SiC陶瓷基板，市场潜力如何？

SiC具有禁带宽度大、击穿电压高、热导率高以及电子饱和速度高等优点。

SiC陶瓷的导热率超过BeO， 达·270W/(K·m) 热膨胀率 接近SiC， 强度是Al₂O₃的两 倍, 绝 缘 电阻高， 但可变电阻特性的绝缘耐压/介电特性比Al₂O₃差。 

高致密碳化硅陶瓷制备方法包括反应烧结法、无压烧结（常压烧结）法、热压烧结法、热等静压烧结法等。

学界关注较多的是热压烧结的办法，即在制备以SiC为原材料制备陶瓷基板时，在其中添加少量的BeO和B₂O₃可以增加它的电阻率。采用不同的烧结方法、烧结助剂制备出的不同纯度的SiC陶瓷。烧结时，其室温下热导率为 100～490 W/( m·K) ；在1900 ℃以上的温度中使用热压烧结，制备出的SiC陶瓷密度达98%以上， 平均晶粒度约为6微米。 

这里采用了高导热率的原理，由于BeO难于在SiC中固溶，原料中所含的各种不纯物在高温及真空中蒸发，因此作为声子散乱的最大因素的不纯物固溶少 ， 使的导热率比原来提高约50%。

由于SiC陶瓷的介电常数非常大，因而其只适合低频应用，并不适合高频应用。目前，主要应用在高温应用领域、加热与热交换工业领域、汽车领域、腐蚀环境下的应用、磨削领域、耐磨损机械领域、国防军工及航空航天领域、光学应用领域、半导体领域的应用、核工业领域等。

根据Wolfspeed的预测，2026年碳化硅器件市场规模有望达到89亿美元，碳化硅有望在新能源汽车、工业和能源、射频市场逐步完成对硅基器件的替代。

以碳化硅为原材料的功率器件有良好的开关效率及高效的热量积累性能，可以在升温系统中保持功能稳定，在高转换频率的同时拥有99%以上的逆变效率。目前SiC器件已在城市轨道交通系统中得以应用。

研究表明，在众多下游市场的需求中，SiC陶瓷基板市场增长主要驱动因素来自于汽车领域，特别是新能源汽车的蓬勃发展，助推了SiC的市场增长趋势。

根据Yole统计数据，2021年全球SiC功率器件市场规模为10.9亿美元，下游汽车电子领域占6.85亿美元。其市场有望高速增长，至2027年达到62.97亿美元，其中汽车电子占49.86亿美元，复合增速高达 40%。

首先，800V高压平台为碳化硅带来全新发展机遇。长久以来，充电速度较慢始终是纯电动乘用车用户的痛点，为提高充电功率、缩短充电时间，绝大多数的主流车企选择高压快充方案。为此，主机厂纷纷加速布局800V高压平台。据悉，在800V平台下，SiC的性能优势会得到更好的发挥，总体效率提高6%-8%。预计 2023-2024 年将迎来 800V 高压平台的快速发展期。

未来，新能源汽车领域成为SiC陶瓷基板最大需求领域。在新能源汽车领域，碳化硅器件主要应用于逆变器中。随着SiC MOS开始供应主驱逆变器，由于逆变器所需SiC MOS面积变大，对于陶瓷衬板的产能消耗量快速增长。

目前，特斯拉是全球碳化硅模块用量最多的企业，自Model3开始，特斯拉全系标配碳化硅MOSFET模块替代IGBT作为逆变器功率器件。随后，比亚迪已在碳化硅方面取得重大技术突破，在旗舰车型上大批使用碳化硅模块，蔚来旗下ET7、ES7、ES8、EC7等车型也已经用上碳化硅电驱系统，小鹏旗下G9亦采用了碳化硅器件。据估计，一块标准衬板单价为400元左右，预计2027年全球采用SiC车型将达到1032万辆，SiC车规市场规模将达到34.3亿元。