受益于5G通信、国防军工、新能源汽车和新能源光伏等领域的发展，SiC器件市场规模增速可观，全球SiC器件市场需求饱满、发展迅猛。短短一个月内，SiC行业就公开了3份长单，其市场的热度就不言而喻了。

碳化硅行业再出长单，潜在价值73亿

近日，英飞凌宣布，已与汽车制造商Stellantis谅解备忘录(MoU)，双方即将展开碳化硅(SiC)芯片多年供应合作。根据协议，英飞凌将在2025-2030年预留产能，并向Stellantis的Tier1直接供应商供货CoolSiC裸晶芯片，这些芯片将用于Stellantis旗下电动车，本次协议潜在采购量与产能储备价值将大大超过10亿欧元(约合72.83亿人民币)。实际上，这已是本月以来，SiC行业公开的第三份长单，且长单全部与汽车相关。

11月6日晚间，三安光电公告，子公司湖南三安与需求方签署《战略采购意向协议》，后者主要从事新能源汽车业务，承诺自2024-2027年确保向湖南三安每年采购碳化硅芯片，协议金额预计为38亿元(含税)。

11月8日，Qorvo与半导体晶圆供应商SKSiltron宣布，双方已签署一份多年期的SiC裸片和外延片协议。此次合作将“更好地满足汽车市场对先进碳化硅解决方案迅速增长的需求”。此外，Wolfspeed、安森美已双双上调碳化硅业务收入预期。

前者将2026年营收预期较去年底提出的21亿美元目标提高30%-40%；安森美则将2022年SiC营收预期上调为“同比增长3倍”，此前为1倍；公司未来3年在手的SiC长期供应协议金额超过40亿美元。

多领域助推碳化硅市场需求饱满

在多应用助推之下，碳化硅市场需求饱满，汽车市场的确定性增长，叠加储能等新兴领域出现，SiC器件市场规模增速可观。有数据显示，预计2022-2024年，SiC器件有望迎来增速最快的三年周期，到2025年，全球碳化硅器件市场规模有望达74.3亿美元。

① 新能源车是SiC器件的核心驱动力

全球新能源汽车终端需求火热，车用SiC晶圆需求攀升。根据EVTank数据显示，全球新能源汽车2025年销量将达到1800万辆，19-25年CAGR为42%。随着新能源车渗透率不断升高，以及整车架构朝800V高压方向迈进，SiC器件在车载逆变器等领域有望迎来规模化发展。据TrendForce数据显示，预估2025年全球电动车市场对6英寸SiC晶圆需求可达169万片，21-25年CAGR为94%。

全球新能源车销量预测（万辆）(数据来源：EVTank、东方证券研究所)

多维度优势赋能车用SiC器件。SiC功率器件在新能源汽车中展现出独特优势，其应用场景包括：电机驱动系统逆变器、电源转换系统（车载DC／DC）、车载充电系统（OBC）及非车载充电桩等。从材料来看，SiC相对于硅材料拥有更高的击穿场强、更高的热导率以及更高的电子饱和漂移速度；从电路损耗来看，在同等条件下，SiC功率器件能大幅减小电路开关的能量损耗（下降85%）；从设备空间来看，采用SiC功率器件的DC/DC转换器、车载充电机以及电机控制器分别能加减小设备20%、40%、64%的系统空间；从电池转化效率来看，集成了SiC器件的模块能帮助系统提升6%的电力转换效率。

特斯拉Model3逆变器搭载SiC MOSFET模块

众多新能源汽车厂商竞相布局SiC器件。国内外车企纷纷布局800V高压平台，SiC大规模车载应用可期。近年来比亚迪、奥迪、吉利、小鹏等一众车企也纷纷开始布局800V高电压平台，预计各大车企基于800V高压平台方案将在2022年之后陆续上市，SiC作为800V平台架构的最佳拍档有望大放异彩。预计到2023年，比亚迪将实现SiC基车用功率半导体对硅基IGBT的全面替代，将整车性能在现有基础上再提升10%。目前，已有多家厂商推出了面向HEV/EV等电动汽车充电器的SiC功率器件。未来随着SiC器件在车载充电器、DC/DC转换以及充电桩中渗透率提升，市场空间有望快速扩大。

② 光伏产业快速发展，SiC应用未来可期

全球光伏新增装机量快速增长，成长天花板被打开。根据CPIA预测，乐观情况下，全球光伏年新增装机在2022年将首次突破200GW，达到225GW的水平，到25年全球年新增装机将达到330GW，20-25年光伏新增装机的复合增长率达20%；2025年我国新增装机规模将达到110GW，相当于2020年底的3.7倍。

光伏逆变器成本占比情况（数据来源：中商情报网、东方证券研究所）

SiC器件可有效提高光伏逆变器性能，有望逐步替代硅基IGBT成为逆变器核心。相比于硅基IGBT，SiCMOS具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、无电流拖尾现象、高开关速度等优点，并且可以在高温等恶劣的环境中工作，有利于提高光伏逆变器使用寿命。根据SiC芯观察数据，采用SiC器件可有效提高光伏发电转换效率，光伏逆变器的转换效率可从硅基的96%提升至SiCMOSFET的99%以上，能量损耗降低50%以上，设备循环寿命提升50倍。未来应用于光伏领域的SiC逐渐成熟，伴随渗透率的进一步提升，其有望逐渐替代硅基IGBT在光伏逆变器上的应用。

国内光伏逆变器厂商加快布局，为SiC国产化提供历史性机遇。随着中国光伏装机量的增长，中国本土厂商加快技术与产品升级，在全球已占据重要位置。在出货量排名前十的供应商中有六家是中国供应商，其中华为以23%的市占率位居榜首，国内逆变器厂商在全球逆变器市场中占据超六成市场份额。未来随着新能源替代传统燃料进程加速，逆变器向高效率、高功率密度、高可靠性等方向发展，SiC器件有望受益于本土供应链优势，迎来发展良机。根据SiC芯观察数据显示，2020年SiC光伏逆变器占比为10%，预计2035年占比将达到75%，未来空间十分广阔。

③ SiC器件在轨道交通领域持续渗透

在大容量、轻量化和节能化要求下，轨道交通领域采用SiC大势所趋。随着轨道交通硅基功率器件性能逐渐逼近理论极限，SiC功率器件成为重点发展方向，以满足轨道交通系统对高功率密度、低损耗和高可靠性等要求。与传统硅基IGBT牵引逆变器相比，全SiC牵引逆变器能耗能够降低10%以上。

2014年日本小田急电铁新型通勤车辆配备了三菱电机3300V/1500A全SiC功率模块逆变器，开关损耗降低55%，体积和重量减少65%，电能损耗降低20%～36%。根据CASA预测，未来30年内，轨道交通应用中90%的硅IGBT将被SiC器件或混合器件替代。Yole数据显示，铁路SiC市场将从2019年的900万美元增长到2025年的1.18亿美元，CAGR达到55%。

轨道交通中SiC功率器件占比预测（数据来源：CASA、东方证券研究所）

国内外厂商纷纷布局轨交系统SiC器件。2015年，日本三菱公司推出了高性能平面栅3.3kVSiCMOSFET器件及全SiC模块产品，并在全世界首次将全SiC模块应用到轨道交通牵引变流系统中。近年来随着新能源产业的蓬勃发展，SiC加快渗透进入轨交领域。日本N700S新干线、西门子Velaro列车等也大面积采用了SiC牵引系统，截至2021年6月，国内也已经有苏州三号线、深圳地铁1号线等6条地铁线路采用了SiC技术。目前中国的时代电气、天岳先进，日本的东芝、三菱、日立，以及欧美的Wolfspeed、英飞凌，都已在发力轨道交通SiC产业链。我国高铁建设目前已拥有世界领先水平，中国巨大的应用需求是国产SiC的“沃土”，国内厂商有望借助庞大市场确立先发优势。