碳化硅高速增长的前夕：功率渗透率提升与AI+AR双轮驱动

报告要点 碳化硅（SiC）成为驱动技术升级与效率革命的关键支撑。作为第三代宽禁带半导体核心材料，凭借禁带宽度大、击穿电场高、热导率优、电子饱和 漂移速度快等突出性能，正全面渗透新能源、A I、通信、A R四大高增长产业 ，其应用场景从功率器件延伸至散热材料、光学基底等领域，需求呈爆发式增 长，行业即将进入高速发展期。 在新能源领域，SiC是实现高效节能的核心器件，我们预计2030年，全球“新能源车+充电桩+光储”对碳化硅衬底（6吋当量，若非特殊说明，下同）的需求量约577万片，CAGR~36.7%。新能源汽车领域，800V高压 平台逐步普及，2025年渗透率已达11.17%，SiC MOSFET应用于主驱逆变器 、D C-DC转换器等核心部件，可使整车能耗降低8%-10%。我们测算得，20 30年全球新能源车领域SiC衬底需求达432万片，中国328万片。高压直 流充电桩方面，政策推动下2027年将建成10万台大功率充电桩，SiC凭借 耐高压特性成为达标关键，2030年全球SiC衬底需求51万片，中国29万 片。光储领域，SiC将提升光伏逆变器与储能变流器效率，2030年全球碳化硅衬底需求94万片，中国30万片。 资料来源：Wind，聚源 《AI驱动智慧中枢崛起，小米智能眼镜开启可穿戴实用主义新纪元》(2025/7/2) 《半导体材料系列报告之一：国际形式严峻，国产半导体材料行业如何发展》(2025/6/26)《AI+AR交互新范式，雷鸟X3 Pro重塑行业里程碑》(2025/6/5)《Rokid AR Lite开售，引领空间计算时代》(2024/8/6)《半导体硅片景气度向好，国产厂商前景可期》(2024/7/18)《电子行业半月报：AI赋能智能设备，头部厂商折叠屏手机加速布局》(2024/7/18)《半导体行业点评：本轮半导体周期走到哪里了？》(2024/7/5)《电子行业半月报：HarmonyOS NEXT发布，助力鸿蒙AI生态建设》(2024/7/3)《AI手机百花齐放，苹果入局开启新气象》(2024/6/25)《电子行业半月报：苹果AI发布，开启端侧AI新篇章》(2024/6/18) AI产业中，SiC迎来“功率+散热”双重增长机遇。数据中心方面，算力提升推动机柜功率密度飙升，SiC应用于UPS、HVDC、SST等电源设备，20 30年全球电源领域衬底需求73万片，中国20万片。同时，SiC作为先 进封装散热材料，解决GPU高发热难题，2030年全球A I芯片中介层所需衬 底需求约620万片，中国173万片；若在现有技术路径下，CoWoS工艺中 ，基板和热沉材料也采用SiC，则A I芯片散热领域衬底空间将增加2倍。 通信射频领域，5G-A与6G推动射频器件升级，GaN-on-SiC方案凭借优异散热与高频性能成为主流。2030年全球射频用半绝缘型SiC衬底需 求量达17万片，中国占比60%，约10万片。 2030年全球AR眼镜领域衬底需求389万片，中国137万片。AR产业中，SiC高折射率特性使其成为光波导片理想基底，可扩大视场角、解决彩 虹纹问题，推动AR眼镜轻量化与全彩化。 需求端的全面爆发推动行业规模快速扩张，预计2027年碳化硅衬底供需紧平衡，甚至存在出现产能供应紧张的可能性；2030年，全球1676万片的衬底需求量，较2025年的供给，存在约1200万片的产能缺口。其中，AI中介层、新能源汽车、AR眼镜是三大核心增长点，我们预计到2030年需 求占比分别为37%、26%、23%；其中SiC在A I芯片先进封装散热材料的运用 上，若能实现在“基板层”、“中介层”和“热沉”三个环节的产业化，20 30E，全球碳化硅衬底需求量有望达到约3000万片。 风险提示： 1、中美贸易摩擦加剧，供应链进一步受限的风险；2、下游需求不及预期；3、产品研发、技术迭代与市场推进不及预期，如SiC作为先进封装的散热材料，中介层、基板和热沉三方面均处于研发阶段，技术路线尚未完全确定，风险较高；4、行业竞争加剧。 内容目录 1、SiC材料第一性决定其适用于能源、AI、AR和射频产业....................................................................42、打破硅基局限，SiC撑起新能源产业的“超高效时代”.......................................................................42.1电动车800V高压平台加速渗透，SiC材料具有性能优势........................................................................42.2 SiC具体用在新能源车的哪个部分？.......................................................................................................52.3 SiC在新能源车的需求测算.....................................................................................................................62.4新能源汽车高压直流充电桩成为SiC需求增长的又一催化剂...................................................................72.5高压直流充电桩所需SiC需求量测算......................................................................................................92.6 SiC成为光储一体化的高效能引擎.........................................................................................................103、能耗砍半、散热升级，SiC激活AI产业潜力.......................................................................................123.1 SiC是AI数据中心电源系统升级的钥匙.................................................................................................123.2 SiC导热性能优异，有望作为芯片封装的散热材料.................................................................................164、半绝缘SiC衬底是5G-A与6G射频通信芯片的必然选择.................................................................185、SiC降本是AR产业壮大的必备要素.....................................................................................................206、下游需求高速增长，2027年碳化硅可能将迎来产能缺口..................................................................23风险提示..........................................................................................................................................................23 图表目录 图表1：SiC是第三代宽禁带半导体，因其材料性能优势，被应用于新能源、AI、通信和AR产业.............................................................4图表2：800V高压平台缓解用户“充电焦虑”和“里程焦虑”.........................................................................................................................5图表3：相同电压和功率下，SiC逆变器较Si具有显著的性能优势...................................................................................................................5图表4：我国800V新能源车渗透率........................................................................................................................................................................5图表5：我国800V高压平台在新能源车的价格段分布........................................................................................................................................5图表6：新能源汽车SiC MOSFET单车需求量（以小米Su7为例）................................................................................................................6图表7：全球/中国新能源汽车SiC衬底（6吋当量）需求测算...........................................................................................................................7图表8：新能源车直流充电桩示意图：采用SiC方案的30 kW直流充电模块大约需要8颗SiC MOSFET+28颗肖特基二极管.............7图表9：新能源车充满电的时间随直流充电桩功率提升而缩短............................................................................................................................8图表10：直流充电桩通过增加电源模块的堆叠组来提升功率.............................................................................................................................8图表11：直流充电桩电源模块发展趋势......................................................................................................