无论是电话通信还是我们日常出行所用的电动汽车、轨道交通等，当下我们的生活已然都离不开一种关键材料——半导体。

全球半导体产业发展至今经历了若干发展阶段，从以硅（Si）、锗（Ge）为代表的单质半导体材料，主要应用于大规模集成电路中；到广泛应用于光电子和微波器件中以磷化铟和砷化镓（GaAs）为代表的化合物半导体。随着半导体器件应用领域的不断扩大，对材料的要求越来越高，以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）为代表的宽禁带半导体材料应运而生。

宽禁带半导体发展迅猛
和传统材料相比，宽禁带半导体材料制备的器件不仅能在更高的温度下稳定运行，适用于高电压、高频率场景，此外，还能减少电能损耗，实现更高的功率密度。

浙商证券数据显示，相同规格的碳化硅基 MOSFET 与硅基 MOSFET 相比，尺寸减小至原来1/10，导通电阻降低至原来1/100，总能损耗降低 70%，能源转换效率提高。

目前，宽禁带半导体材料在新能源汽车、轨道交通、新能源发电、储能、5G通信等领域实现了较大突破。其中，碳化硅为规模产业化的最佳选择，成为新的技术研究前沿和竞争点。

碳化硅半导体产业链主要包括单晶衬底、外延片、功率器件、模块封装和终端应用等环节。

据Yole统计，2020年SiC碳化硅功率器件市场规模约7.1亿美元，预计 2026年将增长至45亿美元，2020-2026年CAGR近36%。

作为海外龙头，Wolfspeed也给出看好预测，该公司指出，2022年碳化硅器件市场规模将达到43亿美元，2024 年进一步增长至 66 亿美元，并于2026年突破89亿美元。

业内普遍认为，新能源汽车是碳化硅功率器件市场未来最主要的增长驱动，且其下游快充装置、输变电系统、轨道交通、充电桩等都需要大功率、高效率的电力电子器件，碳化硅有望迎来快速发展。如在轨道交通领域，采用碳化硅功率器件可以大幅度提高装置的功率密度和工作效率，将有助于明显减轻轨道交通的载重系统。

值得注意的是，碳化硅在白色家电领域也很有可能得到重要应用。如空调若选用碳化硅二极管，将拥有更高的耐温及高温稳定性，提升了其整体性能。家电在市场存在一定的基数和可预见的增长空间，很有可能带动需求规模的大幅提升。

从国家政策方面来看，2021年3月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，提出要大力发展碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体产业。

业内有消息称，我国“2030计划”和“十四五”规划明确将宽禁带半导体列为重点发展方向，而北京、上海、山东、广东等多地政府也相继出台了对该产业的支持政策和投入等。

近两年，我国正在明显加快5G基站建设、人工智能、工业互联网等“新基建”建设力度。相关行业的发展，意味着半导体器件性能需不断迭代提升，对其需求正在呈几何倍增长。

可以说，以碳化硅为代表的宽禁带半导体迎来了“最好的时代”。

把握核心衬底，这家公司迎风口上市
但在上述高需求的市场背景下，国内现有宽禁带半导体产能明显存在缺口，一定程度上导致国内该产业各环节国产化率低，超过八成的产品依赖进口。

放眼全球，明显国外龙头在碳化硅领域经验多，产业更为成熟。

且在行业供给有限的情况下，碳化硅也面临成本较高的问题。任何商品在产业化道路上，成本都是至关重要的影响因素。而在这条产业链里，衬底成为了碳化硅降本的核心、也是技术壁垒最高的环节，是未来化硅降本、大规模产业化推进的关键。

目前，碳化硅衬底可分为半绝缘型和导电型，半绝缘体型衬底可应用在5G通讯等领域，导电型衬底应用于新能源汽车、新能源发电、储能等涉及电力控制的领域。


图片来源：天岳先进
国内导电型衬底发展目前尚在起步阶段，半绝缘体市场相较之下更为成熟。放眼全球，海外龙头美国科锐(WOLFSPEED)、II-VI依旧合市场份额占比较大，目前国内公司山东天岳先进科技股份有限公司（688234.SH，下称天岳先进）已挤进全球一线制造商的地位。

根据 yole 报告统计，2021年天岳先进在半绝缘碳化硅衬底领域，市场占有率连续三年保持全球前三。该公司已在山东济南、济宁建立碳化硅衬底生产基地，主要生产半绝缘型衬底。



天岳先进成立于2010年11月，今年1月12日在上海证券交易所科创板发行上市，公开发行股票4297万股，发行价格定为82.79元/股，新股募集资金总额35.6亿元，自此天岳先进成为国内首家上市的碳化硅衬底厂商。

天岳先进是国内领先的宽禁带半导体衬底材料生产商，从事碳化硅衬底的研发、生产和销售，产品广泛应用于微波电子、电力电子等领域，公司主要产品包括半绝缘型和导电型碳化硅衬底。

作为行业龙头，天岳先进已掌握涵盖了设备设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工等各类核心技术，较早在国内实现了4英寸半绝缘型碳化硅衬底的产业化，成为全球少数能批量供应高质量4英寸半绝缘型碳化硅衬底的企业，也已经完成了6英寸导电型碳化硅衬底的研发且已形成小批量销售，目前公司正在加快导电型衬底产能建设和产品认证。前不久，天岳先进发布公告宣布公司取得了IATF 16949：2016质量管理体系认证证书，为其产品向下游车企的渗透迈出了重要的一步。

“半绝缘型+导电型”布局，天岳先进着眼研发创新
根据Yole预计，得益于5G基站建设和雷达下游市场的大量需求，至2023 年，半绝缘型碳化硅衬底市场将保持快速增长。

该机构表示，2018 年至2020 年，全球导电型碳化硅衬底市场规模从 1.73 亿美元增长至 2.76 亿美元，复合增长率为 26.36%。根据 Yole 预计，受益于碳化硅功率器件在电动汽车等下游应用的增长，导电型碳化硅衬底市场未来将快速发展。 

华泰证券也认为，目前全球SiC材料海內外加速扩产，国內远期规划年产能超400万片/年。虽然国內产能规划量很大，但是由于良率及衬底品质原因，国內有效产能仍然稀缺，尤其是导电型衬底。

天岳先进未止步于半绝缘型衬底的优势，公司在巩固自身地位的同时，正在积极提升导电型衬底产能建设，以求第二业绩增长点。

2021年，天岳先进募投25亿元的项目“碳化硅半导体材料项目”在上海临港正式开工建设，项目主要用于生产6英寸导电型碳化硅衬底材料，项目达产后公司将新增导电型碳化硅衬底产能约30万片/年。

半导体产业研发投入周期长，技术更新快，目前碳化硅衬底方面主要的技术门槛在于扩大尺寸以及改进电学性能。

去年，天岳先进研发费用高达7373.61万元，这一数字占其营业收入的14.93%，同比增加了62.05%。年报显示，天岳先进及下属子公司合计新申请发明专利和实用新型专利共89项，其中发明专利37项，实用新型52项，覆盖了粉料制备、晶体生长、长晶设备、冷却系统、清洗装置以及籽晶、衬底、晶体等产品。截至年末，天岳先进及下属子公司已累计获得境内发明专利授权 98 项，实用新型专利授权312项，展现出极强的研发能力。

天岳先进依托“项目B”、“8 英寸宽禁带碳化硅半导体单晶生长及衬底加工关键技术项目”等研发项目，在加快研发大尺寸碳化硅衬底以及提升导电型衬底关键指标等方面获得突破性进展。

在工业4.0的浪潮中，天岳先进也在大力推进智慧工厂计划，未来公司拟采用 人工智能数据分析技术、数字孪生技术，打造出数字化工厂，利用公司积累的海量数据，搭建优化迭代和智能化控制模型，达到数字工厂、实体工厂联动，大幅度压缩技术迭代，极大地提高研发速度。

在国内半绝缘型衬底受到禁运的背景下，天岳先进近年来将有限的产能投入到半绝缘型产品的生产上，以优先满足半绝缘衬底的国家战略需求。该公司在过去的发展中不断进行技术突破，对半绝缘型和导电型两种产品均已实现了充分的技术储备和产业化能力。天岳先进近日在调研中表示，目前来看，在未来1-2年甚至更长的时间段，碳化硅衬底供不应求是碳化硅行业的主要矛盾。

在以天岳先进为代表的企业引领下，我国在碳化硅领域的实力与国外差距正在缩小。尤其在未来大尺寸化的竞争格局中，国内厂商有望奋起直追，早日实现国产替代。在“碳达峰、碳中和”的时代背景下，天岳先进抓住机遇，将进一步提升产品质量和产业规模，成为业内佼佼者。