以材为介引领未来
如今，科技互联网正在告别信息化的红利，我们站在第四次工业革命的起点。人工智能、5G技术、新能源、新材料等新技术成为时代的宠儿。而这一切都离不开半导体行业的发展，就在半导体行业中，有一种材料，成为了当今半导体发展的关键，他便是碳化硅（SiC）。
01半导体材料的发展
半导体材料是制成集成电路和半导体器件的电子材料。核心分为以下三代半导体材料：
1、第一代为元素半导体材料：主要为锗（Ge）和硅（Si）,为半导体最常用的材料，起源于20世纪50年代，主要应用于低压、低频、中功率晶体管、光电探测器等，该代半导体材料的出现，奠定了微电子产业的基础。2、第二代为化合物半导体材料：主要为砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等，是4G时代的大部分通信设备的材料，主要应用于微波、毫米波器件、发光器件，起源于20世纪90年代，该代半导体材料的出现，奠定了信息产业的基础。3、第三代则为宽禁带材料：主要为碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（AIN）、金刚石（C）、氧化锌（ZnO）等，是新能源、光伏、电力电子方面的主要材料，主要应用于高温、高频、抗辐射、大功率器件；同时应用于蓝、绿、紫发光二极管、半导体激光器等。近些年，世界各国均在陆续布局、产业化进程加速崛起。碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料的核心，主要用于功率+射频器件，适用于V以上的高压场景，包括光伏、新能源汽车、充电桩、风电、轨道交通等等电力电子领域。
科技未来02优秀的碳化硅材料
碳化硅（SiC）是制作高温高频、大功率高压器件的理想材料之一。主要由硅元素和碳元素组合而成的一种化合物半导体材料。同第一代半导体材料硅（Si）相比，其禁带宽度是硅（Si）的3倍；击穿电压为其8-10倍；导热率是其4-5倍；电子饱和漂移速率为硅的2-3倍。在耐高压、耐高频、耐高温方面，具有独特优势。
耐高压特征：阻抗更低，禁带宽度更宽，能承受更大的电流和电压，带来更小尺寸的产品设计和更好效率；
耐高频特征：不存在电流拖尾现象，能够提高元件的开关速度，是硅（Si）开关速度的3-10倍，从而适用于更高频率和更快的开关速度；
耐高温特征：碳化硅（SiC）拥有非常高的导热率，相较硅（Si）来讲，能在更高的温度下工作。
资料来源：今日半导体
03碳化硅产业链初探
碳化硅（SiC）产业链主要包括了上游衬底、外延环节；中游的器件和模块制造环节；下游的应用环节。其中衬底的制造是产业链技术壁垒最高、价值量最大的环节，也是未来SiC大规模产业化推进的核心。
1、衬底：价值量最高，约为46%，是最为核心的环节。由碳化硅（SiC）粉经过长晶、加工、切割、研磨、抛光、清洗环节最终形成衬底。其中碳化硅（SiC）晶体的生长为核心工艺，核心难点在提升良品率。类型可分为导电型、半绝缘型衬底，分别用于功率和射频器件领域。
2、外延：价值量占比约23%。在衬底上面再覆盖一层薄膜以满足器件生产条件。其中导电型碳化硅（SiC）衬底用于碳化硅（SiC）外延，生产功率器件用于电动汽车和新能源领域。半绝缘型碳化硅（SiC）衬底用于氮化镓外延，生产射频器件用于5G通信等领域。
3、器件制造：价值量占比约20%（包括了设计、制造、封装环节）。产品包括了碳化硅（SiC）二极管、碳化硅（SiC）MOSFET、全碳化硅（SiC）模块、碳化硅（SiC）混合模块。
4、应用：导电型碳化硅器件主要用于电动汽车、光伏、轨道交通、充电桩等；半绝缘碳化硅器件主要5G通信、数据传输、航空航天、国防军工等等。
下图为碳化硅（SiC）产业链的梳理，从国内和国际两方面分别就碳化硅产业链的各个环节的生产厂家进行了汇总。
碳化硅（SiC）产业链梳理图