黃文玉
隨著科技的快速發展，半導體行業也在不斷尋求新的材料和工藝，以實現更高的性能、更低的功耗和更小的尺寸。在這個過程中，碳化硅(SiC)作為一種新型的半導體材料，逐漸走入了人們的視線。碳化硅，是一種無機物，化學式為SiC，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。
碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。碳化硅主要有四大應用領域，即：功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供應，不能算高新技術產品，而技術含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。
在產業鏈方面，碳化硅行業涵蓋了上游的原材料供應、中游的器件和模塊制造，以及下游的應用市場。上游的襯底和外延環節是碳化硅產業鏈的重要組成部分，中游的器件和模塊制造環節則涉及到碳化硅產品的實際生產和加工，下游的應用環節則涵蓋了碳化硅產品在各個領域的實際應用。
中國碳化硅產業鏈下游應用領域主要為汽車、LED及射頻器件、能源、工業、電信及基礎設施領域，根據數據顯示，碳化硅在LED及射頻器件及汽車領域占比較重，占比分別為39.49%、36.30%。能源領域占比為8.50%、工業領域占比為6.97%、電信及基礎設施領域占比為5.73%、其他領域占比為 3.01%。
中國工業生產的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約95%，其韌性高于綠碳化硅，大多用于加工抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化硅含SiC約97%以上，自銳性好，大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外還有立方碳化硅，它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體，用以制作的磨具適于軸承的超精加工，可使表面粗糙度從Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。
2022年全球碳化硅行業市場規模約為16.04億美元。其中中國占比為27.99%。美國和加拿大在碳化硅市場上也占有重要地位，主要受到汽車、電力電子和工業應用的推動。美國占比為28.67%。碳化硅功率器件占據市場的絕大數份額，占比約為71.44%。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國碳化硅行業發展現狀分析及投資前景預測研究報告》顯示：
根據數據顯示，中國碳化硅行業市場規模呈現快速上漲態勢，2022年中國碳化硅市場規模約為43.45億元，產值約為20.43億元。中國碳化硅行業主要分布在華東、華南等發達地區，占比分別為32.78%、16.74%。從市場競爭角度看，全球碳化硅市場競爭激烈，主要廠商包括STMicroelectronics、英飛凌、Wolfspeed、Rohm、Onsemi等。在中國，碳化硅行業也迅速發展，重點企業包括天岳先進、瀚天天成、山東天承等。這些企業通過引進國外先進技術或自主創新，不斷提升碳化硅產品的質量和生產效率，逐漸在國內外市場中占據一席之地。
國家陸續出臺了多項政策，鼓勵碳化硅行業發展與創新，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》《基礎電子元器件產業發展行動計劃(2021-2023年)》等產業政策為碳化硅行業的發展提供了明確、廣闊的市場前景，為企業提供了良好的生產經營環境。
在電子領域，碳化硅功率器件已經廣泛應用于充電樁、充電器、電源、變頻器，逆變器等領域，能夠提高能源利用效率，減小設備體積和重量，降低成本。在醫療領域，碳化硅X射線探測器具有高靈敏度、低噪聲、高分辨率等優點，有助于提高疾病診斷效率和治療效果。在汽車領域，碳化硅功率器件能夠提高車輛的能效和可靠性，減少維護成本，是新能源汽車發展的重要方向之一。
碳化硅材料的制備技術和器件制造工藝將不斷突破。隨著科研機構和企業的不斷投入，碳化硅材料的純度、晶體結構和性能將得到進一步提升，同時制造成本也將逐漸降低。這將為碳化硅材料在更廣泛領域的應用提供有力支持。隨著全球對環保和能效的重視度提升，碳化硅材料作為一種綠色、高效的半導體材料，將得到更多政策和資金的支持。各國政府可能出臺更多鼓勵碳化硅行業發展的政策，推動碳化硅在可再生能源、智能電網等領域的應用。
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