2025年11月25日，第六届亚太碳化硅及相关材料国际会议系列活动——宽禁带半导体国际青年人才创新发展论坛在郑州成功举办。论坛上，五矿证券研究所半导体行业分析师金凯笛带来了深度解读。她的报告《碳化硅高速增长的前夕：功率渗透率提升与AI/AR双轮驱动》，从资本市场视角剖析了产业机遇。现将报告内容分享给大家，供参考交流。

核心要点

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、AI、通信、AR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%，我们测算得，2030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。

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，2030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AI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AI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AI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，2030E，全球碳化硅衬底需求量有望达到约3000万片。

1.SiC材料第一性决定其适用于能源、AI、AR和射频产业

碳化硅（SiC）作为第三代宽禁带半导体，凭借其在击穿电场、禁带宽度、热导率、电子饱和漂移速度和折射率等方面的突出优势，正全面渗透新能源、AI、通信、AR四大产业，成为推动技术升级与效率革命的关键支撑。

在新能源领域，SiC凭借其耐高压、耐高温，能量损耗低的特性，是实现“高效节能”的核心器件。在电动车上，SiC模块缓解用户“里程焦虑”和“充电焦虑”。光伏和储能方面，逆变器和变流器助力能耗的节约和风光电消纳能力的提升。

AI产业中，一方面，SiC器件可支撑800V乃至更高电压的配电架构：在变电站AC/DC整流、固态变压器和中压DC/DC转换环节中发挥关键作用。另一方面，基于其高导热性，有望破解摩尔定律趋于极限下先进封装散热难题。

AR产业中，SiC由于其高折射率助力终端设备拥有更广阔视场角、并解决彩虹纹问题。在AR眼镜的轻量化、全彩化和长续航中，SiC扮演着重要角色。

在射频领域，由于SiC衬底具有散热性能好，开关频率较高等优势，有望成为5G-A与6G时代射频芯片衬底的重要发展方向。

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

资料来源：王彦君《衬底改性对硅基氮化镓外延薄膜质量的影响研究》，易车网，太阳能光伏支架网，Yole，台积电，C114通信网，歌尔股份，微纳视界，五矿证券研究所

2.打破硅基局限，SiC撑起新能源产业的“超高效时代”

2.1 电动车800V高压平台加速渗透，SiC材料具有性能优势

电动车800V高压平台+超级快充，可以实现“充电10分钟，续航300公里以上”，在解决用户“充电焦虑”的同时也提升了能源利用效率，进而改善续航里程，其中，SiC起到关键作用。

800V高压平台是新能源车电驱系统发展的主流方向，高压化的背后，本质上是材料与器件的革命。从400V到800V，再到未来的1000V平台，电压等级的提升带来的是续航里程的增加、电机体积的减小以及充电速度的显著提升。从原理上看，“功率=电压×电流”，要解决“充电焦虑”的问题，一是提升电流，通常通过增加线束截面积，使得线缆的重量、铜耗、发热都成倍上升，因而传统400V平台容易出现电流过大导致发热、损耗上升的问题。二是提升电压，由400V系统升高到800V系统后，功效提升。但在800V高压下，由于材料特性的限制，Si-IGBT器件的导通损耗、开关损耗都有显著的上升，难以满足性能提升的需求，SiC成为优选材料。

图表2：800V高压平台缓解用户“充电焦虑”和“里程焦虑”

资料来源：盖世汽车，五矿证券研究所

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

资料来源：行家说三代半，五矿证券研究所

价格高是过去影响高压平台渗透的关键因素，伴随着技术成熟和成本下降，800V高压平台正从高端市场快速走向大众市场。截至2025年8月，800V高压平台正在新能源车中的渗透率达11.17%，并从价格段上，已下沉至10-15万元的区间。

图表4：我国800V新能源车渗透率

资料来源：盖世汽车，五矿证券研究所

图表5：800V高压平台缓解用户“充电焦虑”和“里程焦虑”

资料来源：盖世汽车，五矿证券研究所

800V不是SiC应用的终点。一方面，为了保证安全性，SiC MOSFET的耐压等级相对于新能源车电压平台具有冗余，例如，400V的平台需要的功率器件耐压等级为650V，800V的平台对应1200V的SiC MOSFET。另一方面，电动汽车系统电压向千伏平台跃升，为匹配整车电压，SiC芯片与模块的耐压等级也同步提升至1500V–1700V。例如，比亚迪已成功自研并量产1500V SiC功率芯片。

2.2 SiC 具体用在新能源车的哪个部分？

所谓的800V，或千伏高压平台，电压的提升最主要体现在主驱逆变器中。SiC MOSFET的高频开关特性、低导通电阻的特性能降低能量损耗，高电流密度助力系统小型化，电驱尺寸得以大幅减少，进而噪声音量也会降低，还能减少整体电机系统的磨损。此外，SiC具有175–200℃耐温能力，能更好地进行散热。

伴随着主驱逆变器电压等级提升，DC-DC转换器也需要采用SiC MOSFET，进而高效地将800V母线电压降至12V/48V低压，为车身电器供电；OBC（车载充电机）则需要直接应对800V的电池充电需求。此外，由于电动车不同于传统燃油汽车，其空调压缩机不仅要承担座舱热管理，还要承担电池系统和电机电控的热管理，采用SiC MOSFET，空调压缩机在提高轻载效率的同时，减少了能量损耗，增强了整体能效。因此，在小米Su7的“全SiC方案”中，空调压缩机也选用SiC。

图表6：新能源汽车SiC MOSFET单车需求量（以小米Su7为例）

资料来源：Yole，行家说三代半，五矿证券研究所

2.3 SiC 在新能源车的需求测算

对于SiC衬底在新能源车的需求，我们通过“新能源车销量×高压平台（SiC）渗透率×单车SiC衬底需求量”来进行测算。

1）新能源车销量：

全球新能源汽车市场仍处于快速增长阶段。根据五矿证券基于乘联会相关数据预测，2024年全球新能源汽车销量为1787万辆，预计到2030年销量约为3872万辆，CAGR~13.8%；2030年，中国新能源汽车销量约为2723万辆，约占全球的70%，CAGR~13.3%。

2） SiC在新能源汽车中渗透率：

根据盖世汽车预测数据，预计2030年我国新能源汽车中，800V高压平台渗透率约为33.5%。由于高压平台（≥800V）中，SiC MOSFET几乎必选项，因此将2030年800V渗透率33.5%作为中国新能源车中SiC渗透率。

根据Yole预测数据，2030年全球新能源汽车中，800V高压平台渗透率约为31%。

3） SiC衬底片的单车需求量：

根据上述小米Su7方案可知，在800V平台下，单车SiC MOSFET需求量约为90-140颗；根据行家说三代半数据，在千伏高压平台下，三电机方案的主驱逆变器需要165颗，较小米Su7的双电机方案约增加50颗，再加上DC-DC转换器、空压机电控等所需要的SiC MOSFET，合计用量约190颗。假设一片6英寸晶圆大约能切出360颗左右的SiC MOSFET（参考行家说1200V的规格），单电机/双电机/三电机的新能源车对应的SiC衬底需求分别为0.26/0.39/0.53片，假设到2030年按照10%/30%/60%的比例划分，预计到2030年单车所需SiC MOSFET为0.32片/车。

图表7：全球/中国新能源汽车SiC衬底（6吋当量）需求测算

资料来源：中汽协，Yole，盖世汽车，行家说三代半，五矿证券研究所测算

综上所述，我们预计2030E，全球新能源车，SiC衬底（6吋当量）年需求量约432万片，2024-2030E，CAGR~45%；2030E，中国新能源车，SiC衬底（6吋当量）年需求量约328万片，2024-2030E，CAGR~44%。

2.4 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SiC在新能源车的需求测算

当新能源汽车800V/千伏高压平台渗透率提升的同时，需要匹配相应的高压直流充电桩，来提升充电速度。充电桩分为直流充电桩和交流充电桩。交流充电桩（AC）是一种慢充充电桩，输出单相/三相交流电，通过车载充电机（OBC）转换成直流电给车载电池充电，功率较小，充电速度较慢。直流充电桩（DC）是一种快充充电桩，直流充电桩直接输出大功率直流电，省略交流充电时车载OBC转换环节，可大幅缩短充电时间。从车厂超充方案来看，华为、比亚迪、特斯拉、极氪、岚图等企业已加入兆瓦快充领域。

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：全球/中国新能源汽车SiC衬底（6吋当量）需求测算

资料来源：英飞凌，五矿证券研究所测算

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

资料来源：英飞凌，五矿证券研究所测算

从技术实现上，直流充电桩一方面依靠电源模块的并联堆叠组合数量的增加，来实现高功率的充电需求，以25kW充电桩模块为例，需要并联6个模块实现150 kW充电桩功率；另一方面，直流充电模块也在向着高功率、高密度的方向发展。

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

资料来源：英飞凌，五矿证券研究所测算

图表11：直流充电桩模块发展趋势

资料来源：行家说，五矿证券研究所测算

在上述高压直流充电桩方案下，SiC器件凭借其耐高压、散热性能好等材料特性成为突破直流快充桩技术瓶颈的关键路径。当电源模块最大工作电压达到800V及以上，其功率半导体耐压等级需提升至1200V以上，SiC成为首选。根据英飞凌报告显示，在1200V的方案中，用SiC替代Si，能够提高功率密度的同时简化电路。

充电桩的建设与国家政策密切相关。2025年下半年出台的三个政策，既体现了对高压直流充电桩的支持，要强调了能效水平，给SiC带来机遇。

1）2025年6月13日，国家发改委等四部门联合发布《关于促进大功率充电设施科学规划建设的通知》，要求到2027年大功率充电设施单枪（250kW）超过10万台。

2）2025年9月24日，国家发展改革委等部门关于印发《电动汽车充电设施服务能力“三年倍增”行动方案（2025—2027年）》。首先方案从充电桩总量上提出指引：到2027年底，在全国范围内建成2800万个充电设施，提供超3亿千瓦的公共充电容量，满足超过8000万辆电动汽车充电需求。其次，强调高压直流充电桩的渗透率：开展交流充电设施、800伏以下电压平台充电设施的更新改造；到2027年底，全国城市新增160万个直流充电枪，其中包括10万个大功率充电枪；到2027年底，在高速公路服务区新建改建4万个60千瓦以上“超快结合”充电枪，鼓励建设大功率充电设施。

3）2025年10月5日，国家市场监督管理总局批准发布了GB46519-2025《电动汽车供电设备能效限定值及能效等级》，新国标将直流充电设备能效分为3个等级，其中一级能效要求整桩加权效率不低于96.5%，该标准将于2026年11月1日起正式实施，而能将充电桩效率提升至97%以上的SiC方案，则成为达标的关键路径。

2.5 高压直流充电桩所需SiC需求量测算

我国充电桩增速：

1）公共充电桩：2025-2027年复合增速超20%。
据中国充电联盟数据，2024年12月，公共充电桩保有量为357.9万台，较2023年12月（272.6万台）增加85.3万台，即2024年新增公共充电桩85.3万台。

截至2025年10月底，公共充电桩额定总功率达到2.03亿千瓦，对应的公共充电桩保有量为453.3万台。假设到2027年要实现3亿千瓦的目标，即未来两年合计需要增加约227万台，新增公共充电桩的年复合增速约20.6%。

2）直流充电桩在公共充电桩的占比超45%。

据中国充电联盟数据，截至2025年3月，公共充电桩保有量为390万台，其中直流充电桩为178.5万台，约占45.8%。直流充电桩基本都为公共充电设施，加之政策提出交流改直流方案，力推大功率充电设施建设，直流充电桩复合增速有望超20%。

高压直流充电桩所需SiC需求量测算假设：

1）中国公共充电桩增速：

2025-2027年，在政策驱动下，公共充电桩按照上述20.6%的复合增速来进行预测；假设2028E-2030E延续公共充电桩的增长趋势，即到2030年公共充电桩和新能源车的新增量车桩比为10：1，还存在车桩比下降的空间（根据恒瑞达数据，公共充电桩和新能源车的车桩比6：1是较为合理的水平），即保持该增速增长具有可行性。

2）中国直流充电桩在公共充电桩中的占比：

由于在2030年以前，电网仍以UPS或HVDC为主导，因此假设2025-2027年，直流充电桩占比每年提升1%。

3） SiC在直流充电桩中的渗透率：

当前SiC在直流充电桩中渗透率类比240kW功率以上占比，即约15%。假设用高压快充（240kW及以上）的渗透率来类比SiC渗透率，则根据中国充电联盟数据，约占公共充电桩的6.7%，即直流充电桩的15%。未来大功率趋势明确，根据Yole数据，2029E大功率占比~45.8%，假设到2030E~48%，作为SiC渗透率的参考值。

4）SiC在直流充电桩中的单位用量：

由于上述分析已说明，直流充电桩一方面依靠电源模块的并联堆叠组合数，来实现高功率的充电需求，根据行家说报告，350kW以上完全采用SiC，已知英飞凌30kW的电源模块需要8颗SiC MOSFET+28颗肖特基二极管，假设350kW的电源模块需要96（12x8）颗SiCMOSFET和336（12x28）颗肖特基二极管。对应的6吋SiC晶圆能够生产360颗SiC MOSFET和10000颗肖特基二极管。伴随兆瓦快充趋势，SiC需求量还有3倍以上的增长空间。

5）全球充电桩相关情况：