【四海读报】20251125：电子行业深度：碳化硅高速增长的前夕-四海清单

碳化硅高速增长的前夕：功率渗透率提升与AI+AR双轮驱动

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1. 一段话总结

碳化硅（SiC）作为第三代宽禁带半导体核心材料，凭借禁带宽度大、击穿电场高、热导率优等性能，正全面渗透新能源、AI、通信、AR四大高增长产业；2030年全球SiC衬底（6吋当量）总需求预计达1676万片（若AI散热三环节产业化则达3000万片），较2025年需求增长12倍，核心增长点为AI芯片中介层（37%）、新能源汽车（26%）、AR眼镜（23%）；新能源领域2030年需求577万片（CAGR 36.7%），AI领域需求766万片（电源73万片+散热620万片），通信射频需求17万片，AR眼镜需求389万片；行业2027年或迎供需紧平衡，2030年产能缺口超1200万片，但需警惕技术迭代不确定、中美贸易摩擦等风险。

2. 思维导图（mindmap）

3. 详细总结

一、SiC材料特性与核心应用场景

SiC作为第三代宽禁带半导体，核心性能显著优于硅基材料，是驱动多产业技术升级的关键，具体性能对比与应用领域如下表：

性能指标	SiC（4H-SiC）	Si（硅）	核心优势应用场景
禁带宽度（eV）	3.26	1.12	耐高压、耐高温设备（新能源车逆变器）
击穿电场（MV/cm）	2.5	0.3	高压直流充电桩、光储变流器
热导率（W/m·K）	490	150	AI芯片散热（中介层/热沉）
电子饱和速度（cm/s）	2.5×10⁷	1.0×10⁷	高频射频器件（5G-A/6G基站）

其应用已从传统功率器件延伸至散热材料、光学基底，覆盖新能源、AI、通信、AR四大高增长赛道，形成“功率+功能”双重需求驱动格局。

二、各应用领域需求深度测算（2030E，6吋当量）

（一）新能源领域：2030年全球需求577万片（CAGR 36.7%）

新能源汽车：800V高压平台加速渗透（2025年渗透率11.17%，2030E达31%），SiC MOSFET应用于主驱逆变器、DC-DC转换器，可降低整车能耗8%-10%；2030年全球需求432万片（中国328万片），2024-2030E CAGR 45%。
- 单车需求：单电机0.26片、双电机0.39片、三电机0.53片，2030E平均0.32片/车。
高压直流充电桩：政策推动2027年建成10万台大功率充电桩（单枪250kW+），SiC是达标关键（1200V方案首选）；2030年全球需求51万片（中国29万片），2024-2030E CAGR 57.3%。
- 单桩需求：350kW充电桩需96颗SiC MOSFET+336颗肖特基二极管，折合6吋衬底0.048片/桩。
光储一体化：SiC提升光伏逆变器/储能变流器效率，2030年全球需求94万片（中国30万片），2024-2030E CAGR 30%。
- 测算依据：2030E全球光伏新增1000GW、储能新增231GW，中国占比分别为34%、52%。

（二）AI领域：2030年全球需求766万片

AI数据中心电源：机柜功率密度从传统4-6kW升至20-120kW，SiC应用于UPS、HVDC、SST等设备；2030年全球需求73万片（中国20万片），800V渗透率达80%。
- 价值量：SiC功率器件价值量14.85美元/kW，衬底占器件成本25%。
AI芯片散热：SiC作为CoWoS中介层解决GPU高发热（热导率490W/m·K），2030年全球需求620万片（中国173万片）；若基板、热沉同步采用SiC，需求将再增2倍。
- 产能依据：台积电CoWoS 2030E产能194万片（12吋），SiC中介层渗透率80%。

（三）通信射频领域：2030年全球需求17万片

5G-A与6G推动射频器件升级，GaN-on-SiC方案因优异散热与高频性能成为主流（替代LDMOS）；2030年全球半绝缘型SiC衬底需求17万片（中国10万片，占比60%），2024-2030E CAGR 11%。

技术优势：GaN-on-SiC功率密度是LDMOS的3倍，散热效率提升50%。

（四）AR眼镜领域：2030年全球需求389万片

SiC高折射率（2.7）使其成为光波导片理想基底，可扩大视场角、解决彩虹纹，推动AR眼镜轻量化；2030年全球需求389万片（中国137万片），2025-2030E CAGR 166%。

渗透率：SiC光波导片在AR眼镜中渗透率30%，12吋衬底可切10副镜片。

三、行业供需格局与风险提示

（一）供需预测

年份	全球SiC衬底需求（万片）	中国需求（万片）	2025年供给（万片）	供需缺口（万片，2030E）
2025E	134	84	134	–
2027E	421-649	222-280	–	紧平衡（或短缺）
2030E	1676-3000	728-1075	–	超1200（基准场景）

供给端：2024年底中国SiC衬底产能400万片（6吋当量），但高端产能（8吋/12吋）不足。
需求端：AI散热、AR眼镜为超预期增长点，若技术落地加速，2030E需求或达3000万片。

（二）风险提示

技术迭代风险：SiC作为AI散热材料（中介层/基板/热沉）仍处研发阶段，技术路线未完全确定。
贸易摩擦风险：中美技术管制可能影响SiC衬底、设备供应链稳定性。
需求不及预期：新能源车、AI服务器、AR眼镜渗透率低于测算，导致SiC需求下滑。
行业竞争加剧：国内外厂商扩产加速（如Wolfspeed、天岳先进），可能引发价格战。

4. 关键问题

问题1：SiC在新能源汽车领域的核心价值是什么？2030年需求测算的关键假设与逻辑是什么？

答案：

核心价值：SiC是新能源车800V高压平台的核心器件，应用于主驱逆变器、DC-DC转换器等，可实现两大核心价值：①降低能耗：较硅基IGBT方案减少整车能耗8%-10%，CLTC续航里程提升6.3%-6.9%；②缩小体积：SiC器件功率密度更高，使电驱系统体积减小30%，降低整车重量与噪音。
2030E需求测算逻辑：
- 关键假设：①全球新能源车销量3872万辆（CAGR 13.8%），中国2723万辆（占70%）；②800V高压平台渗透率全球31%、中国33.5%（SiC渗透率同步）；③单车SiC衬底需求0.32片（单/双/三电机占比10%/30%/60%，良率89%）。
- 测算结果：全球需求432万片（中国328万片），2024-2030E CAGR 45%，占全球SiC总需求的26%，为第二大需求来源。

问题2：AI领域是SiC最大需求来源，其“电源+散热”双需求的具体应用场景与增长逻辑有何差异？

答案：
AI领域SiC“电源+散热”双需求的应用场景与增长逻辑差异显著，具体如下表：

需求类型	应用场景	核心驱动因素	2030E需求（万片）	增长逻辑差异
电源需求	UPS、HVDC、SST等电源设备	机柜功率密度提升（从4kW→120kW）	73	由“功率升级”驱动，属“增量替换”逻辑，SiC替代硅基IGBT以提升电源效率（从92%→97%）
散热需求	AI芯片中介层、基板、热沉	GPU功耗激增（从A100 400W→R300 3000W）	620（单中介层）	由“散热瓶颈”驱动，属“全新需求”逻辑，SiC因热导率（490W/m·K）是硅的3倍，成为先进封装散热首选材料

电源需求：800V配电架构渗透率提升（2030E 80%），SiC用于整流器、逆变器，减少电能转换损耗；
散热需求：CoWoS产能扩张（2030E 194万片12吋），SiC中介层渗透率从2026年5%升至80%，若基板、热沉同步采用SiC，需求将再增2倍至1860万片。

问题3：2027年SiC行业为何可能出现供需紧平衡？2030年产能缺口超1200万片的核心原因是什么？

答案：

2027年供需紧平衡原因：
- 需求端：2027年全球SiC衬底需求421-649万片（基准-乐观场景），核心增长点为AI散热（114万片）、新能源汽车（187万片）、AR眼镜（31万片），需求较2025年（134万片）增长3-5倍；
- 供给端：2024年底中国SiC衬底产能400万片（6吋当量），但高端产能（8吋/12吋）占比不足20%，且产能释放需18-24个月周期，2027年实际有效产能约400-500万片，与需求基本匹配，若AR/AI需求超预期则出现短缺。
2030年产能缺口超1200万片的核心原因：
- 需求端爆发：基准场景下全球需求1676万片（AI散热占37%、新能源车占26%），若AI散热三环节（中介层+基板+热沉）产业化，需求达3000万片，较2025年增长12-22倍；
- 供给端受限：①技术壁垒：12吋SiC衬底良率仍低于60%，量产难度大；②设备瓶颈：SiC长晶炉、切割设备依赖进口（如Axitron），扩产受设备交付周期制约；③成本约束：12吋SiC衬底成本约2000美元/片，高成本限制中小厂商扩产意愿，预计2030年全球有效产能约400-500万片，缺口超1200万片。