2025 科创板碳化硅材料产业发展分析

2025科创板碳化硅材料产业发展分析前言从“卡脖子”到“新引擎”，碳化硅材料的战略突围之路在全球能源转型与数字经济加速渗透的背景下，高功率、高频、耐高温的半导体材料成为推动产业升级的核心基石碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料的代表，凭借其击穿场强高、热导率高、禁带宽度大等特性，在新能源汽车、光伏储能、5G通信、智能电网等领域展现出不可替代的价值2025年，随着“双碳”目标深入推进、新基建投资持续加码，碳化硅材料产业正迎来从技术突破到规模应用的关键转折期科创板作为国内硬科技企业的“孵化器”，自设立以来已聚集了一批碳化硅领域的创新力量从天岳先进（国内首家碳化硅衬底上市企业）到露笑科技、三安光电等企业的持续投入，科创板不仅为碳化硅材料企业提供了资本支持，更通过市场化机制加速了技术成果转化本文将从行业战略价值、发展现状、核心瓶颈、未来趋势及科创板企业发展路径五个维度，全面剖析2025年碳化硅材料产业的发展态势，为行业参与者提供深度参考

一、行业背景与战略价值为什么碳化硅是“必争之地”？

（一）碳化硅材料的核心优势重构功率器件性能边界碳化硅（SiC）是由硅（Si）和碳（C）组成的化合物半导体，其晶体结构为闪锌矿型，具有与金刚石相似的共价键结构，因此具备优异的物理化学性能高击穿场强禁带宽度为

3.26eV，是硅材料的3倍以上，击穿场强可达

2.5×10⁶V/cm，可承受更高电压，减少器件体积；第1页共11页高热导率热导率约490W/m·K，是硅材料的3-5倍，散热能力强，器件工作温度可提升至600℃以上，可靠性显著优于传统硅基器件；高频高功率特性介电常数低、电子饱和漂移速度快，适用于高频（100MHz以上）、高功率（kW级以上）场景，可降低开关损耗，提升能源转换效率以新能源汽车逆变器为例，采用碳化硅器件后，系统效率可从硅基器件的95%提升至98%以上，续航里程增加5%-8%，同时器件体积缩小30%，成本降低15%-20%这种性能跃升，正是碳化硅材料成为“功率器件革命”核心驱动力的根本原因

（二）下游应用场景爆发从消费电子到国家战略碳化硅材料的应用已从早期的航空航天、军工等高端领域，逐步向新能源、通信、工业等大规模市场渗透，形成“多点开花”的格局新能源汽车逆变器、车载充电机（OBC）、DC/DC转换器等核心部件是碳化硅的最大应用场景2025年全球新能源汽车渗透率预计突破30%，带动碳化硅器件需求激增据Yole数据，2024年全球车用SiC市场规模约12亿美元，2025年有望突破20亿美元，年复合增长率超40%；光伏与储能光伏逆变器、储能变流器（PCS）对高可靠性、高效率的需求，推动碳化硅在新能源发电侧的应用国内光伏装机量连续多年全球第一，2025年新增光伏装机预计达100GW，带动SiC市场规模超15亿美元；第2页共11页5G与通信基站电源、数据中心UPS等场景对高功率密度电源的需求，推动碳化硅在通信领域的应用2025年国内5G基站建设将达300万个，碳化硅电源模块市场规模预计超8亿美元；智能电网与工业控制柔性直流输电、新能源并网等智能电网升级，以及工业电机驱动、伺服系统等领域，对高电压、高可靠性的需求，进一步打开碳化硅市场空间

（三）国家战略层面的“卡脖子”突破从“跟跑”到“并跑”在全球半导体产业竞争加剧的背景下，碳化硅材料是我国实现“换道超车”的关键领域之一当前，全球碳化硅产业主要由美国、欧洲、日本主导，国际巨头如Wolfspeed（美国Cree子公司）、II-VI（美国）、ROHM（日本）等已实现6英寸衬底量产，8英寸研发进展加速而我国在碳化硅材料领域起步较晚，但凭借政策支持与市场需求驱动，正从实验室走向产业化国家层面，“十四五”规划明确将第三代半导体材料列为重点发展领域，《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》《“东数西算”工程总体方案》等文件持续释放政策红利2023-2025年，国内碳化硅产业相关扶持资金超500亿元，地方政府（如湖南、江苏、安徽等）通过税收优惠、土地支持等方式吸引企业落地这种“政策+市场”的双轮驱动，为国内碳化硅企业提供了加速发展的土壤

二、2025年产业发展现状技术突破与市场扩容的“双主线”

（一）技术进展从实验室到产线的“跨越”衬底技术大尺寸化与低缺陷并行衬底是碳化硅产业链的核心环节，其质量直接决定器件性能与成本2025年，国内衬底技术已实现突破第3页共11页尺寸升级天岳先进6英寸衬底良率达85%以上，量产规模超10万片/年；露笑科技6英寸导电型衬底量产，8英寸实验线成功拉出30mm长晶；三安光电6英寸衬底良率突破90%，进入车规级验证阶段；缺陷控制国内企业通过改进长晶工艺（如PVT法优化），将衬底中微管密度（CTD）降至

0.5cm⁻²以下，外延层位错密度（Threading DislocationDensity,TDD）控制在1×10⁶cm⁻²以下，接近国际先进水平（Wolfspeed6英寸衬底TDD约5×10⁵cm⁻²）；导电型衬底突破国内企业在N型导电衬底技术成熟的基础上，P型、半绝缘型衬底研发加速，天岳先进P型衬底已用于肖特基二极管制造，半绝缘型衬底进入射频器件测试阶段外延与器件制造国产化替代加速外延是衬底到器件的关键中间环节，国内企业通过引进国际技术与自主研发结合，逐步实现突破外延片质量天岳先进、露笑科技的6英寸外延片电子迁移率达1000cm²/V·s以上，载流子浓度1×10¹⁶cm⁻³，满足车规级MOSFET要求；器件类型国内已实现SiC MOSFET（650V/1200V）、肖特基二极管（SBD）量产，产品良率达90%以上，成本较2020年下降40%；斯达半导、士兰微等企业的车规级SiC模块已通过新能源汽车厂商验证，进入小批量装车阶段；设备国产化长晶炉（天岳先进自主研发PVT长晶炉）、外延炉（北方华创SiC外延设备）、加工设备（激光切割、研磨抛光）等核心设备国产化率提升至60%以上，打破国外垄断第4页共11页

（二）市场格局国内企业崛起与国际竞争并存全球市场规模快速扩张据CINNO数据，2024年全球碳化硅市场规模约50亿美元，2025年有望突破70亿美元，年复合增长率超40%其中，中国市场占比约35%，成为全球最大需求市场国内企业竞争格局国内碳化硅产业呈现“多点布局、梯队发展”的特点衬底龙头天岳先进（国内市占率超50%）、露笑科技（产能快速爬坡）、三安光电（背靠三安集成，器件协同优势明显）；外延与器件天岳先进（外延片自给率70%）、士兰微（IDM模式，器件制造能力突出）、斯达半导（车规级模块批量供应）；设备与材料北方华创（设备龙头）、晶盛机电（长晶设备）、金瑞泓（衬底加工）等企业形成产业链配套能力国际巨头的技术壁垒国际企业凭借先发优势，在大尺寸衬底、高端器件领域仍有领先Wolfspeed美国最大碳化硅企业，8英寸衬底研发成功，6英寸衬底产能超30万片/年，车规级器件市占率超40%；II-VI通过收购Coherent获得SiC业务，6英寸衬底良率超95%，外延片与器件产品覆盖新能源汽车、光伏等领域；ROHM日本企业，6英寸衬底量产，车规级SiC MOSFET模块已用于丰田、本田等车企，与国内企业形成直接竞争

（三）政策与资本支持产业发展的“加速器”政策体系逐步完善从国家到地方，形成“顶层设计+具体措施”的政策支持体系第5页共11页国家层面《“十四五”原材料工业发展规划》明确“突破6英寸及以上SiC衬底大尺寸化和产业化”；《第三代半导体产业创新发展三年行动计划（2023-2025年）》提出关键技术攻关目标；地方层面湖南（株洲“中国碳化硅谷”）、江苏（常州SiC产业基地）、安徽（蚌埠SiC衬底产业园）等地方政府通过“揭榜挂帅”“股权投资”等方式，支持企业技术研发与产能建设资本加速涌入科创板为碳化硅企业提供了高效融资渠道截至2025年3月，国内碳化硅领域上市公司达12家（含科创板8家），合计募资超300亿元；2024年国内碳化硅产业融资事件超50起，总金额超80亿元，投资方包括红杉资本、高瓴资本、国投创新等头部机构

三、核心瓶颈与挑战从技术到市场的“成长烦恼”尽管2025年碳化硅产业发展取得显著进展，但在技术、成本、产业链协同等方面仍面临多重挑战，制约产业规模化应用

（一）技术瓶颈大尺寸化与可靠性的“双重考验”大尺寸衬底良率与成本矛盾8英寸衬底是下一代技术方向，但长晶难度大、周期长（单炉长晶需72小时以上）、耗材成本高，国际巨头尚未实现量产国内企业虽在6英寸衬底良率上取得突破，但8英寸实验线良率不足30%，且成本是6英寸的3倍以上，短期内难以大规模商用缺陷控制与器件性能优化衬底中的微管、位错等缺陷是影响器件可靠性的核心问题国内企业6英寸衬底CTD（微管密度）约

0.5cm⁻²，TDD（位错密度）约1×10⁶cm⁻²，而Wolfspeed6英寸衬底TDD已降至5×10⁵cm⁻²，第6页共11页且其8英寸衬底通过特殊掺杂技术，可将缺陷密度进一步降低国内企业在缺陷源分析（如杂质控制、温度场模拟）上仍需加强研发设备与材料的“卡脖子”风险高端长晶炉（如美国II-VI的PVT长晶炉）、高精度加工设备（如德国SUSS的激光切割设备）仍依赖进口，国内设备在稳定性、产能上差距明显（国产长晶炉单炉产能约30-40mm，国际先进水平达50mm）；SiC晶体生长助剂（如氮源、碳源）纯度不足，影响衬底电学性能

（二）成本问题“价格高”仍是下游应用的主要顾虑衬底价格居高不下2024年6英寸N型衬底价格约1000-1500美元/片，较2020年下降50%，但仍比硅衬底高10倍以上；8英寸衬底价格超10000美元/片，是下游企业难以承受的“门槛”高成本主要源于大尺寸长晶良率低、加工环节损耗率高（6英寸衬底加工损耗率约20%）器件成本与硅基对比优势不足以车规级650V SiCMOSFET模块为例，2024年国内产品价格约300-400美元，而硅基IGBT模块约150-200美元，成本差距仍在2倍以上尽管国内企业通过国产化替代降低成本，但在规模效应未显现前，成本优势难以完全释放

（三）产业链协同与标准缺失“单点突破”难成体系上下游协同不足国内碳化硅产业链存在“重衬底、轻外延”“重制造、轻设备”的失衡，上游衬底企业与下游器件厂商合作较少，未形成“技术共享、联合研发”的协同机制；设备与材料企业研发滞后，难以满足衬底企业对“定制化设备”的需求第7页共11页行业标准与认证体系不完善车规级、工业级碳化硅器件需通过严格的可靠性验证（如高温老化、振动测试），但国内尚未建立统一的行业标准，企业认证周期长（国际车规认证需2-3年），导致下游厂商对国产器件信心不足，更倾向选择国际品牌

四、未来趋势与增长驱动2025-2030年的“黄金机遇期”尽管面临挑战，但碳化硅材料产业正处于技术迭代与市场扩容的“黄金十年”，2025年将成为产业发展的关键转折点

（一）技术方向大尺寸、高纯度、异质集成大尺寸衬底加速普及2025-2027年，6英寸衬底将成为市场主流，良率提升至90%以上，成本下降至800美元/片以下；8英寸衬底有望在2028年实现量产，2030年占比达20%，推动器件成本再降30%高纯度材料与工艺优化开发超高纯度SiC粉末（纯度＞

99.999%），降低杂质对器件性能的影响；改进PVT长晶工艺（如温度梯度控制、籽晶取向优化），将衬底生长周期缩短20%，良率提升15%异质集成技术突破探索SiC/Si异质外延（降低成本）、SiC/GaN混合集成（提升高频性能）等技术，2025年国内企业有望在异质集成领域实现专利突破，形成差异化竞争优势

（二）市场趋势需求爆发与国产化替代并行新能源汽车驱动核心增长第8页共11页2025年全球新能源汽车渗透率突破30%，国内渗透率超45%，带动SiC逆变器需求超5000万只，市场规模达30亿美元；2030年渗透率有望达60%，SiC逆变器市场规模突破100亿美元国产化替代加速渗透国内新能源车企（比亚迪、蔚来、小鹏等）已开始尝试国产SiC模块，2025年国产器件在车规级市场的市占率有望达15%-20%，2030年超50%；光伏、储能领域国产化率将同步提升，国内企业有望主导中低端市场，逐步向高端突破新兴应用场景拓展2025年5G基站电源、特高压输电、工业机器人等新兴场景需求将达10亿美元，成为碳化硅产业新的增长点；2030年全球碳化硅市场规模有望突破500亿美元，成为半导体产业的重要支柱

（三）产业链整合与政策红利持续释放产业链垂直整合加速头部企业通过“衬底-外延-器件-模块”一体化布局（如三安光电），降低中间成本；设备与材料企业通过与下游企业联合研发（如北方华创与天岳先进合作开发长晶炉），提升国产化设备稳定性国际合作与竞争并存国内企业通过技术授权（如天岳先进与II-VI达成专利交叉授权）、海外建厂（如中车时代电气在德国设立研发中心）等方式，突破国际市场壁垒；同时需警惕国际巨头通过技术封锁、产能扩张挤压国内企业生存空间

五、科创板企业发展路径聚焦核心技术，突破规模瓶颈第9页共11页科创板作为国内硬科技企业的“试验田”，在碳化硅产业发展中扮演着“技术孵化器”与“资本助推器”的双重角色2025年，科创板企业需从以下维度突破发展瓶颈

（一）聚焦核心技术，构建专利壁垒研发投入优先将营收的20%-30%投入研发（国际巨头Wolfspeed研发投入占比约15%），重点突破大尺寸衬底缺陷控制、外延层均匀性、器件可靠性等核心技术；专利布局策略在PVT长晶工艺、外延掺杂技术、器件结构设计等领域加强专利布局，形成“核心专利+外围专利”组合，避免专利侵权风险；联合研发机制与高校（如中科院半导体所、清华大学）、下游应用企业（如宁德时代、华为）共建联合实验室，共享研发成果，加速技术落地

（二）优化产能规划，实现规模效应产能扩张节奏根据下游需求合理规划产能，2025年国内6英寸衬底产能预计达50万片/年，企业需避免盲目扩产导致良率下滑；良率提升计划通过自动化生产（如引入AI视觉检测系统）、工艺参数优化（如长晶温度场仿真），将衬底良率从当前85%提升至95%，外延良率从80%提升至90%以上；成本控制体系通过国产化设备替代（如使用北方华创长晶炉）、耗材回收利用（如SiC粉末再利用），降低单位成本，2025年目标将6英寸衬底成本降至800美元/片以下

（三）强化产业链协同，参与标准制定上下游合作与设备商、材料商建立长期合作关系，共同开发定制化设备与材料（如天岳先进与晶盛机电联合研发8英寸长晶炉）；第10页共11页车规认证突破积极参与国际车规认证（如AEC-Q101），联合车企制定可靠性测试标准，缩短产品验证周期；行业标准主导通过参与国标、行标制定（如《碳化硅衬底材料规范》），提升产品认可度，增强国际话语权结语从“追赶者”到“引领者”，碳化硅产业的中国机遇2025年，碳化硅材料产业正站在技术突破与市场扩容的临界点上对于国内企业而言，这既是挑战——国际巨头的技术垄断与成本优势仍存；更是机遇——新能源市场的爆发需求、政策资本的持续投入、国产化替代的加速推进，为中国企业实现“换道超车”提供了历史窗口科创板企业需以“技术攻坚”为核心，以“规模效应”为支撑，以“产业链协同”为保障，在激烈的国际竞争中抢占先机我们相信，随着碳化硅材料从“小众高端”走向“大众普及”，中国半导体产业将在这场“功率器件革命”中，书写属于自己的篇章（全文约4800字）备注本文数据来源于公开资料（如Yole、CINNO、企业年报、行业报告）及行业调研，部分预测基于产业发展趋势分析，仅供参考第11页共11页。