碳化硅器件的优势
根据CASA，Mouser，从公开报价来看，1200V SiC SBD与同类Si器件的差距约4.5倍。根据CASA调研，1200V SiC SBD实际成交价与Si器件价差已缩小至 2-2.5 倍之间，已经达到了甜蜜点。
1、轻量化，效率提升；在400V电压平台下，SiC能够比IGBT器件拥有2-4%的效率提升，而在750V电压平台下其提升幅度则可增大至3.5%-8%。
2、加快充电速度；极氪001 400V 平台，充电效率：10%-80% SOC充电时间为30分钟；充电5分钟，NEDC续航里程可增加120公里。
碳化硅产业链
碳化硅功率器件的制备过程包含了：SiC粉末合成、单晶生长、晶片切磨抛、外延（镀膜）、前道工艺（芯片制备）、后道封装。产业链分为：上游衬底→芯片→分立器件→模块。衬底通常起支撑作用，外延是器件所需的特定薄膜，器件结构即利用光刻、刻蚀等工序加工出具有一定电路图形的拓扑结构。
衬底 占 SiC 器件成本的 47%，外延成本占 23%，前段占 19%，设计占 6%。
碳化硅衬底制备过程主要存在以下难点：一是对温度和压力的控制要求高，其生长温度在2300℃以上；二是长晶速度慢，7 天的时间大约可生长 2cm 碳化硅晶棒；三是晶型要求高、良率低，只有少数几种晶体结构的单晶型碳化硅才可作为半导体材料；四是切割磨损高，由于碳化硅的硬度极大，在对其进行切割时加工难度较高且磨损多。
衬底当中主要分两类，一类是高绝缘、高纯度半绝缘型的衬底，这种主要用在5G、工业；一类是N型导电型衬底，主要是车用，碳化硅的器件都是基于N型导电型的衬底在后续加工把它给制作出来。
分立器件：基于传统igbt器件的积累，SiC分立器件基于芯片做常规化固定化的的封装即可，可以用在充电桩里，作为快充应用。车内的OBC、DC/DC等也是基于分立器件封装的。
模块：多个芯片以定制化设计进行封装。例如ST给特斯拉model做单管封装，每个里面封了两个芯片，用24个并联，一共48个芯片，封成了一个模块，做在了特斯拉的model3里面；比亚迪汉也是自己做的模块形式。一定数量芯片封装成为模块，一般不是用充电桩或者是车载充电器里面，一般用在电驱动的逆变器里。
碳化硅和氮化镓同样都是优质的材料，但碳化硅的热导率是氮化镓热导率的约3倍，具有更强的导热能力，器件寿命更长，可靠性更高，系统所需的散热系统更小。而氮化镓的生产工艺更复杂，相比碳化硅难度更高。因此，第三代半导体目前普遍采用碳化硅作为衬底材料，在高压和高可靠性领域选择碳化硅外延，在高频领域选择氮化镓外延。
由于碳化硅具有较高的禁带宽度，碳化硅功率器件可承受较高的电压和功率，其器件体积可变得更小，约为硅基器件的1/10；同样由于碳化硅较高的禁带宽度，碳化硅器件的电阻将变得更低，约为硅基器件的1/100；此外，在相同的电压和转换频率下，碳化硅器件的能量损失也更小。
全球 碳化硅衬底 产业目前是美国一家独大，约占60%的份额，全球SiC产量大部分来自于美国的Cree、Ⅱ-Ⅵ，罗姆，日立。其中，Gree 的市场份额约为 45%；中国企业起步较晚，中国企业市占率约10%，主要集中在 4英寸和 6英寸的领域。
产业链中游的外延材料包括SiC外延设备以及外延片，SiC外延片对SIC器件的性能起到了关键性作用。全球SiC外延设备市场被德国的 Axitron、意大利的 LPE以及日本的 TEL和 Nuflare四大龙头企业垄断，CR4约为 100%，
2019年，SiC 外延片出货量为 790 万片，预计 2025 年达到 2130 万片，GAGR 为 18%。
SiC功率器件的生产过程包括设计、制造和封装测试，对于稳定性要求较高，因此国产厂商切入较为缓慢，主要以 IDM为主，少量为纯设计企业。根据2020年统计数据，美国的CREE和日本的Rohm占据了全球碳化硅功率器件市场的主要份额，市占率分别是 27%和 22%。
CREE 预估 2024年 400 万片。
Rohm 预估 2024年 160 万片，市占 30%。
国内 2021 年 20 多条产线，30 多万片 6 寸产能。
一些Tier 1的大厂，如博世、德国大陆等，这些Tier 1厂商都纷纷推出了电驱动模块，且部分已经量产落地，凭借自身在机械制造领域的深厚经验，在电机、减速器领域的优势较为明显。
成本
目前 6 寸导电型衬底片的市场零售价约 1000 美元/片, 目前 4、6 寸片价格是硅的 60 倍以上，但是由于高频、高压的性能，可以降低对无源器件的使用，这同时能节省系统成本，碳化硅的系统成本目前是硅的 2-8 倍。
结合国际技术路线对成本考量，到 2025年有望下降至 500 美元以下，硅基和 sic 基的成本差距会在 2 倍内，一些高电压大电流的功率器件会被碳化硅替代和渗透。
Wolfspeed （ Cree）汽车中应用
Wolfspeed 宣布与通用达成了SiC供应协议。通用汽车将参与Wolfspeed 供应保证计划 (WS AoSP)，旨在为电动汽车生产提供国内、可持续和可扩展的材料。
Wolfspeed 已经在多个行业达成了总额超过 13 亿美元的多年长期材料协议，凭借总额超过 150 亿美元的器件管道（pipeline），以及比之前的设施计划大 30 倍的产能增加。Wolfspeed正在推进多个产业从Si到SiC的重要转型。
Wolfspeed这个名字是Cree最近修改的，Wolfspeed 的名字“既体现了狼的高贵品质——领导力、智慧和耐力——以及速度，其特点是公司创新和运营的速度……”。Cree这几年陆续剥离了三分之二的业务，将重心放在了SiC技术和生产上。
特斯拉Model 3上所使用的器件全部更换为SiC后，平均 2辆汽车就需要消耗一片 6英寸SiC晶圆。特斯拉一家消耗 50万片SiC晶圆。全球SiC晶圆的年产能才约为 40-60万片。
国产SiC厂商崭露头角
产能规划
中车时代：2016年12月，北汽新能源与 中车时代 签署战略协议，重点围绕IGBT模块、碳化硅等技术进行合作。目前中车时代电气域建有6英寸SiC（碳化硅）的产业化基地，据《湖南日报》报道，中车时代电气拥有目前国际SiC（碳化硅）芯片生产线的最高标准。
比亚迪半导体：目前使用 CREE，2022 年开始使用，车规产品；
三安集成：2020年9月29日，三安集成 与 金龙新能源签署战略协议，共同推进碳化硅功率器件在新能源客车电机控制器、辅驱控制器的样机试制以及批量应用。2020年6月23日，三安光电宣布总投资160亿元的湖南三安半导体基地一期项目正式点亮投产，将打造国内首条、全球第三条碳化硅垂直整合产业链。该产线可月产3万片6英寸碳化硅晶圆。2021年11月开始，月产达到 3000 片。
露笑科技：碳化硅项目从 2020 年 11 月份破土开工建设，2021 年 3月份一期厂房结顶，5 月份公辅设备开始安装调试，6 月份部分设备开始进场安装。随着衬底加工设备、清洗设备和测试设备的逐步到位及加工工艺优化，2021年9月 实现 6 英寸导电型碳化硅衬底片的小批量生产。当前6寸片CREE报价 900多美金，实际市场价格 1100-1200 多美金/片，露笑100 台炉子量产后成本有望在 350 - 400美金/片。
精进电动：发布了车用碳化硅控制器，并透露获得了大众 TRATON的批量订单；其自主研发的碳化硅（SiC）控制器具有高开关频率，高效率，高功率密度等优点。
欣锐科技：公司公告，公司生产的车载电源大部分都使用SiC器件。也做大功率充电这块，主要是PBU和DCBC这块，
英搏尔：是国内少数具备新能源汽车动力系统自主研发、全工艺生产能力的领先企业，可以为车企提供包括驱动总成、电源总成，以及驱动电机、电机控制器、充电机等动力域核心模块产品。公司产品已实现从A00级、A级、B级、MPV、SUV等全系乘用车型量产配套，单车配套产品价值量也有效提升，
斯达和比亚迪主要做碳化硅模块的封装，未来可能会做芯片。中车和三安可以做样件、工业级产品，车规级量产的还没有。衬底，国内天科、天岳、三安，4寸可以量产，6寸小批量做。
400V 和800V 电压平台情况
400V 和 800V 电压平台是针对整个新能源车整个来讲，不只和电池相关，跟电驱动也密切相关的。SiC对于400V下的性能提升不如800V下的大，800V平台下SiC的优势更大，而且800V下SiC价格提升相比较Si不明显。
400V 到 800V 过程中，意味着电芯价格会提高，电驱、OBC价格都会提高（用了SiC和适配800V的电子元器件）。
车载充电系统（OBC）：车载蓄电池充电机可将来自电池子系统的 DC 电源转换为主驱动电机的 AC 电源。SiC 器件使得 OBC 的能量损耗减少、热能管理改善。根据 Wolfspeed，OBC 采用碳化硅器件，与硅器件相比，其体积可减少 60%，BOM 成本将降低 15%，在400V 系统相同充电速度下，SiC 充电量翻倍。目前，全球已有超过 20 家汽车厂商在车载充电系统中使用碳化硅功率器件
电源转换系统（车载 DC/DC）：车载 DC/DC 变换器可将动力电池输出的高压直流电转换为低压直流电。采用碳化硅器件，设备温度积累减少，加之材料本身高导热率、耐高温的特点，散热设备可以简化，从而减小变压器体积。
非车载充电桩：非车载直流快速充电机可将输入的外部 AC 电源转换为电动车需要的 DC 电源。SiC 的高开关速度保证了快速充电器的充电速度。
光伏
根据天科合达招股书，碳化硅 MOSFET 或碳化硅 MOSFET 与碳化硅 SBD 结合的功率模块的光伏逆变器，转换效率可从 96%提升至99%以上，能量损耗降低 50%以上，设备循环寿命提升 50 倍。
5G
半绝缘型碳化硅衬底主要应用于制造氮化镓射频器件。微波射频器件是实现信号发送和接收的基础部件，是无线通讯的核心。
与 2G、3G、4G 相比，5G 的频率较高，其跳跃式的反射特性使其传输距离较短，对功率的要求非常高。碳化硅基氮化镓器件可满足 5G 基站对于高频、高速、高功率的要求，突破了砷化镓和硅基 LDMOS 器件的缺陷。碳化硅基氮化镓射频器件已逐步成为 5G 功率放大器尤其宏基站功率放大器的主流技术路线。
