SiC的超效能力：駛向高壓快充，賦能AI算力，引領(lǐng)AR光電革命！

當(dāng)?shù)谌鷮捊麕О雽?dǎo)體的技術(shù)紅利與新能源、人工智能、通信、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)四大高增長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)浪潮強(qiáng)勢(shì)交匯，碳化硅（SiC）已邁入高速增長(zhǎng)的關(guān)鍵臨界點(diǎn)。作為兼具大禁帶寬度、高擊穿電場(chǎng)、卓越熱導(dǎo)率等核心優(yōu)勢(shì)的半導(dǎo)體核心材料，碳化硅不僅是功率器件升級(jí)迭代的核心載體，更成為驅(qū)動(dòng)四大產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)效率革命的關(guān)鍵支撐。其應(yīng)用場(chǎng)景已突破功率器件范疇，向散熱材料、光導(dǎo)基底等多元領(lǐng)域延伸，整個(gè)行業(yè)正加速駛?cè)胄枨蟊l(fā)的 “快車(chē)道”。

在新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，碳化硅的市場(chǎng)滲透與超充快充技術(shù)的迭代升級(jí)深度綁定。隨著 800V 高壓平臺(tái)的快速普及，截至 2025 年其滲透率已達(dá) 11.17%，超充快充對(duì)高壓直流充電特性的極致追求，使碳化硅成為充電樁功率器件的核心選型。憑借其提升充放電效率、降低能耗的顯著優(yōu)勢(shì)，碳化硅有力推動(dòng)了超充網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模化落地。據(jù)測(cè)算，到 2030 年全球充電樁及超充領(lǐng)域的碳化硅襯底需求將達(dá) 51 萬(wàn)片，其中國(guó)內(nèi)需求占 29 萬(wàn)片。同時(shí)，在新能源汽車(chē)、光儲(chǔ)等場(chǎng)景的協(xié)同拉動(dòng)下，2030 年全球 “新能源汽車(chē) + 充電樁 + 光儲(chǔ)” 三大場(chǎng)景的碳化硅襯底總需求將攀升至 432 萬(wàn)片，中國(guó)市場(chǎng)占比超過(guò)七成，功率器件滲透率的持續(xù)提升已成為新能源賽道發(fā)展的明確主線。

而人工智能、通信、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)三大領(lǐng)域的 “多輪驅(qū)動(dòng)”，進(jìn)一步釋放了碳化硅的增長(zhǎng)潛力。在人工智能產(chǎn)業(yè)中，算力持續(xù)升級(jí)催生了更高的功率密度與散熱需求，使得碳化硅成功切入電源設(shè)備與芯片先進(jìn)封裝散熱兩大場(chǎng)景，預(yù)計(jì) 2030 年全球人工智能領(lǐng)域碳化硅襯底需求達(dá) 73 萬(wàn)片；在通信射頻領(lǐng)域，5G - A 與 6G 技術(shù)的演進(jìn)推動(dòng)器件升級(jí)，GaN - on - SiC 方案憑借優(yōu)異的散熱性能和高性能優(yōu)勢(shì)成為主流選擇，2030 年全球射頻用半絕緣型碳化硅襯底需求將達(dá) 17 萬(wàn)片；在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)中，碳化硅的高折射率特性使其成為光波導(dǎo)基底的理想材料，為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡的輕量化、全彩化升級(jí)提供關(guān)鍵支撐，2030 年全球增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡領(lǐng)域襯底需求將高達(dá) 389 萬(wàn)片。

值得關(guān)注的是，當(dāng)前碳化硅行業(yè)正處于 “需求蓄勢(shì)爆發(fā)、產(chǎn)能供需緊平衡” 的關(guān)鍵前夕。預(yù)計(jì) 2027 年碳化硅襯底將出現(xiàn)供給緊張態(tài)勢(shì)，甚至可能面臨產(chǎn)能擴(kuò)張難以跟上需求增長(zhǎng)的局面。到 2030 年，全球碳化硅襯底總需求將達(dá) 1676 萬(wàn)片，相較于 2025 年的供給水平存在約 1200 萬(wàn)片的產(chǎn)能缺口。其中，人工智能中介層、新能源汽車(chē)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡將成為三大核心增長(zhǎng)極，2030 年三者需求占比分別達(dá)到 37%、26% 和 23%。在此背景下，深入剖析碳化硅在各應(yīng)用賽道的滲透邏輯、產(chǎn)能格局及產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，具有重要的行業(yè)參考價(jià)值。

當(dāng)?shù)谌鷮捊麕О雽?dǎo)體的技術(shù)紅利與新能源、AI、通信、AR 的產(chǎn)業(yè)浪潮形成共振，碳化硅（SiC）正站在高速增長(zhǎng)周期的臨界點(diǎn) —— 作為兼具大禁帶寬度、高擊穿電場(chǎng)、優(yōu)異熱導(dǎo)率等核心性能的半導(dǎo)體核心材料，它不僅是功率器件升級(jí)的核心載體，更成為新能源、AI、通信、AR 四大高增長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)效率革命的關(guān)鍵支撐，其應(yīng)用已從功率器件向散熱材料、光導(dǎo)基底等領(lǐng)域延伸，行業(yè)即將進(jìn)入需求爆發(fā)的 “加速度階段”。

一、碳化硅材料特性適配多產(chǎn)業(yè)核心需求

作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體的核心代表，碳化硅在擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、禁帶寬度、熱導(dǎo)率、電子飽和漂移速度及折射率等關(guān)鍵性能參數(shù)上表現(xiàn)突出，正全面滲透新能源、人工智能、通信、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)四大核心產(chǎn)業(yè)，成為推動(dòng)各領(lǐng)域技術(shù)迭代與效率革新的核心支撐材料。

在新能源領(lǐng)域，碳化硅耐高壓、耐高溫、低能量損耗的核心特性，使其成為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè) “高效節(jié)能” 目標(biāo)的關(guān)鍵元器件。在新能源汽車(chē)上，碳化硅功率模塊有效緩解了用戶的里程焦慮與充電焦慮；在光伏發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)中，采用碳化硅的逆變器和變流器不僅降低了能耗，還顯著提升了風(fēng)能、光伏發(fā)電的消納能力。

在人工智能產(chǎn)業(yè)中，碳化硅器件的應(yīng)用呈現(xiàn)雙重價(jià)值。一方面，其能夠適配 800V 及更高電壓的配電架構(gòu)，在變電站 AC/DC 整流、固態(tài)變壓器及中壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用；另一方面，依托優(yōu)異的高導(dǎo)熱特性，碳化硅為摩爾定律逼近物理極限背景下，先進(jìn)封裝技術(shù)面臨的散熱難題提供了有效解決方案。

在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)中，碳化硅的高折射率特性助力終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)更寬廣的視場(chǎng)角，同時(shí)有效解決了彩虹紋等技術(shù)痛點(diǎn)。在推動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)、全彩顯示效果及長(zhǎng)續(xù)航能力等方面，碳化硅扮演著不可或缺的角色。

在射頻應(yīng)用領(lǐng)域，碳化硅襯底兼具良好的散熱性能與較高的開(kāi)關(guān)頻率，隨著 5G - Advanced 與 6G 技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)，其有望成為下一代射頻芯片襯底的核心發(fā)展方向。

二、突破硅基瓶頸，碳化硅引領(lǐng)新能源產(chǎn)業(yè)邁入超高效時(shí)代

2.1 800V 高壓平臺(tái)加速普及，碳化硅成技術(shù)升級(jí)關(guān)鍵

新能源汽車(chē)搭載 800V 高壓平臺(tái)并配合超級(jí)快充技術(shù)，可實(shí)現(xiàn) “充電 10 分鐘，續(xù)航超 300 公里” 的高效體驗(yàn)，在解決用戶充電焦慮的同時(shí)，大幅提升了能源利用效率與車(chē)輛續(xù)航里程，而碳化硅材料正是這一技術(shù)突破的核心支撐。

800V 高壓平臺(tái)已成為新能源汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)的主流發(fā)展趨勢(shì)，電壓等級(jí)的提升本質(zhì)上是材料與功率器件的革命性升級(jí)。從 400V 到 800V，再到未來(lái)的 1000V 平臺(tái)，電壓提升帶來(lái)了續(xù)航增加、電機(jī)體積縮小、充電速度加快等多重優(yōu)勢(shì)。從物理原理來(lái)看，功率等于電壓與電流的乘積，解決充電焦慮有增大電流和提升電壓兩種路徑。增大電流需加粗線束截面積，會(huì)導(dǎo)致線纜重量、銅損和發(fā)熱量成倍增加，傳統(tǒng) 400V 平臺(tái)難以規(guī)避這一問(wèn)題；而提升電壓至 800V 后，系統(tǒng)效能顯著提升，但傳統(tǒng)硅基 IGBT 器件在高壓環(huán)境下導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗劇增，無(wú)法滿足性能需求，碳化硅材料由此成為最優(yōu)選擇。

價(jià)格曾是制約高壓平臺(tái)普及的關(guān)鍵因素，隨著技術(shù)成熟與成本下降，800V 高壓平臺(tái)正從高端市場(chǎng)加速向大眾市場(chǎng)下沉。截至 2025 年 8 月，其在新能源汽車(chē)中的滲透率已達(dá) 11.17%，應(yīng)用車(chē)型價(jià)格區(qū)間已下探至 10 - 15 萬(wàn)元。

800V 并非碳化硅應(yīng)用的終點(diǎn)。為保障系統(tǒng)安全，碳化硅 MOSFET 的耐壓等級(jí)需高于車(chē)輛電壓平臺(tái)，如 400V 平臺(tái)對(duì)應(yīng) 650V 器件，800V 平臺(tái)對(duì)應(yīng) 1200V 器件。目前，新能源汽車(chē)系統(tǒng)電壓正向千伏級(jí)躍升，碳化硅芯片與模塊的耐壓等級(jí)也同步提升至 1500V - 1700V，比亞迪已實(shí)現(xiàn) 1500V 碳化硅功率芯片的自主研發(fā)與量產(chǎn)。

2.2 碳化硅在新能源汽車(chē)中的多元應(yīng)用場(chǎng)景

新能源汽車(chē)高壓平臺(tái)的電壓提升，核心體現(xiàn)在主驅(qū)逆變器上。碳化硅 MOSFET 具備高頻開(kāi)關(guān)、低導(dǎo)通電阻的特性，有效降低了能量損耗，其高電流密度優(yōu)勢(shì)助力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化，不僅大幅減小了電驅(qū)尺寸，還降低了運(yùn)行噪音與電機(jī)系統(tǒng)磨損。同時(shí)，碳化硅器件可承受 175 - 200℃的高溫，為車(chē)輛散熱管理提供了更大空間。

隨著主驅(qū)逆變器電壓等級(jí)的提升，DC - DC 轉(zhuǎn)換器需采用碳化硅 MOSFET，將 800V 母線電壓高效降至 12V/48V，為車(chē)身用電器供電；車(chē)載充電機(jī)（OBC）也需適配 800V 電池的充電需求。此外，新能源汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)需同時(shí)承擔(dān)座艙、電池系統(tǒng)及電機(jī)電控的熱管理任務(wù)，采用碳化硅 MOSFET 后，空調(diào)壓縮機(jī)的輕載效率顯著提升，能量損耗減少，整體能效增強(qiáng)，小米 Suf 的 “全碳化硅方案” 中，空調(diào)壓縮機(jī)便選用了碳化硅器件。

2.3 新能源汽車(chē)領(lǐng)域碳化硅襯底需求測(cè)算

碳化硅襯底在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的市場(chǎng)需求，通過(guò) “新能源汽車(chē)銷(xiāo)量 × 高壓平臺(tái)（碳化硅）滲透率 × 單車(chē)碳化硅襯底需求量” 的公式進(jìn)行測(cè)算，核心參數(shù)與結(jié)果如下：

• 新能源汽車(chē)銷(xiāo)量：全球市場(chǎng)保持快速增長(zhǎng)，2024 年銷(xiāo)量為 1787 萬(wàn)輛，預(yù)計(jì) 2030 年將達(dá) 3872 萬(wàn)輛，年復(fù)合增長(zhǎng)率約 13.8%；中國(guó)市場(chǎng) 2030 年銷(xiāo)量預(yù)計(jì) 2723 萬(wàn)輛，占全球 70%，年復(fù)合增長(zhǎng)率約 13.3%。

• 碳化硅滲透率：中國(guó)市場(chǎng)方面，2030 年新能源汽車(chē) 800V 高壓平臺(tái)滲透率預(yù)計(jì) 33.5%，即碳化硅滲透率為 33.5%；全球市場(chǎng) 2030 年 800V 平臺(tái)滲透率預(yù)計(jì) 31%。

• 單車(chē)襯底需求量：800V 平臺(tái)下，單車(chē)碳化硅 MOSFET 需求量 90 - 140 顆；千伏平臺(tái)三電機(jī)方案合計(jì)用量約 190 顆。假設(shè) 6 英寸晶圓可切割 360 顆碳化硅 MOSFET，單電機(jī)、雙電機(jī)、三電機(jī)車(chē)型對(duì)應(yīng)襯底需求分別為 0.26 片、0.39 片、0.53 片。2030 年三種方案按 10%、30%、60% 比例分布，平均單車(chē)襯底需求 0.32 片。

綜合測(cè)算，2030 年全球新能源汽車(chē)碳化硅襯底（6 英寸當(dāng)量）年需求量約 432 萬(wàn)片，2024 - 2030 年復(fù)合增長(zhǎng)率 45%；中國(guó)市場(chǎng)需求量約 328 萬(wàn)片，同期復(fù)合增長(zhǎng)率 44%。

2.4 高壓直流充電樁推動(dòng)碳化硅需求增長(zhǎng)

新能源汽車(chē) 800V / 千伏高壓平臺(tái)滲透率提升，催生了對(duì)配套高壓直流充電樁的迫切需求。充電樁分為交流慢充樁和直流快充樁，直流充電樁直接輸出大功率直流電，省去車(chē)載充電機(jī)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，大幅縮短充電時(shí)間。目前，華為、比亞迪、特斯拉等企業(yè)已入局兆瓦級(jí)快充領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)。

從技術(shù)實(shí)現(xiàn)來(lái)看，直流充電樁通過(guò)電源模塊并聯(lián)堆疊和提升模塊功率密度實(shí)現(xiàn)高功率輸出。在高壓場(chǎng)景下，功率半導(dǎo)體耐壓等級(jí)需提升至 1200V 以上，碳化硅憑借耐高壓、散熱好的特性成為首選材料。英飛凌報(bào)告顯示，1200V 解決方案中，碳化硅替代硅基器件可提升功率密度并簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。

政策層面持續(xù)加碼助力高壓直流充電樁發(fā)展。2025 年下半年，《關(guān)于促進(jìn)大功率充電設(shè)施科學(xué)規(guī)劃建設(shè)的通知》《電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施服務(wù)能力 “三年倍增” 行動(dòng)方案（2025—2027 年）》《電動(dòng)汽車(chē)供電設(shè)備能效限定值及能效等級(jí)》三項(xiàng)政策相繼出臺(tái)，明確了大功率充電設(shè)施建設(shè)目標(biāo)、總量要求及能效標(biāo)準(zhǔn)，而能將充電樁效率提升至 97% 以上的碳化硅解決方案，成為政策落地的關(guān)鍵支撐。

• 2025 年 6 月 13 日，國(guó)家發(fā)改委等部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)大功率充電設(shè)施科學(xué)規(guī)劃建設(shè)的通知》，要求到 2027 年，單槍功率達(dá)到 250kW 及以上的大功率充電設(shè)施數(shù)量超過(guò) 10 萬(wàn)臺(tái)。

• 2025 年 9 月 24 日，國(guó)家發(fā)展改革委等部門(mén)印發(fā)了《電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施服務(wù)能力“三年倍增”行動(dòng)方案（2025—2027 年）》。首先，該方案從充電樁總量上提出了指引：到 2027 年底，在全國(guó)范圍內(nèi)建成 2800 萬(wàn)個(gè)充電設(shè)施，提供超過(guò) 3 億千瓦的公共充電容量，滿足超過(guò) 8000 萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)的充電需求。其次，強(qiáng)調(diào)了高壓直流充電樁的滲透率：開(kāi)展交流充電設(shè)施、800 伏以下電壓平臺(tái)充電設(shè)施的更新改造；到 2027 年底，全國(guó)城市區(qū)域新增 160 萬(wàn)個(gè)直流充電槍，其中包括 10 萬(wàn)個(gè)大功率充電槍；到 2027 年底，在高速公路服務(wù)區(qū)新建或改造 4 萬(wàn)個(gè)功率在 60 千瓦以上的“超快結(jié)合”充電槍，并鼓勵(lì)建設(shè)大功率充電設(shè)施。

• 2025 年 10 月 5 日，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)發(fā)布了 GB46519-2025《電動(dòng)汽車(chē)供電設(shè)備能效限定值及能效等級(jí)》，新標(biāo)準(zhǔn)將直流充電設(shè)備的能效分為 3 個(gè)等級(jí)，其中一級(jí)能效要求整機(jī)加權(quán)效率不低于 96.5%。該標(biāo)準(zhǔn)將于 2026 年 11 月 1 日起正式實(shí)施，而能夠?qū)⒊潆姌缎侍嵘?97% 以上的 SiC 解決方案，則成為達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵路徑。

2.5 高壓直流充電樁所需 SiC 需求量測(cè)算

? 中國(guó)公共充電樁增速：

2025-2027 年，在政策驅(qū)動(dòng)下，公共充電樁按照上述 20.6% 的年復(fù)合增長(zhǎng)率進(jìn)行預(yù)測(cè)；假設(shè) 2028 年至 2030 年延續(xù)公共充電樁的增長(zhǎng)趨勢(shì)，即到 2030 年，公共充電樁新增量與新能源汽車(chē)新增量之比達(dá)到 10 : 1，并且存在車(chē)樁比進(jìn)一步下降的空間（根據(jù)恒瑞達(dá)數(shù)據(jù)，公共充電樁和新能源汽車(chē)的車(chē)樁比達(dá)到 6 : 1 是較為合理的水平），因此維持該增速增長(zhǎng)具有可行性。

? 中國(guó)直流充電樁在公共充電樁中的占比：

直流充電樁在公共充電樁中的占比。考慮到在 2030 年以前，電網(wǎng)側(cè)仍將以 UPS 或 HVDC 為主導(dǎo)，因此假設(shè) 2025-2027 年期間，直流充電樁的占比每年提升 1 個(gè)百分點(diǎn)。

? SiC 在直流充電樁中的滲透率：

當(dāng)前 SiC 在直流充電樁中的滲透率，可以類比功率在 240kW 以上的直流樁占比，即約為 15%。假設(shè)用高壓快充（240kW 及以上）的滲透率來(lái)類比 SiC 滲透率，則根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟數(shù)據(jù)，這類充電樁約占公共充電樁總量的 6.7%，即占直流充電樁的約 15%。未來(lái)大功率化趨勢(shì)明確，根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2029 年大功率直流樁占比預(yù)計(jì)約為 45.8%，假設(shè)到 2030 年達(dá)到約 48%，我們將此作為 2030 年 SiC 在直流充電樁中滲透率的參考值。

? SiC 在直流充電樁中的單位用量：

由于前述分析已說(shuō)明，直流充電樁一方面依靠電源模塊的并聯(lián)堆疊組合數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)高功率充電需求，根據(jù)行家說(shuō)報(bào)告，350kW 以上的充電樁會(huì)完全采用 SiC 方案。已知英飛凌 30kW 的電源模塊需要 8 顆 SiC MOSFET 加上 28 顆肖特基二極管，假設(shè) 350kW 的電源模塊需要 96 (12x8) 顆 SiC MOSFET 和 336 (12x28) 顆肖特基二極管。對(duì)應(yīng)地，一片 6 英寸 SiC 晶圓能夠生產(chǎn)大約 360 顆 SiC MOSFET 和約 10000 顆肖特基二極管。伴隨著兆瓦級(jí)快充趨勢(shì)的發(fā)展，SiC 的需求量還有 3 倍以上的增長(zhǎng)空間。

? 全球充電樁相關(guān)情況：

由于缺乏全球高壓直流充電樁的相關(guān)詳細(xì)數(shù)據(jù)，我們參考百諫方略（DIResearch）對(duì)于全球充電樁的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，并假設(shè)中國(guó)在全球新能源汽車(chē)充電樁市場(chǎng)中的銷(xiāo)量占比，即對(duì)應(yīng)為 6 英寸 SiC 襯底的需求占比，即 2024 年中國(guó)占比為 63.90%，2030 年中國(guó)占比預(yù)計(jì)為 56.78%。

綜上所述，我們預(yù)計(jì)到2030年，全球新能源汽車(chē)充電樁對(duì)SiC襯底（以6英寸為當(dāng)量）的年需求量將達(dá)到約51萬(wàn)片，2024年至2030年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）約為57.3%；同時(shí)，中國(guó)新能源汽車(chē)充電樁對(duì)SiC襯底（以6英寸為當(dāng)量）的年需求量預(yù)計(jì)約為29萬(wàn)片，2024年至2030年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率約為54.2%。

2.6 SiC成為光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的高效能引擎

在光伏發(fā)電環(huán)節(jié)，SiC主要應(yīng)用于光伏逆變器中。光伏逆變器的核心功能是實(shí)現(xiàn)“直流電到交流電”的轉(zhuǎn)換。太陽(yáng)能電池板（如單晶硅、多晶硅電池等）產(chǎn)生不穩(wěn)定的直流電，光伏逆變器需要將其轉(zhuǎn)化為符合電網(wǎng)或負(fù)載要求的交流電。

除了發(fā)電環(huán)節(jié)，SiC還可用在儲(chǔ)能系統(tǒng)的變流器（PCS）中。當(dāng)光伏系統(tǒng)發(fā)電量有富余時(shí)，儲(chǔ)能變流器先將電網(wǎng)或負(fù)載的交流電反向轉(zhuǎn)換為直流電，存儲(chǔ)至儲(chǔ)能電池中；待到用電高峰或光伏發(fā)電不足時(shí)，再將電池中的直流電重新逆變?yōu)榻涣麟姡仞佒岭娋W(wǎng)或供給負(fù)載。在此雙向轉(zhuǎn)換過(guò)程中，SiC器件的高頻特性與耐高壓能力可以有效提高系統(tǒng)效率。

光伏逆變器與儲(chǔ)能變流器對(duì)SiC的需求量：

根據(jù)Yole報(bào)告的預(yù)測(cè)，到2030年，全球光伏和儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)?英寸SiC襯底的年需求量約為95萬(wàn)片，2024年至2030年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率約為30%。

我們假設(shè)，中國(guó)光儲(chǔ)市場(chǎng)對(duì)SiC的需求量基于2025年至2030年新增光伏和儲(chǔ)能裝機(jī)量在全球的占比來(lái)推算。參考光伏行業(yè)協(xié)會(huì)、頭豹產(chǎn)業(yè)研究院和IEA的數(shù)據(jù)，2030年全球光伏新增裝機(jī)容量將突破1000GW，中國(guó)光伏新增裝機(jī)容量約為340GW，2024年至2030年期間中國(guó)在全球光伏新增裝機(jī)量的比例在32%至50%區(qū)間波動(dòng)。參考CNESA和BNEF的數(shù)據(jù)，2030年全球儲(chǔ)能新增裝機(jī)量為231GW，中國(guó)新增儲(chǔ)能裝機(jī)量為120GW，2024年至2030年期間中國(guó)在全球儲(chǔ)能新增裝機(jī)量的占比約在50%上下波動(dòng)。

綜合上述數(shù)據(jù)，我們謹(jǐn)慎假設(shè)，中國(guó)光伏和儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)iC襯底的需求約占全球的32%，測(cè)算得出，到2030年，中國(guó)光伏和儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)?英寸SiC襯底的年需求量約為30萬(wàn)片。

三、能耗減半、散熱升級(jí)，SiC激活A(yù)I產(chǎn)業(yè)潛力

在AI數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，SiC器件主要應(yīng)用于AI功率器件和散熱層。在AI功率器件方面，SiC器件將用于AI數(shù)據(jù)中心的兩大電能轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)：一是從電網(wǎng)到數(shù)據(jù)中心的電流轉(zhuǎn)換，二是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的電流轉(zhuǎn)換。在散熱層方面，SiC主要作為CoWoS技術(shù)的中介層，也有望進(jìn)入基板和熱沉環(huán)節(jié)。

3.1 SiC是AI數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)升級(jí)的關(guān)鍵

自2022年生成式AI大模型爆發(fā)以來(lái)，算力需求呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)上升，這推動(dòng)了單位算力下硬件的性能提升與成本下降，也帶來(lái)了AI算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速增長(zhǎng)。一方面，在性能提升與單位算力成本下降的趨勢(shì)下，芯片和機(jī)柜功耗都開(kāi)始向高密度化演進(jìn)：從英偉達(dá)A100（400W）到H100（700W）再到B200（1000W），預(yù)計(jì)到2028年將達(dá)到R300（3000W），再加上風(fēng)冷或液冷系統(tǒng)，單位機(jī)柜功耗從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的4~6kW逐漸增加至AI數(shù)據(jù)中心的20~40kW，未來(lái)逐步發(fā)展至40~120kW。隨著英偉達(dá)2030年Rubin Ultra等下一代架構(gòu)的推出，Vertiv預(yù)計(jì)，服務(wù)器機(jī)架密度（衡量機(jī)架內(nèi)產(chǎn)生的功率和熱量的指標(biāo)）預(yù)計(jì)將超過(guò)1000kW。

另一方面，數(shù)據(jù)中心裝機(jī)量加速增長(zhǎng)。根據(jù)IEA的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)分析，預(yù)計(jì)2025年全球數(shù)據(jù)中心總裝機(jī)量有望達(dá)到114.3GW。由于宏觀環(huán)境的不確定性，在樂(lè)觀假設(shè)下，預(yù)計(jì)2024年至2030年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率約為21%；在悲觀假設(shè)下，復(fù)合年增長(zhǎng)率約為8%。

但當(dāng)前數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)能效較低，終端服務(wù)器僅50%的電能得到有效使用。因此，在AI對(duì)計(jì)算資源和電力消耗需求不斷升級(jí)的背景下，AI數(shù)據(jù)中心正顛覆性地改變電力系統(tǒng)架構(gòu)，對(duì)AI電源的穩(wěn)定性、可靠性和效率提出了更高的要求。

問(wèn)題一：SiC功率器件主要用在AI數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)的哪些環(huán)節(jié)？

SiC功率器件主要用于供電體系層中，如UPS、HVDC、SST等電源所需的PFC（功率因數(shù)校正）、逆變器、整流器；以及AC-DC轉(zhuǎn)換中的PSU（電源供應(yīng)單元）。從架構(gòu)上看，AI服務(wù)器電源系統(tǒng)可分為三層：供電體系（包括UPS、PDU等外部電源設(shè)備）、AC-DC轉(zhuǎn)換（一級(jí)電源，將交流220V轉(zhuǎn)換為直流48V，涉及PSU、BBU等機(jī)箱內(nèi)交流轉(zhuǎn)直流模塊）和DC-DC轉(zhuǎn)換（將48V轉(zhuǎn)換為12V再到1V，涉及板級(jí)與芯片級(jí)穩(wěn)壓模塊）。

? 供電體系：

UPS架構(gòu)（AC-DC-AC）：目前，傳統(tǒng)的服務(wù)器架構(gòu)以UPS為主，主要分為“UPS - AC/DC - DC/DC”三級(jí)架構(gòu)。UPS（不間斷電源）是一種電力保護(hù)設(shè)備。電子信息系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，允許斷電持續(xù)時(shí)間為0～10ms；當(dāng)斷電時(shí)間超過(guò)10ms時(shí)，電子信息系統(tǒng)將中斷運(yùn)行，導(dǎo)致數(shù)據(jù)和信息丟失。為了保障對(duì)電子系統(tǒng)的持續(xù)供電，UPS電源先將交流電轉(zhuǎn)為直流電，存儲(chǔ)至蓄電池，然后再由蓄電池放出的直流電轉(zhuǎn)回交流電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載不間斷供電的過(guò)程。

UPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要由整流器、逆變器、旁路/逆變靜態(tài)開(kāi)關(guān)（STS）、電池組等構(gòu)成。

• HVDC架構(gòu)（AC-DC）：相較于UPS，HVDC在前端的輸配電環(huán)節(jié)和AC轉(zhuǎn)DC環(huán)節(jié)變化不大，但取消了逆變環(huán)節(jié)，將三相交流電經(jīng)整流器轉(zhuǎn)換為直流電，在蓄電池中充放電，為IT負(fù)載提供直流供電。相比UPS方案，HVDC方案的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需利用逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在降低故障發(fā)生概率的同時(shí)降低電耗，能夠提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并降低系統(tǒng)成本。劣勢(shì)在于當(dāng)前HVDC滲透率相對(duì)較低，以及行業(yè)生態(tài)沒(méi)有UPS成熟。

  HVDC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要由交流配電單元、整流器、蓄電池組、電池管理單元、直流配電單元、絕緣監(jiān)測(cè)單元及監(jiān)控模塊組等構(gòu)成。采用SiC整流器能夠提升功率密度，減少散熱需求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率的提升。

• 巴拿馬電源架構(gòu)（AC-DC）：巴拿馬電源是在HVDC的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化。相較于傳統(tǒng)HVDC，巴拿馬電源是將HVDC前端的工頻變壓器改成移相變壓器并集成至電源內(nèi)部，柔性集成了交流10kV配電、工頻變壓器、模塊化整流器和輸出配電等設(shè)備。將HVDC的傳統(tǒng)變壓器改為移相變壓器，采用多脈沖形式減少副邊繞組短路電流，為整流模塊提供了相位各異的交流輸入，使得整流后的直流電諧波含量大幅降低，能夠有效抑制諧波，節(jié)省整流電源模塊的無(wú)功補(bǔ)償及濾波回路裝置，從而帶來(lái)供電效率的改善。

  巴拿馬電源在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，由移相變壓器柜、整流輸出柜、交流分配柜（常規(guī)不配置，當(dāng)要求配置交流380V輸出時(shí)提供）等組成。

• SST架構(gòu)（AC-DC）：SST（固態(tài)變壓器）方案簡(jiǎn)潔性突出，通過(guò)可將10千伏交流電直接轉(zhuǎn)換為800伏直流電，也可接入多種直流設(shè)備，無(wú)需濾波和無(wú)功補(bǔ)償環(huán)節(jié)，理論效率優(yōu)勢(shì)顯著。

  SST在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，包含電力電子電路（如MOSFET、IGBT）、高頻變壓器等。SST的高頻變壓器較傳統(tǒng)工頻變壓器頻率大幅提升，體積與質(zhì)量大幅下降。不管是巴拿馬電源，還是傳統(tǒng)工頻變壓器，原理相近，都采用硅鋼片作為磁芯材料，銅線作為繞組，工作頻率均為低頻的50/60Hz。而SST高頻變壓器擺脫了傳統(tǒng)變壓器“V=4.44×頻率×匝數(shù)N×磁通密度B×磁芯截面積A”公式下電壓需要大幅增加線圈匝數(shù)等的限制，采用絕緣設(shè)計(jì)和納米晶、鐵氧體磁芯使得其能夠在高頻下工作（如20kHz），從而承受更高電壓。

  SiC MOSFET憑借其耐高壓、高頻、高溫的特性，成為SST中的核心部件。AC/DC級(jí)采用單相PFC拓?fù)洌β势骷x用大功率Si IGBT或SiC MOSFET，實(shí)現(xiàn)整流和功率因數(shù)校正作用；采用SiC器件可以提升AI數(shù)據(jù)中心的開(kāi)關(guān)頻率，進(jìn)一步減少網(wǎng)側(cè)電流諧波含量。DC/DC級(jí)選用SiC MOSFET，由一個(gè)限制人級(jí)連接的逆變器、諧振電容、諧振電感高頻變壓器和整流器組成，通過(guò)諧振變換實(shí)現(xiàn)功率傳輸。

• PDU（配電單元）：負(fù)責(zé)將上游電源分配到機(jī)柜和機(jī)架的IT設(shè)備，將三相電分配為單相，并監(jiān)控輸入到IT機(jī)架的電力。AI數(shù)據(jù)中心中機(jī)柜內(nèi)部或列頭柜所使用的PDU相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心功率更高，支持更多路數(shù)、更大電流。

? AC-DC轉(zhuǎn)換：第三代半導(dǎo)體SiC及GaN加速滲透

PSU（電源供應(yīng)單元）：將交流電轉(zhuǎn)換為直流母線電（通常為48V）供后續(xù)DC-DC模塊使用。AI服務(wù)器電源遵循OCP ORV3標(biāo)準(zhǔn)，隨著GPU功率的提升，服務(wù)器電源的功率密度也在不斷提升。5.5kW電源已隨GB200出貨開(kāi)始放量，而8-12kW更高功率電源有望伴隨下一代Rubin架構(gòu)進(jìn)入市場(chǎng)。

此外，在AI驅(qū)動(dòng)下，單個(gè)PSU的功率密度不斷提升，架構(gòu)上也從傳統(tǒng)的單個(gè)PSU，發(fā)展到電源架（Shekes，包括PSU、外殼、控制與連接組件），并在2026年下半年，伴隨Rubin架構(gòu)的推進(jìn)，有望走向電源柜（sidecar，包括配電單PSU架、電池備份單元BBU、電容組單元）。

從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看，PSU主要包括整流橋、PFC模塊（功率因數(shù)校正）、EMI濾波器、高頻變壓器等。PSU中的功率器件目前仍以硅基MOSFET為主流，第三代半導(dǎo)體功率器件（SiC、氮化鎵）正加速滲透，憑借在高功率密度、高頻率和高能效設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)，有望逐步成為下一代AC/DC電源設(shè)計(jì)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。主要體現(xiàn)在：1）在PSU前端AC-DC變換或800V高壓DC-DC變換中，典型拓?fù)淙鏟FC和整流器等，需要高耐壓低損耗的開(kāi)關(guān)器件，SiC成為首選材料；2）在DC-DC和次級(jí)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用中，GaN器件通常工作電壓較低（多數(shù)為650V及以下），但開(kāi)關(guān)速度更快、柵極電荷和輸出電容更小，非常適合用于中壓以下的高頻變換。

? DC-DC轉(zhuǎn)換

DC-DC模塊是集成于服務(wù)器板上的關(guān)鍵電源單元，其主要功能是通過(guò)IBC（中間總線轉(zhuǎn)換器）將上游供來(lái)的48V直流電轉(zhuǎn)換為中間母線電壓（12V），再由POL（負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器）轉(zhuǎn)換為芯片（如CPU、GPU、存儲(chǔ)等）所需要的超低電壓。該階段芯片主要承擔(dān)高頻功率轉(zhuǎn)換、多相協(xié)同控制及系統(tǒng)級(jí)電源管理等功能，因此主要采用GaN或Si器件。

問(wèn)題二：SiC功率器件價(jià)值量及對(duì)應(yīng)襯底需求如何？

綜上，SiC在AI數(shù)據(jù)中心功率器件市場(chǎng)前景廣闊，主要應(yīng)用在UPS、HVDC、SST的整流器、逆變器及PFC等功率器件，并隨著高壓直流滲透率提升，SiC功率器件在“AC-DC”環(huán)節(jié)的用量遞增。

根據(jù)Navitas，預(yù)計(jì)2030年“GaN+SiC”器件在800V AI數(shù)據(jù)中心的固態(tài)變壓器（SST）、800V DC-DC轉(zhuǎn)換和48V DC-DC轉(zhuǎn)換的總體潛在市場(chǎng)（TAM）預(yù)計(jì)達(dá)26.6億美元，其中，SiC相關(guān)環(huán)節(jié)占比約33%，即8.3億美元。

參考Navitas測(cè)算模型中800V的滲透節(jié)奏，以及IEA預(yù)測(cè)的中國(guó)數(shù)據(jù)中心裝機(jī)量在全球的占比（從2024年的24%到2030年的28%），我們對(duì)AI數(shù)據(jù)中心所需的SiC襯底（折合6英寸）市場(chǎng)需求進(jìn)行測(cè)算，預(yù)計(jì)2030年，全球AI數(shù)據(jù)中心所需SiC襯底為72.8萬(wàn)片，中國(guó)市場(chǎng)所需為20.4萬(wàn)片。

3.2 SiC 導(dǎo)熱性能優(yōu)異，有望作為芯片封裝的散熱材料

根據(jù)行家說(shuō)三代半公眾號(hào)信息，英偉達(dá)計(jì)劃在新一代 GPU 芯片的先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)中采用 SiC 襯底，作為中介層材料。根據(jù)集邦化合物半導(dǎo)體，臺(tái)積電正計(jì)劃將 12 英寸單晶 SiC 應(yīng)用于散熱載板，取代傳統(tǒng)的氧化鋁、藍(lán)寶石基板或陶瓷基板。

問(wèn)題一：SiC 在 AI 算力芯片散熱方向的具體應(yīng)用是哪些？

散熱載板，由導(dǎo)電型 SiC 取代之前的硅；

中介層，由半絕緣型 SiC 取代硅或者再布線層；

微通道，通過(guò) SiC-相變材料復(fù)合，在通道附近嵌入相變材料實(shí)現(xiàn)短期熱緩沖。

問(wèn)題二：為什么采用 SiC 作為 AI 芯片散熱材料？是否還有其他技術(shù)路線？

首先，從材料的第一性原理來(lái)看，SiC 的熱導(dǎo)率顯著領(lǐng)先于硅、氮化鎵、氮化鋁、玻璃等材料。雖然在熱導(dǎo)率方面會(huì)有材料具備更領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，但其生長(zhǎng)和制造工藝目前不夠成熟，而 AI 算力芯片的散熱問(wèn)題迫在眉睫，因此 SiC 在散熱能力、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、生產(chǎn)工藝成熟度上，有望成為先進(jìn)封裝中散熱材料（如中介層、基板、微通道）的最優(yōu)解。目前，SiC 中介層的大規(guī)模應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)：一是成本壁壘，由于當(dāng)前大尺寸硅片均以 12 英寸為主，因此作為散熱材料的 SiC 也需要匹配到 12 英寸規(guī)格，但目前 SiC 12 英寸襯底量產(chǎn)技術(shù)不夠成熟；二是加工壁壘，SiC 莫氏硬度高達(dá) 9-9.5，切割和加工難度大、流程復(fù)雜，相關(guān)設(shè)備尚未完全就緒。

問(wèn)題三：SiC 襯底在 AI 算力芯片散熱方面的需求如何？

隨著 AI 對(duì)算力的需求快速提升，SiC 中介層的市場(chǎng)需求也將逐步釋放。

? CoWoS 產(chǎn)能：

根據(jù) Fubon Research 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到 2026 年，臺(tái)積電 CoWoS 年產(chǎn)能為 108 萬(wàn)片。基于臺(tái)積電現(xiàn)有產(chǎn)能，我們假設(shè)到 2028 年實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn)，即年產(chǎn)能達(dá)到 160 萬(wàn)片，對(duì)于 2029 年及 2030 年，謹(jǐn)慎假設(shè)按照每年同比增長(zhǎng) 10% 進(jìn)行預(yù)測(cè)。

? SiC 中介層滲透率：

結(jié)合英偉達(dá)芯片推出的節(jié)奏（3-5 年的迭代周期），即 2026 年和 2027 年分別推出 Rubin 和 Rubin Ultra 架構(gòu)，我們預(yù)計(jì) 2026 年 SiC 襯底在散熱方面的需求將出現(xiàn)明顯提升。在尚不考慮基板和熱沉環(huán)節(jié)的 SiC 替代，僅考慮 SiC 使用于中介層這一層的滲透率情況下，我們假設(shè)其滲透率從 2026 年的 5% 提升至 2030 年的 80%。

? 中國(guó)所需先進(jìn)封裝產(chǎn)能：

參照 IEA 預(yù)測(cè)的中國(guó)數(shù)據(jù)中心裝機(jī)量在全球的占比，我們假設(shè)中國(guó)所需的先進(jìn)封裝產(chǎn)能占比從 2024 年的 24% 提升到 2030 年的 28%。

綜上所述，我們預(yù)計(jì)到 2030 年，全球先進(jìn)封裝中介層所需的 SiC 襯底（以 6 英寸為當(dāng)量）年需求量約為 620 萬(wàn)片；到 2030 年，中國(guó)所需的先進(jìn)封裝產(chǎn)能對(duì)應(yīng)的 SiC 襯底（以 6 英寸為當(dāng)量）年需求量約為 173 萬(wàn)片。若未來(lái)在先進(jìn)封裝的基板層和熱沉領(lǐng)域也推進(jìn) SiC 的應(yīng)用，用于 AI 芯片散熱的碳化硅襯底將迎來(lái)更加廣闊的市場(chǎng)空間。

四、半絕緣 SiC 襯底是 5G-A 與 6G 射頻通信芯片的必然選擇

伴隨著數(shù)字化、AI 的發(fā)展，信息的交互量指數(shù)級(jí)增加，這給無(wú)線通信信息傳遞的速率帶來(lái)了更高的要求。從 5G 到 5G-A、6G，無(wú)線通信所需要的電磁波頻率越來(lái)越高，因?yàn)楦哳l段可分配的帶寬更寬；根據(jù)香農(nóng)定理，帶寬越寬，在相同信噪比下通信速率越高，故高頻段通常支持更高速率（但也需克服傳播損耗更大的挑戰(zhàn)）。

GaN-on-SiC 的方案，充分發(fā)揮了氮化鎵和 SiC 各自的材料優(yōu)勢(shì)，在 5G-A 與 6G 時(shí)代，有望成為市場(chǎng)的主流選擇。GaN-on-SiC 是指使用外延技術(shù)在 SiC 襯底上生長(zhǎng)一層氮化鎵薄晶體層的結(jié)構(gòu)。氮化鎵和 SiC 二者相輔相成，SiC 擁有極高的熱導(dǎo)率，作為襯底能快速導(dǎo)出氮化鎵功能層工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，解決 GaN 自身散熱性能差的短板，避免器件因過(guò)熱而失效。氮化鎵作為功能層，其寬禁帶、高電子遷移率等特性可以更好地實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大、電能轉(zhuǎn)換等核心功能。

根據(jù) Yole 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到 2029 年，用于射頻器件的 6 英寸半絕緣型 SiC 襯底需求量將達(dá)到 14.9 萬(wàn)片，2024 年至 2029 年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率約為 11%。由于從 2030 年起，伴隨著 6G 技術(shù)的推進(jìn)，GaN-on-SiC 方案有望開(kāi)始上量，假設(shè) 2030 年同比增長(zhǎng) 15%，則 2030 年全球半絕緣型 SiC 襯底需求量約為 17 萬(wàn)片。根據(jù)國(guó)資小新數(shù)據(jù)，中國(guó) 5G 基站數(shù)量約占全球的 60%。假設(shè)用 60% 這一比例來(lái)估算中國(guó)對(duì)射頻用半絕緣型 SiC 襯底的需求量占比，預(yù)計(jì) 2030 年中國(guó)需求量為 10.2 萬(wàn)片。

五、SiC 降本是 AR 產(chǎn)業(yè)壯大的必備要素

移動(dòng)硬件終端的變革往往伴隨著交互模式的革新，AR 眼鏡有望成為“下一代移動(dòng)硬件終端”。20 世紀(jì)末的主機(jī)、PC，通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)交互；21 世紀(jì)初的按鍵手機(jī)、智能觸屏手機(jī)在增強(qiáng)便攜性的同時(shí)，通過(guò)手指直接操作界面，進(jìn)一步優(yōu)化了交互模式。AR 眼鏡，作為突破了手機(jī)、電腦等物理屏幕邊界的終端硬件，能夠?qū)⑻摂M信息疊加到現(xiàn)實(shí)世界中，讓用戶無(wú)需依賴手持設(shè)備，即可通過(guò)語(yǔ)音、手勢(shì)、眼動(dòng)等方式進(jìn)行交互。但目前 AR 眼鏡存在續(xù)航時(shí)間較短、價(jià)格較高等產(chǎn)業(yè)化不夠成熟的問(wèn)題，因此，我們?cè)?2025-2030 年這個(gè)階段，對(duì) AR 眼鏡暫且定位為智能穿戴設(shè)備。

光學(xué)顯示系統(tǒng)是 AR 眼鏡的核心，約占整個(gè) AR 眼鏡成本的 40% 以上。當(dāng)前業(yè)界對(duì) AR 眼鏡光學(xué)顯示系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展路徑基本確定為表面浮雕衍射光波導(dǎo)。從技術(shù)上看，表面浮雕衍射光波導(dǎo)是通過(guò)納米壓印或刻蝕技術(shù)，將模板上的圖案轉(zhuǎn)移到基片上，借助衍射原理，使光線通過(guò)表面浮雕光柵被精細(xì)地分束并耦合入波導(dǎo)片。在波導(dǎo)片內(nèi)部，光線經(jīng)過(guò)全反射傳播后，再由表面浮雕光柵耦出，直接進(jìn)入人眼。

SiC 材料具備高折射率，成為 AR 眼鏡鏡片的理想材料。SiC 材料相較于玻璃有更高的折射率，常規(guī)折射率在 2.7 左右，高于樹(shù)脂和玻璃（折射率通常不到 2）。因此，采用 SiC 光波導(dǎo)片制造的 AR 鏡片具有更廣闊的視場(chǎng)角，還具備全彩集成特性，能夠更好地實(shí)現(xiàn) RGB 色彩通道的單層集成，解決彩虹紋效應(yīng)，進(jìn)而在實(shí)現(xiàn)全彩顯示應(yīng)用的同時(shí)，大幅降低設(shè)備的重量和厚度。

但是目前 SiC 產(chǎn)品價(jià)格較高，制約了 SiC 光波導(dǎo)片在市場(chǎng)的滲透率。從長(zhǎng)期來(lái)看，SiC 能解決 AR 眼鏡商業(yè)化過(guò)程中的重要痛點(diǎn)，且隨著 SiC 產(chǎn)業(yè)鏈的愈加完善，尤其是材料端大尺寸化進(jìn)展，產(chǎn)能擴(kuò)張和良率提升實(shí)現(xiàn)低成本產(chǎn)品出貨后，AR 眼鏡市場(chǎng)空間將更廣闊。

AR 眼鏡市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算

目前推出的 AR 眼鏡通常已集成 AI 眼鏡的功能。AI 眼鏡需要的算力和控制功能主要集成在手機(jī)上，考慮到目前 AI 眼鏡的價(jià)格在千元以上，因此將其作為高端手機(jī)配件（智能穿戴設(shè)備）來(lái)定義。AR 眼鏡在 AI 眼鏡的功能基礎(chǔ)上增加了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的顯示功能。

假設(shè)一，將 AI 眼鏡用戶，作為手機(jī)配件中的高端用戶群體來(lái)定義：

根據(jù) Wellseem XR 數(shù)據(jù)，2024 年全球和中國(guó) AI 眼鏡的銷(xiāo)量分別為 153 萬(wàn)臺(tái)和 6.4 萬(wàn)臺(tái)，2025 年 Q1-Q3 全球銷(xiāo)量分別為 60/87/165 萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)全年銷(xiāo)量 700 萬(wàn)臺(tái)，這和 TWS 耳機(jī)發(fā)展初期的滲透規(guī)模基本一致。

TWS 耳機(jī)作為手機(jī)配件，具有聽(tīng)音樂(lè)等功能，與目前 AI 眼鏡所包含的音頻功能有相似性，且經(jīng)過(guò)連續(xù) 6 年的增長(zhǎng)以后，市場(chǎng)規(guī)模趨于穩(wěn)定，約為 2024 年全球手機(jī)銷(xiāo)量（12.4 億臺(tái)）的 25%（約 3 億臺(tái)）。根據(jù) Counterpoint 數(shù)據(jù)，2024 年中國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng) 600 美元以上機(jī)型的比例約為 28%，假設(shè)高端用戶約占 30%，我們預(yù)計(jì) 2030 年 AI 眼鏡銷(xiāo)量空間約為 0.9 億臺(tái)（3億臺(tái) * 30%）。

根據(jù) Wind 和 Canalys 數(shù)據(jù)，2024 年中國(guó)手機(jī)銷(xiāo)量 2.85 億臺(tái)，約占全球的 23%，假設(shè)作為手機(jī)配件的 AI 眼鏡在中國(guó)的銷(xiāo)量占比約為全球的 25%。

假設(shè)二，將 AR 功能的 AI 眼鏡滲透情況，參考 TrendForce 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)推算：

根據(jù) TrendForce 預(yù)測(cè)，全球 2030 年 AR 眼鏡銷(xiāo)量約為 3210 萬(wàn)臺(tái)，年復(fù)合增速約為 94.1%。根據(jù) TrendForce 預(yù)測(cè)，2030 年中國(guó)出貨占比約 50%。

假設(shè)三，AR 眼鏡在 AI 眼鏡的滲透率不斷提升，將采用 SiC 光波導(dǎo)片的 AR 眼鏡用戶，作為 AR 眼鏡中的高端用戶定義：

由于 SiC 光波導(dǎo)片價(jià)格更高，我們假設(shè)購(gòu)買(mǎi)采用 SiC 光波導(dǎo)片的 AR 眼鏡的用戶滲透率為 AR 眼鏡總用戶的 30%，據(jù)此預(yù)計(jì) 2030 年全球采用 SiC 光波導(dǎo)片的 AR 眼鏡銷(xiāo)量為 963 萬(wàn)副。

假設(shè)四，SiC 晶圓的尺寸升級(jí)與占比預(yù)測(cè)：

伴隨 SiC 大尺寸工藝不斷成熟，2025-2030 年，8 英寸、12 英寸的滲透率不斷提升。假設(shè) 6 英寸襯底能夠切割出 2 副 AR 眼鏡的光波導(dǎo)片，8 英寸襯底能切割出 4 副，12 英寸襯底能切割出 10 副。

綜上所述，我們預(yù)計(jì)2030E，全球AR 眼鏡SiC 光波導(dǎo)片，對(duì)SiC 襯底（6 吋當(dāng)量）年需求量約389 萬(wàn)片，2025-2030E，CAGR~ 166%；2030E，中國(guó)AR 眼鏡SiC 光波導(dǎo)片，對(duì)SiC襯底（6 吋當(dāng)量）年需求量約137 萬(wàn)片，2025-2030E，CAGR~146%。

下游需求高速增長(zhǎng)，2027年碳化硅可能將迎來(lái)產(chǎn)能缺口

國(guó)內(nèi) SiC 市場(chǎng)正處于快速發(fā)展的關(guān)鍵階段，未來(lái)五至十年需求驅(qū)動(dòng)力顯著增強(qiáng)，市場(chǎng)規(guī)模將實(shí)現(xiàn)量級(jí)躍升。經(jīng)綜合測(cè)算，我們預(yù)計(jì)，到 2030 年，全球以 6 英寸為當(dāng)量的 SiC 襯底總需求量預(yù)計(jì)達(dá)到 1676 萬(wàn)片，約為 2025 年需求量（134 萬(wàn)片）的 12 倍；至 2030 年，中國(guó) SiC 襯底需求量預(yù)計(jì)達(dá) 728 萬(wàn)片，較 2025 年需求量（84 萬(wàn)片）增長(zhǎng)約 9 倍。

若 SiC 在 AI 芯片先進(jìn)封裝散熱材料的運(yùn)用上，能夠?qū)崿F(xiàn)在“基板層”、“中介層”和“熱沉”三個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，我們預(yù)計(jì)，到 2030 年，全球碳化硅襯底需求量有望達(dá)到約 3000 萬(wàn)片。

根據(jù)深企投產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告顯示，2024 年底，中國(guó) SiC 襯底（折合 6 英寸）產(chǎn)能約為 400 萬(wàn)片，超過(guò) 2025 年全球預(yù)測(cè)需求量。按照當(dāng)前產(chǎn)能規(guī)劃，我們預(yù)計(jì)到 2027 年 SiC 襯底供需將處于緊平衡狀態(tài)；若 AR 眼鏡滲透率、AI 散熱材料應(yīng)用進(jìn)展超預(yù)期，將出現(xiàn)產(chǎn)能供應(yīng)緊張的可能性；到 2030 年，全球約 1676 萬(wàn)片至 2915 萬(wàn)片的襯底需求量，與 2025 年的供給能力相比，存在超過(guò) 1200 萬(wàn)片的產(chǎn)能缺口。

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