碳化硅是第三代半导体材料，光电特性优越，满足新兴应用需求。第一代半导体主要有硅和锗，由于硅的自然储量大、制备工艺简单，硅成为制造半导体产品的主要原材料，广泛应用于集成电路等低压、低频、低功率场景。但是，第一代半导体材料难以满足高功率及高频器件需求。砷化镓是第二代半导体材料的代表，较高的电子迁移率使其应用于光电子和微电子领域，是制造半导体发光二极管和通信器件的狠心材料。但砷化镓材料的缺点也很明显，砷化镓材料的禁带宽度较小、击穿电场低且具有毒性，无法在高温、高频、高功率器件领域推广，市场空间有其局限性。第三代半导体材料以碳化硅，氮化镓为代表，与前两代半导体材料相比最大的优势是较宽的禁带宽度，保证了其可击穿更高的电场强度，适合制备耐高压、高频的功率器件，是电动汽车、5G基站、卫星等新兴领域的理想材料。

其中，碳化硅（SiC）的表现优越，体现在：

1、碳化硅具有宽的禁带宽度、高击穿电场、高热传导和高电子饱和速率的物理特性，使其有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射等优点，可降低下游产品耗能、减少终端体积；

2、碳化硅的热导率大幅高于其他材料，从而使得碳化硅器件可以在较高的温度下运行，其工作温度高达600℃。

3、碳化硅的高热导率有助于器件快速降温，从而使下游企业可以简化器件终端的冷却系统，让器件轻量化。

4、碳化硅具有较高的能量转化率，且不会随着频率的提高而降低。

作为第三代半导体材料的优秀代表，碳化硅早在二十世纪初就被应用，经过几十年的研发，碳化硅逐步商业化。2001年开始商用碳化硅SBD器件；2010年出现碳化硅MOSFET器件，目前，碳化硅IGBT器件尚在研发阶段。碳化硅的优越性能一直以来都被美国、欧洲、日本等发达国家或地区的科研所与企业所重视，不断创新和改良碳化硅晶的制备技术与设备。

目前，碳化硅功率器件在风力发电、工业电源、航空航天等领域已实现成熟应用。伴随着新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等产业的快速发展，功率器件的需求大幅增加。根据IC Insights《2019年光电子、传感器、分立器件市场分析有预测报告》，2018年全球功率器件的销售额增长率为14%，达到163亿美元。未来，随着碳化硅和氮化镓功率器件的加速发展，全球功率器件的销售额预计将持续保持增长。预计2018年2023年期间，全球功率器件的销售额复合年增长率达到3.3%，2023年全球功率器件收入将达到192亿美元。

根据IHSMarkit数据，2018年碳化硅功率器件市场规模约3.9亿美元，受新能源汽车庞大需求的驱动，以及电力设备等领域的带动，预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将超过100亿美元，碳化硅的市场需求也将大幅增长。

从产业格局看，全球碳化硅产业格局呈现美国、欧洲、日本三足鼎立态势。其中，美国全球独大，占有全球碳化硅产量的70%~80%，碳化硅晶圆市场CREE一家市占率高达六成；欧洲拥有完整的碳化硅衬底、外延、器件以及应用产业链，在全球电力电子市场拥有强大的话语权；日本则是设备和模块开发方面的绝对领先者。随着碳化硅衬底和器件制备技术的成熟和不断完善，以及下游市应用的需求增长，国际碳化硅龙头企业在保持技术和市场占有率的情况下，不断加强产业布局。整体来看，国际半导体龙头企业纷纷在碳化硅领域加速布局，一方面将推动碳化硅材料的市场渗透率的加速，另一方面也初步奠定了未来几年第三代半导体领域的竞争格局。

从全球碳化硅衬底的企业经营情况来看，以2018年到导电性碳化硅晶片厂商市场占有率为参考，美国CREE公司占龙头地位，市场份额达62%，其次是美国的II-VI公司，市场份额约为16%。总体来看，在碳化硅市场中，美国厂商占据主要地位。

碳化硅行业是技术密集型行业，对研发人员操作经验、资金投入有较高要求。近年来，我国也加大对碳化硅产业的发展扶持，出台了一系列半导体产业鼓励政策，为国内企业提供政策及资金支持，以推动碳化硅为代表的第三代半导体材料发展。今年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划2023年远景目标纲要》中提到，要集中电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发，集中电路先进工艺和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、微机电系统（MEMS）等特色工艺突破，先进存储技术升级，碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。目前碳化硅行业面临的问题也是整个半导体产业的所需要解决的问题，即人才匮乏、技术水平低。国内碳化硅产业处于初期发展阶段，有很大的发展空间。经过多年研发创新，国内部分公司已经掌握半绝缘型碳化硅衬底和导电型碳化硅衬底的生产技术，并且其产品质量达到国际先进水平。

未来，在国家产业政策的支持和引导下，我国碳化硅晶片产业发展大幅提速。同时在国际贸易摩擦加剧的背景下，半导体产业链实现进口替代的趋势也将不可逆转。