碳化硅功率器件的研发和产业化项目可行性研究报告
思瀚产业研究院 民德电子    2023-05-25

半导体产业是国家的支柱性产业。长期以来，我国半导体产业，特别是先进制程集成电路的发展明显滞后于国外技术先进国家。因此，对外依赖程度较高，且近几年受全球贸易保护主义影响，中国半导体产业链的安全稳定供应受到极大影响，产业链的自主可控显得越发重要。然而，处于细分赛道的功率半导体，不仅具有广阔的市场容量和进口替代空间，而且因其“特色工艺”属性，尤为适宜目前中国国情，是半导体产业中可以真正实现进口替代的主要领域之一。“碳达峰、碳中和”战略将我国能源体系从传统上较弱的“资源属性”转变成了较强的“制造属性”，我国功率半导体产业势必伴随着能源系统和动力系统在中国“双碳”战略目标导向下发生深刻而长远的历史性变革和国产化机遇。

1、项目基本情况

项目名称：碳化硅功率器件的研发和产业化项目

实施主体：广微集成技术（深圳）有限公司

项目总投资：39,824.00 万元

本项目拟通过与晶圆代工厂共同投入资源合作建立碳化硅晶圆生产专项目建设内容 线，主要从事面向新型能源供给的 600V-1700V 碳化硅肖特基二极管、碳化硅 MOSFET 等产品的设计研发和产业化，产品主要应用于光伏逆变、电源无功补偿、汽车电子等领域，形成 6 英寸碳化硅晶圆年产能 3.6 万片。项目建设周期为2.5 年

2、项目建设的必要性

（1）新能源革命对功率半导体产业发展提出更高要求

国家“碳达峰、碳中和”战略所引发的新能源革命，将推动光伏、风能等清洁能源以及储能设备等新能源相关基础设施的大量建设，而新能源基建设施设备的高压、高频、高功率应用场景对功率半导体器件发展提出了更高要求。

硅材料属于基础性半导体材料，而碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料属于高能半导体材料，也被业内称为第三代半导体材料。以第三代半导体材料制作的功率器件相比传统硅基功率器件，具有能效高、损耗小、小型化的特点，在高压、高频、高功率的新能源基建设施设备中有广阔的应用前景。

因此，为顺应新能源革命对功率半导体产业发展提出的更高要求，公司有必要开拓具有高能属性的第三代半导体产业。

（2）助力国家第三代半导体产业国产化进程

全球第三代半导体产业虽有较长时间的研究历程，但在近年来才逐步实现产业化推广，并在越来越多适应于高压、高频、高功率的领域得到广泛应用，如光伏、风能、新能源汽车、充电桩、高铁、5G 等应用领域。

目前，美、欧、日等国家在第三代半导体产业链技术成熟度明显领先于中国。以碳化硅功率器件产业链为例：原材料方面，碳化硅功率器件最主要原材料为碳化硅衬底，在成本中占比约 50%，60%以上碳化硅衬底产自美国 Cree 公司，剩余约 30%以上碳化硅衬底产自其他美、欧、日半导体材料公司；生产制造方面，可以实现碳化硅功率器件大规模量产的品牌企业也主要是美国 Cree、德国英飞凌、美国安森美、日本罗姆、瑞士意法半导体等国外先进技术企业；市场应用方面，国内市场约 80%的碳化硅功率器件依赖于进口。

鉴于全球第三代半导体产业仍处于产业化的起步快速成长阶段，国内企业技术水平与国际先进企业差距相对有限，有望通过加大投入逐步缩小与国际先进企业技术差距；此外，第三代半导体产业链实现国产化，对保障国家新能源革命战略顺利推进至关重要。

（3）丰富公司功率半导体产品线，提升公司核心竞争力

公司在功率半导体领域有着清晰的技术路线和产品路线。目前产品线以硅基功率器件为主，包括肖特基二极管、超级结 MOSFET、快恢复二极管、SGT-MOSFET 等。公司以硅基功率器件为基本盘，积极布局第三代半导体相关产品，满足功率器件往更高的功率密度、更高的封装密度方向发展，有助于丰富公司功率半导体产品线，进一步提升公司在功率半导体产业的核心竞争力。

3、项目建设的可行性

（1）国家政策大力支持第三代半导体产业发展

近年来，国家大力支持第三代半导体产业发展，国家及各部委、各地方陆续发布针对第三代半导体产业发展的支持政策。

国家政策的大力支持，将有力地推动我国第三代半导体产业的发展，为本项目实施提供了良好的政策环境。

（2）碳化硅功率器件市场持续快速增长

碳化硅的市场应用领域偏向 1000V 以上的中高电压范围，具有耐高压、耐高温、高频三大优势，比硅更薄、更轻、更小巧。

碳化硅功率器件市场目前处于产业化的起步阶段，但市场规模正在快速扩张。现阶段，限制碳化硅功率器件推广的主要因素包括碳化硅原材料成本高、产业链成熟度有待提升、下游应用有待进一步开发。伴随国内外碳化硅产业链日趋成熟，规模和技术不断提升，成本持续下降，下游新的应用不断开发，碳化硅即将迎来爆发式增长。

根据 IHS 统计数据，2018 年碳化硅功率器件市场规模约 3.9 亿美元，受新能源汽车庞大需求的驱动，以及光伏、风能和充电桩等领域对于效率和功耗要求提升，预计到 2027 年碳化硅功率器件的市场规模将超过 100 亿美元。

（3）碳化硅功率器件已初具国产化供应链基础

在国家的大力支持和国内先行企业的不断探索下，我国碳化硅功率器件已初具国产化供应链基础，为碳化硅功率器件进一步国产化和供应链自主可控奠定了较好的产业链基础。

（4）公司拥有相关的技术储备，并已对碳化硅工艺平台完成了初步验证

公司控股子公司广微集成创始人谢刚博士及其研发团队长期从事硅基功率半导体及第三代半导体功率器件的研发及产业化工作，拥有丰富的技术储备，前期已与合作晶圆代工厂对碳化硅工艺平台进行了初步验证，为后续进行试生产和量产奠定了良好的基础，对本项目的顺利实施提供了技术保障。

4、项目投资计划

本项目总投资 39,824.00 万元。

5、项目经济效益

本项目运营期内，达产后可实现年均营业收入 6.05 亿元，年均净利润 0.53亿元，项目预期效益良好。

6、项目备案情况

本项目的立项备案及环评批复正在办理中。

此报告为摘取部分。需编制政府立项、银行贷款、投资决策等用途可行性研究报告咨询思瀚产业研究院。