碳化硅供需缺口持续扩大，海内外厂商加速研发扩产。
当前制约碳化硅器件大规模商业化应用的主要因素在于高成本，碳化硅衬底制造难度 大、良率低为主要原因。全球碳化硅市场呈美国、欧洲、日本三足鼎立的格局，国内龙头企 业仅天科合达和天岳先进占据了全球碳化硅衬底市场份额。在全球导电型碳化硅衬底市场中， Wolfspeed 占据超 60%的市场份额，II-VI 和 Rohm 的子公司 SiCrystal 分别占据 16%和 12%， 位列第二和第三；在半绝缘型碳化硅衬底市场中，Wolfspeed、II-VI 和天岳先进各占据约 30% 的市场份额。
我国在碳化硅领域起步较晚，当前国内厂商在碳化硅衬底产品上与国外龙头仍存在一定 差距。国内主要以 4 英寸碳化硅衬底为主，仅少数企业如天岳先进、露笑科技等实现 6 英寸 衬底的销售，而多家国际一线厂商已实现 6 英寸碳化硅衬底的稳定供应，Wolfspeed、英飞 凌和罗姆等正积极布局 8 英寸碳化硅衬底生产产线，量产指日可待。
目前全球碳化硅衬底有效年产能不足，面对紧张的供需关系，海外龙头企业加速扩产， 积极布局 8 英寸碳化硅衬底的量产。Wolfspeed 于 2022 年 4 月启用全球首家 8 英寸碳化硅 晶圆厂，为目前唯一一家实现 8 英寸碳化硅量产的厂商，并将于 2023 年上半年在德国再建 8 英寸碳化硅工厂，其他国际厂商如罗姆、英飞凌、Soitec、意法半导体等均计划于 2023 年 量产 8 英寸碳化硅衬底产品；而国内厂商除了烁科晶体已实现 8 英寸碳化硅衬底小批量量 产，天科合达、晶盛机电宣布于 2023 年小批量量产 8 英寸碳化硅衬底外，其余厂商还处于 加速建设 6 英寸碳化硅衬底产线以突破产能的阶段。因此在行业形成稳定、规模化出货前， 碳化硅衬底将持续呈现供不应求的格局。
未来随着碳化硅器件在新能源汽车、能源、工业、通讯等领域渗透率提升，碳化硅器 件市场规模有望持续扩大，其中新能源车和光伏下游为主要驱动因素。 对碳化硅器件在电动汽车领域的市场空间进行测算，假设如下： 1) 全球新能源乘用车销量：根据 Clean Technica 数据，2021 年全球乘用车销量超 6500 万辆，其中新能源乘用车销量为 650 万辆，渗透率为 10.3%；2022 年全球新 能源乘用车销量为 1031 万辆，渗透率为 14%，假设 2022-2025 全球新能源乘用 车销量持续增长，至 2025 年新能源车渗透率达 24%； 2) 碳化硅 MOS 器件渗透率：假设碳化硅 MOS 器件在新能源车应用渗透率从 2021 年 18%逐年增长 6%至 2024 年的 42%；
3) 6 英寸碳化硅衬底市场空间：特斯拉 Model 3 在主驱逆变器上共使用 48 颗 SiC MOSFET，单车消耗约 0.25 片 6 英寸碳化硅衬底，随着技术进步带来碳化硅器件 使用范围进一步扩大至包括 OBC，DC/DC 转化器等方面，假设单车将消耗 0.5 片 6 英寸碳化硅衬底，而其售价按照 10%的幅度逐年下降； 4) 碳化硅器件市场空间：当前碳化硅衬底占器件总成本的 46%，假设价格逐年下 降，至 2025 年碳化硅衬底占总器件成本的 30%； 5) 综上：2025 年碳化硅衬底(按 6 英寸算)在新能源车市场的需求量达 339 万片，市 场空间为 129 亿元，碳化硅器件的市场空间达 429 亿元，2021-2025 碳化硅器件 的 CAGR 达 85%。
对碳化硅器件在光伏逆变器领域的市场空间进行测算，假设如下： 1）光伏逆变器总需求：光伏逆变器新增需求和全球光伏新增装机量同步，而光伏逆变 器 IGBT 器件的使用寿命约 10 年，故存量更换需求与 10 年前新增装机量对应； 2）光伏逆变器 IGBT 器件市场空间：假设光伏逆变器平均售价、毛利率逐年下降， IGBT 器件价格占逆变器价格的 12%； 3）光伏逆变器碳化硅 MOS 器件市场空间：由 CASA，假设碳化硅渗透率增至 2025 的 50%，而技术进步和规模效应使碳化硅器件成本从现硅基 IGBT 价格的 4 倍逐年下降；
4）6 英寸碳化硅衬底需求：假设碳化硅衬底成本占器件总成本的比例从当前 46%逐渐 下降至 2025 年的 30%，而 6 英寸碳化硅衬底单价从按 10%的比例逐年下降，从而得到衬 底需求量； 5）综上：预计 2021-2025 年，碳化硅器件在光伏应用领域市场空间由 23 亿元增长至 92 亿元，CAGR 为 42%，到 2025 年碳化硅衬底（按 6 英寸算）需求量超过 72 万片。
根据 Yole 数据，2021 年新能源车和光伏应用领域占全球碳化硅市场的 77%，预计 2027 年这一比例将达到 86%，按照市场占比以 1.9%的年均复合增长率提升，2025 年新能源车和 光伏应用领域占全球碳化硅器件市场的 83%，以两者碳化硅市场空间反推可得 2025 年全球 碳化硅器件市场空间达 627.8 亿元，碳化硅衬底市场空间达 188.4 亿元，6 英寸碳化硅衬底 需求量为 495 万片。
