据悉，截至2023年上半年，全球已有40款碳化硅车型进入量产交付，上半年全球碳化硅车型销量超过120万辆。考虑到新能源汽车已进入第二阶段：中高端化对性能提升需求更胜，碳化硅将延续强势扩张格局。从2023年下半年国内新能源巨头冲击中高端车扎堆入市且大定数据持续破纪录的盛况来看，目前碳化硅车型可能已占新能源车半壁江山。机构预计2027年全球导电型碳化硅功率器件市场规模有望达63亿美元，2021-2027年CAGR达34%；2027年新能源汽车导电型碳化硅功率器件市场规模有望达50亿美元，占比高达79%。
一、碳化硅，第三代半导体的高材生
第三代半导体又称宽禁带半导体，禁带宽度在2.2eV以上，主要以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料。相较于第一代和第二代半导体材料，具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等特点和优势。被广泛应用于新能源汽车、轨道交通、智能电网、新一代移动通信、消费类电子等领域，被视为支撑能源、交通、信息、国防等产业发展的核心技术。
碳化硅半导体器件更是凭借高热导性、高击穿电场强度及高电流密度的绝对优势，深度应用于汽车、充电设备、便携式电源、通信设备、机械臂、飞行器等多个高附加值工业领域。当下最热门的炒股概念“卫星通信”“机器人”“充电桩”“光伏”“新能源”等，无不和碳化硅材料大量应用有着千丝万缕的联系。
二、特斯拉：啖头汤和泼冷水
碳化硅概念被彻底引爆是在2018年，当时马斯克首次宣布在特斯拉Model3的主驱逆变器里使用了SiCMOSFET以替代传统的硅基IGBT，对于碳化硅“上车”的里程碑意义。此后，新能源汽车新老势力一拥而上，比亚迪、小鹏、吉利纷纷效仿，开始布局碳化硅器件上车。碳化硅功率器件的卓越性能让新能源汽车的领跑者特斯拉如虎添翼，此后在中国庞大的制造能力加持下，在全球市场攻城略地。
在新能源汽车市场领域，碳化硅功率器件相较于Si器件具有明显优势：（1）能量损耗低，同规格SiC-MOS相较Si-IGBT总能量损失可降低约80%；（2）器件尺寸小，同规SiC-MOS仅为Si-MOS原尺寸的1/10；（3）开关频率高，开关损耗低，能大幅提高实际用的开关频率；（4）工作温度高，能够降低对散热系统的需求，这些特点完美契合了新能源车高性能、轻量化、小型化、低能量损耗的需求。
在国内新能源汽车市场，比亚迪由于燃油车历史负担较轻，又先知先觉，先行先试，成为国内新能源汽车的绝对龙头。造车新势力则是在商业资本的加持下，纷纷采用快速跟进特斯拉的策略。从结果来看，国内新能源汽车市场的发展战略是正确的，也把新能源汽车打造成国之利器，位居“新三样”之首。但就在中国新能源车完成逆袭之后，特斯拉开始为碳化硅泼了一盆冷水：2023年3月，特斯拉在投资者大会上表示，将减少75%的碳化硅用量，此举一度引发碳化硅未来发展前景不明的猜测。
三、国产替代，有望海外巨头垄断
根据市场观察，特斯拉“将减少75%的碳化硅用量”的表态看似看空，实则是看多，继续向高端化、集成化、小型化发力。相对于其他第三代半导体材料中，碳化硅研发相对超前，终端应用也较早，目前已逐渐成熟；其他半导体材料要么由于相关研究和应用还不成熟，或者还没经过有效验证，如被寄予厚望的氮化镓等目前仍处于商业验证阶段，目前引起市场广泛反响的仅仅是氮化镓充电器（以小米的氮化镓充电器）。既然替代无门，特斯拉所说的减少用量大概率是通过集成和提质等手段来实现减量化。
众所周知，半导体领域更新换代非常快，其中以摩尔定律（当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍）被广为接受。目前的全球碳化硅器件市场格局由占据先发优势的海外巨头主导，在技术进展与产能规模上具备一定垄断地位。
根据数据，市场份额由海外巨头意法半导体、Wolfspeed、罗姆、英飞凌、三菱电机等厂商垄断，其中最大的碳化硅器件商为意法半导体，是特斯拉车载碳化硅器件的主要供应商，市占率达到40%，其次是英飞凌，市占率22%。全球TOP6占据95%以上的市场份额。尽管我国也重视重视第三代半导体材料及相关技术的研究与开发，但直到2017年才发布2030国家重点新材料研发及应用第三代半导体版块实施方案，与国外还有很大的差距。
根据Yole预测，2022年碳化硅功率器件市场规模为18亿美元，2028年有望达到89亿美元，22-28年CAGR高达31%。如此庞大的高科技市场，向来被美国为首的西方国家视为自留地。随着贸易战的加剧，西方国家在半导体领域对中国的技术封锁加剧，2021年更是成立包括美国、欧洲、日本、韩国、中国台湾地区等地的64家企业在内的美国半导体联盟，企图全面遏制中国半导体事业的发展。
回到国内碳化硅应用上，随着比亚迪汉EV、蔚来ES6、理想L9等热门车型的陆续上市，国内新能源碳化硅装车量得到进一步扩大。在碳化硅供应链体系中，也涌现出一批技术底蕴扎实且产能扩充顺利的龙头企业如天岳先进、时代电气、斯达半导、新洁能、晶盛机电、晶升股份、三安光电等。比亚迪、小鹏、吉利等公司也亲自下场，开始深度布局碳化硅器件，国产替代正在全面加速。我们期待国产替代的碳化硅能在问界M9、理想MEGA等高端车型上，能为我们带来惊喜。
部分外部资料来源：
1、全景网：《碳化硅：渗透新能源车半壁江山第三代半导体百亿级市场拉开帷幕》
2、海通国际：《半导体碳化硅（碳化硅）行业研究：打开新能源汽车百亿市场空间》
3、优可测：《第三代半导体碳化硅（碳化硅）行业研究报告：市场空间、未来展望、产业链深度梳理》
