2023年中國(guó)襯底材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析：應(yīng)用市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)張，強(qiáng)勁需求帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展[圖]

內(nèi)容概要：碳化硅作為襯底的主要材料之一，其產(chǎn)品主要分為半絕緣型和導(dǎo)電型兩類(lèi)。半絕緣型碳化硅襯底主要應(yīng)用于信息通訊、無(wú)線(xiàn)電探測(cè)等領(lǐng)域；導(dǎo)電型碳化硅襯底應(yīng)用在新能源汽車(chē)、軌道交通，以及大功率輸電變電等領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著國(guó)家和政府加大對(duì)襯底材料相關(guān)技術(shù)的扶持，各大廠商加快產(chǎn)品技術(shù)的研發(fā)，持續(xù)推進(jìn)大尺寸碳化硅襯底的研發(fā)進(jìn)程，目前國(guó)內(nèi)主流碳化硅廠商逐步實(shí)現(xiàn)了6英寸碳化硅的量產(chǎn)，未來(lái)在量產(chǎn)的持續(xù)推進(jìn)下，大尺寸的碳化硅襯底將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：LED藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底、硅襯底、LED照明、8英寸襯底

一、行業(yè)現(xiàn)狀：市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)容，推動(dòng)產(chǎn)品性能穩(wěn)步提升

襯底是指用于外延生長(zhǎng)晶體薄膜的單晶晶片，也叫基片，既可以在半導(dǎo)體領(lǐng)域中直接進(jìn)入晶圓制造環(huán)節(jié)生產(chǎn)半導(dǎo)體期間，也可以在經(jīng)過(guò)切、磨、拋等仔細(xì)加工后，在一定條件下作為外延生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，讓同種或另一種單晶體在其表面上定向生長(zhǎng)。以往作為薄膜襯底的材料有玻璃、陶瓷、金屬板材等，現(xiàn)今主流的襯底材料主要有藍(lán)寶石、硅、碳化硅等，其中藍(lán)寶石的用量較大。

藍(lán)寶石是一種氧化物晶體，目前，包括半導(dǎo)體在內(nèi)的許多材料生產(chǎn)商都會(huì)采用藍(lán)寶石作為基片/襯底，生產(chǎn)藍(lán)寶石晶體主要消耗的原料為高純氧化鋁，高純度的氧化鋁粉可以大大提升藍(lán)寶石材料的使用性能，因而藍(lán)寶石材料作為襯底應(yīng)用十分廣泛，主要應(yīng)用于LED、消費(fèi)電子、軍事等領(lǐng)域。目前也有部分LED芯片采用硅襯底，因?yàn)楣杈哂辛己玫膶?dǎo)熱性，合理使用可以較好的延長(zhǎng)器件的使用壽命。碳化硅作為襯底材料之一，應(yīng)用的廣泛程度僅次于藍(lán)寶石，其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能也較為突出，但生產(chǎn)難度較大，價(jià)格高，因而主要應(yīng)用與半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域。此外，作為第三代半導(dǎo)體的核心材料，在5G通信、航空航天、新能源汽車(chē)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢(xún)發(fā)布的《中國(guó)襯底材料行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)及市場(chǎng)需求潛力報(bào)告》

碳化硅作為襯底的主要材料之一，其產(chǎn)品主要分為半絕緣型和導(dǎo)電型兩類(lèi)。半絕緣型碳化硅襯底主要應(yīng)用于信息通訊、無(wú)線(xiàn)電探測(cè)等領(lǐng)域，目前市場(chǎng)主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為4英寸；導(dǎo)電型碳化硅襯底應(yīng)用在新能源汽車(chē)、軌道交通，以及大功率輸電變電等領(lǐng)域，在導(dǎo)電型碳化硅市場(chǎng)中，目前主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為6英寸。近年來(lái)，隨著國(guó)家和政府加大對(duì)襯底材料相關(guān)技術(shù)的扶持，各大廠商加快產(chǎn)品技術(shù)的研發(fā)，持續(xù)推進(jìn)大尺寸碳化硅襯底的研發(fā)進(jìn)程，目前國(guó)內(nèi)主流碳化硅廠商逐步實(shí)現(xiàn)了6英寸碳化硅的量產(chǎn)，未來(lái)在量產(chǎn)的持續(xù)推進(jìn)下，大尺寸的碳化硅襯底將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

2020年，我國(guó)導(dǎo)電型碳化硅襯底中，4英寸的產(chǎn)品銷(xiāo)量為10萬(wàn)片左右，6英寸的產(chǎn)品銷(xiāo)量在8萬(wàn)片左右。預(yù)計(jì)到2025年，6英寸的導(dǎo)電型碳化硅襯底銷(xiāo)量將會(huì)得到迅速擴(kuò)容，到2030年4英寸的導(dǎo)電型碳化硅襯底將不再使用，6英寸的導(dǎo)電型碳化硅襯底產(chǎn)品銷(xiāo)量將突破40萬(wàn)片。在半絕緣型碳化硅襯底中，2020年4英寸的產(chǎn)品銷(xiāo)量為4萬(wàn)片左右，6英寸的產(chǎn)品銷(xiāo)量為5萬(wàn)片左右，半絕緣型碳化硅襯底因其生產(chǎn)工藝較為領(lǐng)先，因而6英寸的半絕緣碳化硅襯底得到快速發(fā)展，產(chǎn)品銷(xiāo)量持續(xù)提升，預(yù)計(jì)2025年，4英寸半絕緣型碳化硅襯底產(chǎn)品銷(xiāo)量將下降到2萬(wàn)片左右，6英寸的襯底產(chǎn)品銷(xiāo)量將達(dá)到10萬(wàn)片左右，到2030年，6英寸半絕緣型碳化硅襯底產(chǎn)品銷(xiāo)量有望突破到20萬(wàn)片左右。

藍(lán)寶石是一種氧化鋁的單晶，具有良好的透光性、傳導(dǎo)性，自90年代以來(lái)，LED照明逐漸滲透進(jìn)人們的日常生活，藍(lán)寶石開(kāi)始廣泛應(yīng)用于LED襯底材料。LED作為一種節(jié)能環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)、用途廣泛的光源，其能源轉(zhuǎn)換效率大大高于白熾燈和節(jié)能等，是繼白熾燈、熒光燈之后的第三次照明技術(shù)革命，逐步替代白熾燈和熒光燈，成為目前照明行業(yè)的主流趨勢(shì)。隨著發(fā)光效率的持續(xù)提升，以及產(chǎn)品價(jià)格的不斷降低，LED照明產(chǎn)品步入持續(xù)爆發(fā)增長(zhǎng)的階段。

藍(lán)寶石作為L(zhǎng)ED襯底中的重要材料，在LED照明行業(yè)快速發(fā)展下，LED藍(lán)寶石襯底的是市場(chǎng)規(guī)模和需求量也在快速提升。2019-2021年期間，我國(guó)LED藍(lán)寶石襯底的市場(chǎng)規(guī)模和需求量均呈現(xiàn)出穩(wěn)步上漲的態(tài)勢(shì)。2021年，我國(guó)LED藍(lán)寶石襯底的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到21億元，較2020年增長(zhǎng)了17%；需求量為3500萬(wàn)片左右，同比增長(zhǎng)了16.5%。未來(lái)隨著LED照明的滲透率持續(xù)提升，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)張，我國(guó)LED藍(lán)寶石襯底的市場(chǎng)規(guī)模和需求量也將得到進(jìn)一步提升，預(yù)計(jì)到2023年我國(guó)LED藍(lán)寶石襯底的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到26.5億元左右，市場(chǎng)需求量將達(dá)到4600億元左右。

二、專(zhuān)利技術(shù)：專(zhuān)利量保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，8英寸襯底逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)

近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體等行業(yè)的快速發(fā)展，襯底材料作為其產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分，各大廠商加快技術(shù)攻關(guān)，持續(xù)推進(jìn)襯底材料的研發(fā)，襯底材料的專(zhuān)利申請(qǐng)量也在快速增長(zhǎng)。2012年以來(lái)，我國(guó)襯底材料的專(zhuān)利申請(qǐng)量總體保持增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，從2012年的256件，增長(zhǎng)到2020年的440件，2021年以來(lái)專(zhuān)利申請(qǐng)量有所下滑，2022年我國(guó)襯底材料的專(zhuān)利申請(qǐng)量為299件。在各省市的襯底材料專(zhuān)業(yè)量分布中，我國(guó)襯底材料的專(zhuān)利量主要分布在北京市、江蘇省、上海市、廣東省等地，其中北京市以專(zhuān)利量710件占據(jù)全國(guó)首位，占比達(dá)到17.5%，其次是江蘇省和上海市，專(zhuān)利量分別為659件、561件，占比分別達(dá)到16.24%、13.83%。

在碳化硅襯底中，擴(kuò)大碳化硅襯底尺寸既能增加產(chǎn)能供給，又能進(jìn)一步降低碳化硅器件的平均成本，因而全球各大廠商持續(xù)加大碳化硅襯底的研發(fā)，推動(dòng)碳化硅襯底尺寸的持續(xù)擴(kuò)大。我國(guó)碳化硅襯底企業(yè)起步較晚，在碳化硅襯底尺寸上也落后于國(guó)外主流廠商，目前國(guó)外主流廠商已實(shí)現(xiàn)8英寸襯底的規(guī)?；慨a(chǎn)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)商以6英寸襯底量產(chǎn)為主。隨著生產(chǎn)工藝的不斷改善，國(guó)內(nèi)主流廠商加快8英寸的產(chǎn)品研發(fā)，逐步成功研制和量產(chǎn)了8英寸碳化硅襯底，推動(dòng)我國(guó)襯底材料行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

三、應(yīng)用領(lǐng)域：下游應(yīng)用領(lǐng)域快速發(fā)展，拉動(dòng)襯底材料產(chǎn)業(yè)持續(xù)優(yōu)化

LED照明市場(chǎng)是我國(guó)LED藍(lán)寶石襯底材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，近年來(lái)，隨著LED照明設(shè)備的大力普及，對(duì)于襯底材料的需求量也在持續(xù)提升，助力我國(guó)藍(lán)寶石襯底材料行業(yè)快速發(fā)展。2017-2021年期間，我國(guó)LED照明行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模保持增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，2021年我國(guó)LED照明市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到9423億元，較2020年增長(zhǎng)了9.28%。LED照明行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的持續(xù)提升，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，藍(lán)寶石襯底材料作為其重要的生產(chǎn)原材料之一，在行業(yè)的拉動(dòng)下，發(fā)展提速。

碳化硅功率器件具有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將極大地提高現(xiàn)有使用硅基功率期間的能源轉(zhuǎn)換銷(xiāo)量，主要應(yīng)用領(lǐng)域有電動(dòng)汽車(chē)/充電樁、光伏新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)等。隨著全球?qū)τ跉夂蜃兣?、二氧化碳減排的認(rèn)識(shí)不斷提升，國(guó)家開(kāi)始著重發(fā)展新能源汽車(chē)等生態(tài)友好型產(chǎn)業(yè)，新能源汽車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)量也得到快速增長(zhǎng)。

2021年以來(lái)，我國(guó)新能源汽車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)量保持快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，2022年我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量共計(jì)705.8萬(wàn)輛、688.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)了99.1%、95.6%。2023年我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量保持增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，產(chǎn)銷(xiāo)量得到進(jìn)一步提升，前兩個(gè)月我國(guó)新能源汽車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)量分別為97.7萬(wàn)輛、93.3萬(wàn)輛，較2022年同期分別增長(zhǎng)了18.1%、20.8%，市場(chǎng)占有率達(dá)到25.7%。隨著電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，對(duì)功率半導(dǎo)體期間的需求量也在持續(xù)增加，而碳化硅功率器件因其高可靠性、高效率的特性，成為電動(dòng)汽車(chē)的核心部件，因此，在電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展下，碳化硅功率器件發(fā)展提速，也帶動(dòng)碳化硅襯底的不斷優(yōu)化和升級(jí)。

光伏和儲(chǔ)能系統(tǒng)是全球新能源發(fā)展的主要方向，也是碳化硅器件的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。逆變器作為光伏發(fā)電的重要部件，光伏逆變器曾普遍采用硅器件，基于硅基器件的傳統(tǒng)逆變器成本約占光伏發(fā)電系統(tǒng)的10%左右，卻也是系統(tǒng)能量損耗的主要來(lái)源之一。使用碳化硅有關(guān)功率模塊的光伏逆變器，可以將轉(zhuǎn)換效率從96%提升到99%以上，能量損耗降低50%以上，設(shè)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(zhǎng)期間使用壽命、降低生產(chǎn)成本等。

近年來(lái)，在國(guó)家的大力推動(dòng)下，光伏行業(yè)得到快速發(fā)展，新增裝機(jī)量也在持續(xù)增加。2017-2022年期間，我國(guó)光伏的新增裝機(jī)量呈現(xiàn)出“先降后升”的態(tài)勢(shì)，2019年過(guò)來(lái)，光伏新增裝機(jī)量保持高速增長(zhǎng)，2022年我國(guó)光伏新增裝機(jī)量達(dá)到87.41GW，其中集中式光伏電站、分布式光伏新增并網(wǎng)容量分別為36.29GW、51.11GW。隨著碳化硅功率器件性能的持續(xù)優(yōu)化，在光伏逆變器中的占比也在持續(xù)提升，預(yù)計(jì)到2025年碳化硅功率器件的占比將達(dá)到50%，到2030年占比突破70%。受益于光伏行業(yè)的飛速發(fā)展，碳化硅襯底作為功率器件中的重要原材料，也將得到進(jìn)一步發(fā)展和提升。

在軌道交通領(lǐng)域中，會(huì)大量應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件，其中包括牽引變流器、輔助變流器、主輔一體化變流器、電力電子變壓器等產(chǎn)品都有使用碳化硅期間的需求。牽引變流器作為機(jī)車(chē)大功率交流傳動(dòng)系統(tǒng)的核心裝備，能夠極大地發(fā)揮碳化硅器件高溫、高頻和低損耗的特性，提高裝置的應(yīng)用效率，進(jìn)一步提升整體效能。近年來(lái)，隨著碳化硅襯底技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，碳化硅器件在軌道交通中的應(yīng)用占比也在持續(xù)提升，2018年我國(guó)軌道交通中，碳化硅有關(guān)器件的占比僅為2%左右，預(yù)計(jì)到2030年，碳化硅有關(guān)器件的占比將達(dá)到30%左右，到2040年占進(jìn)一步提升，達(dá)到70%左右。隨著碳化硅功率器件在軌道交通中的應(yīng)用占比持續(xù)提升，所發(fā)揮的功效也越來(lái)越大，未來(lái)在軌道交通不斷革新下，碳化硅功率器件適應(yīng)市場(chǎng)需求，也將不斷完善和升級(jí)。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢(xún)（m.yhcgw.cn）發(fā)布的《中國(guó)襯底材料行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)及市場(chǎng)需求潛力報(bào)告》。智研咨詢(xún)是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書(shū)、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢(xún)服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢(xún)】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。