文章核心观点 - 碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料，凭借其高耐压、高热导率和低开关损耗等特性，在新能源汽车、光储充、AI数据中心、AR眼镜等新兴领域应用前景广阔，市场处于高速成长期 [2] - 国内碳化硅需求在新能源产业链带动下整体向好，同时受益于AI服务器电源、芯片封装散热、AR眼镜等新增长极的需求爆发，市场空间巨大 [2] - 碳化硅器件国产替代空间广阔，国内企业在衬底等环节已取得突破，但器件市场仍由国际巨头主导，产业链垂直整合的公司发展潜力更大 [117][124][126] 碳化硅概述 - 半导体材料发展历经三代：第一代以硅和锗为主，应用于大规模集成电路；第二代以砷化镓和磷化铟为代表，适用于高频高速环境；第三代以氮化镓和碳化硅为核心，满足高功率、高电压、高频率需求 [6][10][12] - 碳化硅性能优势显著：禁带宽度为3.26eV，是硅的3倍；击穿电场为3MV/cm，是硅的10倍；热导率高达490W/m·K，远高于硅的约150W/m·K [19][26] - 碳化硅适用于高温高压场景，耐压可达1200V以上，可在175℃以上稳定工作，主要应用于电动汽车主驱逆变器、光伏、轨道交通等 [16] 碳化硅应用范围 - 新能源汽车逆变器：800V高压平台车型加速普及，对逆变器耐压等级要求从650V提升至1200V以上，SiC MOSFET凭借高频低损耗特性成为主流选择，2024年上半年我国新能源汽车碳化硅模块装机量占总功率模块比例超过10%，预计2025年渗透率将达20%以上 [23][29][38] - 工程车电动化：政策推动下工程车电动化提速，电动装载机10年使用寿命可节省256万元，碳化硅器件通过提升效率、缩小系统体积解决核心痛点，电动取力器（ePTO）为新兴蓝海市场 [40][42] - 光储充领域：政策要求到2027年大功率充电设施（250kW）超10万台，碳化硅充电桩输出功率较硅基提升30%，损耗减少50%，运营充电桩首年可节省电费4.7万元；光伏领域SiC模块可将逆变器效率提升至98.7%，单日收益提升8.2元 [44][48][55] - 家电、轨交、电网等领域：碳化硅在家电空调中装机量已突破100万台；轨道交通全碳化硅永磁直驱牵引系统节能10%-20%；电网配网环节SiC器件可减少串联数量3/4，降低能耗 [64][65][70] 碳化硅新增长极 - 芯片封装散热：英伟达GPU芯片功率从H200的700W提升至B300的1400W，CoWoS封装散热要求提高，碳化硅热导率是硅的2-3倍，可作为中介层或散热载板理想材料，大幅优化封装尺寸 [73][77][80] - AI数据中心：全球数据中心市场规模预计从2024年的319.53亿美元增长至2035年的987.68亿美元，SiC应用于UPS与服务器电源，可降低功率损失高达70%，英伟达计划2027年向800V HVDC数据中心过渡，推动SiC需求激增 [87][92][96] - AR眼镜：碳化硅作为光波导基材折射率达2.6，支持80°视场角，镜片重量仅2.685g，热导率490W/mK，Meta Orion AR眼镜已验证其可行性，2025年全球AR眼镜销量预计达85万台，2030年AI眼镜出货量有望达8000万副 [99][102][115] 碳化硅市场空间 - 全球碳化硅功率半导体器件市场规模将从2024年的32.4亿美元增长至2030年的197.45亿美元，复合增长率达35.2%，渗透率从2023年的5.8%提升至2030年的22.6% [107][111] - 800V纯电动车出货量占全部纯电动车近10%，预计2030年提升至30%，汽车领域超90%的SiC用于主牵引逆变器 [113] 碳化硅国产替代情况 - 2024年意法半导体、安森美、英飞凌、Wolfspeed、罗姆五家企业合计占据碳化硅器件市场83%份额，国产替代空间广阔 [117] - 国内企业如芯联集成2024年碳化硅器件收入达1.4亿美元，同比增长188%，增速远高于海外企业 [122] - 全球碳化硅产业链投资规模持续扩大，国内投资额约80亿美元，国内设备公司受益于产能扩张 [124] 碳化硅相关公司 - 天岳先进：已形成6/8/12英寸碳化硅衬底产品矩阵，设计年产能超40万片，产品应用于电动汽车、AI数据中心及光伏系统，获得英飞凌、博世等国际客户合作 [129][130] - 三安光电：碳化硅业务为核心战略，湖南基地具备6英寸产能1.6万片/月，8英寸衬底产能1000片/月，与意法半导体、理想汽车等合作项目已通线 [131][132] - 晶盛机电：12英寸碳化硅衬底加工中试线实现全线设备自主研发和100%国产化，核心设备性能达行业领先水平 [135]