金刚砂,又称碳化硅(SiC),是一种第三代半导体材料。其具有禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高、电子饱和漂移速率高等特性,相较于硅材料等前两代半导体材料,具备显著优势。金刚砂广泛应用于磨具磨料、冶金原料、半导体器件、功能陶瓷、耐火材料等领域。
在半导体器件领域,金刚砂是第三代半导体材料的代表之一。它在击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面的表现优于硅材料等前两代半导体材料。
金刚砂的产业链结构清晰,主要包括原材料、衬底、外延材料、芯片设计、芯片制造、器件制造、模块等环节。其中,衬底环节的成本占比最高,约为总成本的47%,而外延环节成本占23%,这表明衬底和外延环节对于金刚砂器件成本的影响较大。
2021年,全球金刚砂市场规模为1092百万美元。汽车市场在金刚砂功率器件中占据最大份额,达到685百万美元。预计未来,随着碳化硅器件在新能源汽车、能源、工业等领域渗透率的提升,金刚砂器件市场规模将持续增长。到2026年,汽车中碳化硅功率器件的价值占比中,逆变器将达到83%,OBC(On-board charger)为15%,DC-DC转换器为2%。
中国金刚砂行业在政策支持下发展迅速。例如,《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》、《新时代促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》、《深圳市第三代半导体产业链重点产业项目遴选方案》、《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》等政策文件,均对碳化硅、第三代半导体技术的自主研发和产业化给予了重要支持。
中国金刚砂行业内的企业主要包括山东天岳先进科技股份有限公司、北京天科合达半导体股份有限公司等。这些企业在碳化硅晶体衬底材料、功能材料、电子半导体材料的研发、生产和销售方面具有竞争力。它们通过技术创新和规模化生产,为中国金刚砂行业的发展做出了贡献。
综上所述,金刚砂作为一种具有广泛应用前景的材料,在全球范围内展现出强劲的增长势头。特别是在新能源汽车、光伏、5G通信等领域的应用,金刚砂材料制备的射频器件及功率器件展现出巨大的市场潜力。中国金刚砂行业在政策引导下正不断发展壮大,未来有望在全球金刚砂市场竞争中发挥重要作用。
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