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一、新能源汽車滲透率不斷提升，SiC器件需求有望逐步放量
按照電學性能的不同，碳化硅襯底可分為半絕緣型碳化硅襯底和導電型碳化硅襯底兩類，這兩類襯底經(jīng)外延生長后主要用于制造功率器件、射頻器件等分立器件。
其中，半絕緣型碳化硅襯底主要應用于制造氮化鎵射頻器件。通過在半絕緣型碳化硅襯底上生長氮化鎵外延層，制得碳化硅基氮化鎵外延片，可進一步制成HEMT等氮化鎵射頻器件。
導電型碳化硅襯底主要應用于制造功率器件。與傳統(tǒng)硅功率器件制作工藝不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化硅襯底上，需在導電型襯底上生長碳化硅外延層得到碳化硅外延片，并在外延層上制造肖特基二極管、MOSFET、IGBT等功率器件。
導電型襯底在功率器件中得到廣泛應用，下游市場包括新能源汽車、光伏、高鐵、工業(yè)電源等領域。導電型碳化硅襯底主要應用于制造功率器件，功率器件是電力電子行業(yè)的重要基礎元器件之一，廣泛應用于電力設備的電能轉(zhuǎn)化和電路控制等領域，涉及經(jīng)濟與生活的方方面面。碳化硅功率器件以其優(yōu)異的耐高壓、耐高溫、低損耗等性能，較好地契合功率器件的要求，因而在近年被快速推廣應用，例如新能源汽車、光伏發(fā)電等領域。
新能源汽車消費興起，滲透率不斷提升。2019年及之前，國內(nèi)新能源車消費的主要驅(qū)動力來自于補貼政策和B端需求。2020年以來，隨著特斯拉、比亞迪、蔚小理等終端車廠陸續(xù)推出高性價比車型，在外形、續(xù)航、智能化等方面的產(chǎn)品競爭力不斷提升，消費者對于電動汽車的接受程度進一步提升，新能源汽車的產(chǎn)品競爭力也逐步成為驅(qū)動新能源汽車消費的主導因素。此外，為了應對氣候問題，近年來全球主要國家陸續(xù)提出實現(xiàn)“碳中和”的日程表，其中我國在2020年提出2030年碳達峰、2060年碳中和的目標，在目標的約束下，各國加快可再生能源的投資力度，積極推動新能源汽車銷售。在需求以及“雙碳”政策的驅(qū)動之下，全球新能源汽車銷售高速增長，2024年全球新能源汽車銷量達到1,823.6萬輛，同比增長24.4%。2024年中國新能源汽車銷量達到1,288.8萬輛，同比增長35.7%，占全球銷量比重由2023年64.8%提升至70.7%。
SiC器件應用廣泛，性能優(yōu)勢明顯。在新能源汽車中，SiC器件主要應用在電機驅(qū)動系統(tǒng)、車載充電系統(tǒng)（OBC）、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（車載DC/DC）、以及非車載充電樁。其中，電機驅(qū)動系統(tǒng)中，SiC器件主要應用在主逆變器上，與IGBT相比，能夠顯著降低電力電子系統(tǒng)的體積、重量和成本，據(jù)ST預計，SiCMOSFET的逆變器封裝尺寸較硅基IGBT減少50%以上；同時，在電動車平均運行狀態(tài)之下，SiC逆變器的效率也較IGBT高。據(jù)Wolfspeed預測，SiC逆變器能夠提升電動車5%-10%的續(xù)航能力，同時節(jié)省400-800美元的電池成本。OBC以及電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)方面，SiC的應用能夠有效降低開關(guān)損耗、提高極限工作溫度，進而提升系統(tǒng)效率。
下游廠商積極采用SiC方案，需求有望逐步放量。2021年9月，特斯拉宣布Model3將搭載STSiC器件，全車共有48個SiCMOSFET用于主逆變器中。通過搭載SiC器件，特斯拉的逆變器效率從ModelS的82%提升至Model3的90%，同時降低了開關(guān)損耗，實現(xiàn)了續(xù)航能力的提升。隨著特斯拉率先導入SiC器件后，比亞迪、小鵬、蔚來、現(xiàn)代等多個終端廠商積極跟進，其中比亞迪在2023年全面采用SiC器件替代IGBT。隨著終端車廠陸續(xù)采用SiC方案，SiC的需求有望逐步放量。
二、光伏新增裝機持續(xù)增長，逆變器用SiC前景可觀
積極推進可再生能源建設，光伏新增裝機持續(xù)高增長。在“雙碳”目標約束下，全球主要國家積極推進可再生能源建設，提高可再生能源在能源消費結(jié)構(gòu)中的占比，2024年球光伏新增裝機規(guī)模為451.9GW，其中，我國光伏新增裝機保持快速增長，2023年新增裝機規(guī)模為216.88GW，同比增長148.12，2024年為277.17GW，同比增長27.80%。
逆變器是光伏發(fā)電重要設備，目前多采用IGBT方案。光伏逆變器作為光伏電站的轉(zhuǎn)換設備，主要作用是將太陽電池組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電。光伏逆變器主要由功率模塊、控制電路板、斷路器、濾波器、電抗器、變壓器及機箱等組成。過去逆變器的功率器件多采用MOSFET器件，但由于MOSFET不適合用于高壓大容量的系統(tǒng)中，IGBT憑借其在中、高壓容量中的優(yōu)勢，已經(jīng)逐步取代MOSFET成為逆變器的核心器件。在光伏逆變器的應用場景中，多采用IGBT單管或IGBT模塊方案。
SiC方案優(yōu)勢逐步凸顯，滲透率有望加速提升。使用SiCMOSFET或SiCMOSFET與SiCSBD結(jié)合功率模塊的光伏逆變器，轉(zhuǎn)換效率有望從96%提升至99%以上，能量損耗降低50%以上，設備循環(huán)壽命提升50倍，從而能夠縮小系統(tǒng)體積、增加功率密度、延長器件使用壽命、降低生產(chǎn)成本。截至2024年光伏逆變器中采用SiC方案的滲透率約為40%，預計到2040年將達到80%，行業(yè)前景可觀。