碳化硅行业翻红，AI需求点燃价格战为何转向技术战？

十大品牌 2025年10月08日 23:41 0 aa

碳化硅行业翻红：AI需求点燃，价格战为何转向技术战？

2025年，碳化硅（SiC）行业正经历一场戏剧性转折。从年初的产能过剩、价格暴跌，到AI算力与新能源双轮驱动下的需求爆发，再到行业从“价格战”转向“技术战”的深层变革，碳化硅已成为全球科技竞争的核心战场。这场变革背后，是技术突破、市场需求升级与产业生态重构的共同作用。

一、价格战退潮：从“野蛮扩张”到“理性洗牌”

1. 产能过剩的阵痛期

2024年，碳化硅行业因政策补贴驱动的盲目扩张陷入困境。全球6英寸衬底产能激增，而电动汽车市场需求增速放缓，导致价格暴跌。6英寸导电型衬底价格从每片5000元跌至不足2000元，逼近成本线。Wolfspeed等国际巨头因扩张遇阻、技术挑战叠加价格竞争，最终申请破产保护，标志着行业进入第一轮洗牌期。

原因分析：

政策驱动的盲目扩张：地方政府为吸引产业项目，提供土地、税收等优惠，导致企业为获取补贴仓促扩产，忽视市场需求与技术积累。
同质化竞争：产品同质化严重，企业难以形成差异化优势，只能通过价格战争夺订单，进一步压缩利润空间。

2. 价格战的“双刃剑效应”

价格战虽在短期内扩大了市场份额，但也暴露了行业深层问题：

利润空间压缩：部分企业为抢占市场，以低于成本的价格销售，导致行业整体利润下滑。
技术投入不足：价格战使企业无暇顾及研发，长期依赖低端市场，形成“低端竞争—无力创新—继续低端竞争”的闭环。

然而，随着AI与新能源需求的爆发，价格战逐渐退潮，行业开始转向技术驱动的理性竞争。

二、AI需求点燃：碳化硅成为“算力革命”的关键材料

1. AI数据中心的“能耗瓶颈”

AI大模型的训练与推理对算力的需求呈指数级增长。以GPT-4为例，其训练一次所需的算力相当于全球70亿人用计算器连续计算305年。但算力攀升的同时，能耗问题日益突出。2024年全球数据中心电力消耗已达2700亿千瓦时，占全球总用电量的1.3%，且每年以10%以上的速度增长。

碳化硅的解决方案：

高压直连与固态变压器：英伟达计划将数据中心电力基础设施向800V HVDC过渡，采用碳化硅MOSFET实现高压整流与固态变压器环节的效率提升。碳化硅器件可将电力传输损耗从硅器件的5%-8%降至1%-2%，空间占用减少40%，间接提升算力密度。
散热与信号完整性：碳化硅晶体热导率达500W/mK（硅仅150W/mK），允许通过蚀刻工艺制造深宽比更高的垂直导通孔结构，大幅削减限制数据传输速度的寄生电感，保证信号完整性。

2. AI芯片封装的“热流密度挑战”

高端GPU功耗已从百瓦级提升至千瓦级，封装需同时解决高电流供电与高热流密度散热问题。传统硅基材料在散热、电气绝缘和机械强度方面暴露瓶颈，而碳化硅因其高导热性与结构稳定性，成为封装材料的理想选择。

应用场景：

热界面材料（TIM2）：用于芯片上方与热沉之间，提升散热效率。
硅中介层替换：在2.5D封装中，碳化硅衬底可替代硅中介层，进一步降低寄生电感。

据预测，2025年全球CoWoS及类CoWoS封装产能将达88.5万片，年增长率108%。若碳化硅完全替代硅中介层，其衬底及外延需求将是CoWoS产能的2倍。

三、技术战升级：从“材料替代”到“生态重构”

1. 技术突破的“三重驱动”

材料制备：天岳先进通过液相法（LPE）技术将生长速度提升3倍，缩短长晶周期；SK Siltron通过原位掺杂控制将N型衬底电阻率偏差压缩至±5%，提升掺杂均匀性。
设备国产化：晶盛机电、北方华创等企业逐步打破国际巨头垄断，推动晶体生长炉、外延设备等核心装备的国产化率提升。例如，晶盛机电的8英寸碳化硅单晶炉已实现批量交付，成本较进口设备大幅降低。
封装创新：比亚迪与天岳先进共建研发中心，将碳化硅模块开发周期缩短30%；三安光电推出嵌入式SiC模块，降低系统体积，满足电动汽车轻量化需求。

2. 产业链协同的“全链突围”

中国碳化硅产业已形成从衬底、外延到器件制造的完整布局，并通过区域集群化发展提升竞争力：

长三角：聚焦高端器件研发与制造，代表企业包括斯达半导、宏微科技。
珠三角：主攻材料创新与设备突破，代表企业有天岳先进、露笑科技。
京津冀：布局整车应用与工业配套，代表企业为比亚迪、中车株洲所。

3. 国际竞争的“换道超车”

海外大厂因战略收缩或经营困境逐步退出市场，为中国企业提供“换道超车”机遇：

Wolfspeed破产：其纽约8英寸工厂产能扩至25万片/年，但因技术挑战与市场压力申请破产保护。
瑞萨电子终止计划：原定量产计划因成本与技术问题搁浅。
国内企业崛起：天岳先进、三安光电等企业在衬底环节实现8英寸量产突破，良率接近国际水平；比亚迪半导体、斯达半导等中游厂商凭借垂直整合优势，占据全球新能源汽车碳化硅模块30%以上的市场份额。

四、未来展望：技术、市场与生态的三重升级

1. 技术升级：高压化、低阻化与集成化

高压化：12kV以上超高压器件研发加速，支撑特高压输电、轨道交通等场景需求。
低阻化：通过沟槽栅结构、双面散热封装等技术，导通电阻降至10mΩ以下，系统效率提升5-8个百分点。
集成化：功率模块集成度提升，单模块功率密度突破50kW/L，适配800V高压平台车型需求。

2. 市场扩张：多元化应用场景

储能系统：SiC逆变器将储能效率提升至98%，推动风光储一体化发展。
消费电子：快充适配器、AR/VR设备对高效电源管理的需求激增，预计2025-2030年消费电子领域碳化硅器件市场规模年复合增长率达25%。
航空航天：高可靠性碳化硅器件在卫星电源、深空探测等领域的应用逐步落地。

3. 生态重构：政策、市场与技术的良性循环

政策红利：国家“十四五”规划明确将碳化硅纳入战略性新兴产业，工信部设立专项基金支持技术研发，多地推出“首台套”保险补偿政策，降低企业创新风险。
市场需求：新能源汽车800V平台普及、光伏装机量年增20%、工业电机能效标准趋严等趋势，为碳化硅器件提供千亿级市场空间。
技术窗口期：海外大厂收缩战略为中国企业提供“换道超车”机遇，预计2027年国产碳化硅器件自给率将提升至40%以上。

结语：碳化硅的“中国方案”

2025年，碳化硅行业正从“价格战”的泥潭中走出，迈向技术驱动的新纪元。AI算力与新能源需求的爆发，为碳化硅提供了前所未有的市场机遇；而中国企业在技术突破、产业链协同与生态重构方面的全面发力，正推动全球碳化硅产业格局的重塑。未来，碳化硅不仅将成为突破算力与能耗矛盾的核心材料，更将为中国高端制造业升级贡献“中国方案”。