经济效益的动力，但多数未布局八寸的企业优先选择求稳策略。国内八寸衬底全球出货量占比超50%，叠加今年车规碳化硅70%左右的应用市场集中在中国，海外厂商没有理由拒绝使用国内性价比更高的衬底产品，国内衬底在车端应用领域出海优势明显。4、衬底企业经营与行业竞争分化·衬底企业盈利展望：去年衬底企业盈利普遍较差，今年随着稼动率提升、价格保持坚挺，行业盈利将有所改善。但行业整体尚处于较长的调整阵痛期，想要实现盈利的大幅改善，核心约束条件是完成行业洗牌与六寸产能快速出清。同时企业不能仅依赖国内市场自然复苏，需积极开拓海外市场参与全球竞争，才能进一步提升盈利水平。·海外厂商经营压力：当前海外碳化硅厂商普遍面临较大经营压力，Wolfspeed作为全球唯一纯碳化硅厂商存在破产重组的潜在风险，罗姆等综合半导体厂商的碳化硅业务拖累也较为显著。压力来源主要有两点：一是国内头部器件厂商如芯联集成已在车厂实现上量，锁定了行业价格基准，叠加供过于求的市场环境，国内外厂商开启价格战压制海外厂商盈利空间；二是去年除中国外全球电动车需求疲软，海外厂商除特斯拉外核心市场仍在中国，需求支撑不足。目前仅具备多元化产品线的大厂可通过业务协同支撑经营，多数厂商需依托盈利性较好的AI电源业务缓解盈利压力，优化财务表现。·行业竞争分化情况：当前碳化硅衬底行业分化态势极为显著，开工率层面，头部衬底企业开工率达80%-90%，二线企业开工率约80%，三线企业开工率仅20%-30%。良率层面，头部厂商六寸衬底良率可达85%以上，中小厂商良率仅40%-50%，对应成本是头部企业的2倍，持续亏本经营下难以通过长期补贴维持运营。需求端客户更倾向选择产品稳定性强的头部厂商产品，中小厂商产品因性能、存续性风险不受市场认可，行业洗牌节奏加快，整体竞争格局已基本固化。今年海外厂商的涨价并非全行业基本面改善，汽车领域价格仍涨不动，实际调整为按不同客户、不同市场个案处理。5、衬底扩产与外延环节发展情况·八寸衬底良率与扩产：八寸衬底当前良率较低，仍有较大提升空间，良率提升是年底产品价格从当前3600元下降至3000元的核心支撑，价格低于3000元仍具备盈利空间。八寸良率偏低的核心影响因素并非设备，而是晶圆尺寸变大后工艺控制难度更高，相关工艺仍处于摸索阶段，需通过大量测试迭代推进，本质是实践积累的过程。国内八寸衬底核心玩家包括天岳、天科、烁科、金瑞电子（隶属于金盛机电），其中上市企业仅天岳一家；衬底生产设备已实现完全国产化，当前行业扩产所需设备短期内已基本采购完毕，暂未处于大规模采购设备的阶段。·外延环节技术难点：外延层是决定器件性能的核心环节，对缺陷的容忍度远低于衬底：衬底允许存在一定比例的缺陷，仅在大电流等极端负载场景下才会影响器件表现，而外延层若存在缺陷会直接导致器件损坏，是影响器件可靠性的核心要素。外延环节技术壁垒与设备相关性较高，此前国内厂商多采购带有海外技术背景的外延设备，工艺know-how也是重要影响因素；目前北方华创等国内厂商已可提供自主生产的外延设备，天科等衬底企业也已自主布局外延生产，外延环节毛利水平较为可观。·衬底出海与外延格局：国内衬底出海具备显著竞争优势，海外市场报价内卷程度低于国内，客户订单稳定性更强，盈利水平更健康。当前国内衬底产品性能已达到海外客户需求标准，车端主驱应用出海受地缘政治影响较小，已有头部企业实现批量供应，后续在AI等领域还有进一步拓展市场份额的机会。外延行业当前面临上下游双向挤压的潜在风险：此前产业链分工明确，衬底厂、外延厂、器件厂各司其职，当前衬底厂如天科已布局外延业务，器件厂也逐步将外延环节收回自主生产，一方面为把控器件核心性能，另一方面为获取外延环节的盈利，专业外延厂目前盈利状况尚可，但长期面临上下游切入的竞争压力，国内汉天、天域等外延厂商技术水平处于行业领先位置。6、高压器件与国内器件厂商进展·高压碳化硅技术瓶颈：高压碳化硅器件的技术瓶颈主要集中在外延层、器件设计、封装三大环节：a.外延层层面，1微米外延层约可承受100V电压，650V器件需生长6-7微米外延层，1200V器件需生长十几微米外延层，3300V器件需生长三十几微米外延层，且要求外延层零缺陷，对工艺一致性要求极高。15微米以上外延层（对应1200V以上器件）国内仍有较大差距，3000V以上超高压领域的外延设备、工艺均较为落后，此前缺乏对应应用布局；b.器件设计层面，国内经验主要集中在1200V、车规1500V器件领域，1700V器件因量产规模小、电流小表现尚可，更高压器件基本无经验积累；c.封装层面，高压器件封装挑战较大，国内在1800V系统、1200V模块领域经验丰富、出货量大，但更高压封装环节存在明显欠缺。目前国内在1200V-1700V车规器件领域已实现突破，技术成熟，车规领域整体进步显著，固态变压器等新应用领域虽有挑战但也存在发展机遇。·国内器件厂商竞争格局：国内碳化硅器件厂商竞争梯队清晰，国产化进展显著：a.第一梯队为芯联集成，是国内碳化硅器件领域最领先企业，与海外技术差距已大幅缩小，已在多家主流车厂定点量产，产品经过上量验证已被广泛认可，今年将拿到较多市场份额。其兼具代工与IDM属性，碳化硅产品拥有自有品牌，同时对外提供代工、封装服务，比亚迪等厂商均在其处开展代工合作；b.三安光电与意法半导体的合资项目中，核心技术由意法半导体主导，三安光电主要负责出资、出地、提供衬底，仅可少量学习借鉴相关技术；c.方正微依托华为技术发展，在华为供应链内表现较好；士兰微、时代电气等企业属于第二梯队，竞争力较第一梯队有一定差距。国产器件突破对海外厂商形成明显价格约束，同类产品海外厂商定价仅能比国内厂商高20%左右。目前车规碳化硅全产业链（封装、器件、外延、衬底）均已实现国产化突破，进入规模化发展阶段。7、新兴应用市场空间与技术趋势·行业发展核心驱动：应用需求是碳化硅行业发展的核心驱动，若相关需求由海外厂商主导，国内供应链切入难度较高，本土需求释放则将对国内全产业链形成明确利好。当前国内新能源汽车、高压器件、AI电源等新兴需求持续涌现，将带动国内碳化硅配套供应链升级。国内碳化硅行业已完成零到一的突破，具备覆盖设备、硬件、软件、人才、应用测试等环节的完善产业链配套环境，未来随着本土需求持续释放，行业技术升级节奏将加快，发展确定性较强。·SST领域价值量澄清：市场对SST领域碳化硅价值量存在明显误判，传闻中SST领域碳化硅价值占比达30%、单瓦价值约3元的测算逻辑不成立。经实际拆机及行业验证，SST领域碳化硅实际价值约为每千瓦5美金，仅为市场传闻数值的1/30，行业实际空间远低于预期。测算依据：a. 拆解220千瓦设备可知，共采用32颗1200伏八毫欧、32颗2000伏十二毫欧碳化硅器件，合计64颗，单颗按16美金高估计算，总价值约1000美金，折算每千瓦约5美金；b. 参考车载应用情况，200千瓦车载逆变器碳化硅价值约200美金，折算每千瓦约1美金，电力电子领域碳化硅单位价值普遍不超每千瓦10美金。当前SST用碳化硅仍以海外厂商供应为主，主要系下游客户第一版方案优先求稳，符合行业发展规律。·其他新兴应用趋势：一是AI电源领域半导体材料应用趋势：碳化硅仅适用于AI电源高压侧环节，氮化镓可应用于AI电源第二级IBC、最后一级POL等更靠近GPU供电的环节，市场空间显著优于碳化硅。当前氮化镓核心厂商中，国内代表为英诺赛科，海外代表包括英飞凌、纳维塔斯，650伏以下是氮化镓更适配的应用场景。二是碳化硅在IR芯片封装领域的应用：目前行业对该应用方向仍存在争议，尚未形成明确共识，即便后续技术问题得到解决，也仅会在高端平台应用，无法取代全部硅基方案，短期放量规模较小。Q&AQ: 海外主要碳化硅企业今年经历两轮提价的主要驱动因素是什么？未来价格走势如何展望？A: 提价主要受三重因素驱动：一是行业前期库存水位偏低，叠加电动车、光伏储能等下游需求复苏，形成补库存需求；二是AI电源领域需求快速增长带来额外增量；三是下游客户担忧后续涨价而主动提前备货。当前碳化硅市场仍处于供不应求状态，海外供应商已实施涨价，国内企业亦有跟涨动力，但需分行业与应用场景看待，汽车领域涨价难度较大，AI电源等高利润场景成为涨价主要落地点。
Q: 当前碳化硅行业是否仍处于供不应求状态？后续价格是否具备继续上涨基础？A: 目前行业整体仍呈供不应求态势。海外供应商已率先提价，国内企业因前期微利或亏损亦有较强涨价诉求，但需海外涨价形成市场共识后方能落地。需注意行业存在结构性差异：AI电源领域因性能与可靠性要求高、利润空间大，成为涨价与缺货主要场景；汽车领域则因客户压价能力较强，价格基本维持平衡。短期价格仍有上行动力，但中长期看，随着海内外产能持续释放，预计至年底供需关系将逐步缓解，明年可能转向供过于求。
Q: 碳化硅在AI数据中心电源中的具体应用环节是什么？当前是否已实现规模化应用？A: 碳化硅主要应用于数据中心电源的PSU及UPS环节。当前主流方案为5.5kW PSU，部分已采用碳化硅；明年8kW、12kW及以上高功率方案将普遍采用碳化硅器件。此外，在HVDC架构及SST研发中亦有布局。市场已进入起量阶段：2024年全球AI电源碳化硅市场规模约3亿美元，2025年预计达5–6亿美元，虽占碳化硅总市场比例不高，但因订单集中、增长迅猛，对头部供应商产能形成显著压力。
Q: 2024年全球碳化硅在新能源汽车、光伏储能及AI电源领域的市场规模分布如何？A: 2024年全球碳化硅器件市场规模预计约50亿美元。其中新能源汽车领域占比约70%，规模约35亿美元；光伏储能领域占比约15%，规模约7–8亿美元；AI电源领域规模约3亿美元。汽车仍是当前最大应用市场，但AI电源因高毛利与高增长性成为行业关注焦点。
Q: 六英寸与八英寸碳化硅衬底在价格、成本趋势及技术竞争力方面有何差异？A: 当前车规级六英寸衬底单价约2000元/片，八英寸约3600元/片，按单位面积折算价格基本持平。六英寸成本下降空间有限；八英寸预计至2024年底单价可降至3000元以内，单位面积成本将优于六英寸。技术层面，国内头部企业八英寸衬底性能已超越Wolfspeed，价格较海外低25%–33%，全球出货量占比超50%。行业趋势明确向八英寸迁移，但六英寸因产线成熟、需求稳定，预计仍有约三年生命周期。
Q: 当前碳化硅行业整体库存水位如何？与健康水平相比处于何种状态？A: 目前衬底、外延、器件各环节库存周期普遍为1–2个月，显著低于健康水平。低库存水位叠加需求回升，构成企业提价的重要动因。国内厂商因库存压力小，议价能力增强，亦支撑短期价格坚挺。
Q: 碳化硅衬底环节当前开工率与良率分化情况如何？A: 行业分化显著：头部企业开工率达80%–90%；二线企业约80%；三线企业仅20%–30%。良率直接影响成本与竞争力，低良率企业因成本高、售价受限持续亏损，客户亦因稳定性与供应链持续性担忧而倾向选择头部供应商，加速行业洗牌。
Q: 天岳先进八英寸与六英寸碳化硅衬底的当前良率水平及提升空间如何？A: 天岳先进六英寸衬底良率超85%，八英寸良率约60%。八英寸良率仍有较大提升空间，主要受限于晶圆尺寸增大带来的工艺控制难度，需通过持续工艺调试与实践积累优化。良率提升是推动八英寸成本下降至3000元以下的关键路径。
Q: 碳化硅外延环节的核心技术难点与产业趋势是什么？A: 外延层直接决定器件(各行业公司调研纪要星球：73292698）性能与可靠性，其质量要求高于衬底。核心难点在于工艺一致性控制，尤其在高压器件场景下挑战更大。产业趋势呈现两方面：一是设备依赖度高，北方华创等国产设备厂商进步显著；二是产业链垂直整合加速，衬底厂与器件厂纷纷自建外延能力以保障性能并获取利润，导致独立外延厂面临上下游挤压，盈利风险上升。
Q: 高电压等级碳化硅器件在技术成熟度与国产化方面进展如何？A: 高电压器件对衬底缺陷控制、外延层均匀性、器件设计及封装提出极高要求。国内在1200V–1700V车规级模块领域已实现规模化应用与技术突破，但在超高压外延工艺、器件设计及高压封装方面与海外仍有差距。固态变压器等新兴应用尚处研发与样机阶段，需产业链协同攻关，但中国制造业基础与应用需求有望推动后续突破。
Q: SST中碳化硅器件的实际成本占比与市场空间是否被高估？A: 市场存在明显高估。经拆机测算，碳化硅在SST中成本占比远低于部分研报宣称的30%，实际价值量约每千瓦5美元。以220kW设备为例，使用64颗碳化硅器件总成本约1000美元，折合每千瓦约5美元。该领域当前仍以海外器件方案为主，国内企业处于技术跟进阶段。行业需避免以重要性直接推导成本占比，应基于实测数据理性评估市场空间。
Q: 1200伏碳化硅器件的当前市场价格水平如何？A: 1200伏8毫欧器件单价约7–8美元，2000伏12毫欧器件约10–12美元。结合AI电源等应用场景拆解，碳化硅器件在系统中的价值量普遍为每千瓦数美元量级，符合电力电子领域高压环节器件价值密度规律。需注意，越靠近负载端，氮化镓在AI电源中的应用潜力与价值量可能高于碳化硅。
Q: 碳化硅在IR芯片封装中的应用前景如何？A: 该应用存在技术探讨与高端场景需求，但尚未形成明确产业化路径。技术挑战较多，且难以替代硅基方案在多数场景的应用。即使未来实现突破，预计也仅限于特定高端领域，整体市场规模有限，不会成为碳化硅主流应用方向。
