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2023年中国金刚砂行业词条报告 1、金刚砂行业定义
作者 文上1.2
1：zhuanlan.zhihu/p/812948
摘要 金刚砂又名碳化硅，是目前第三代半导体的重要材料之一，具备禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高、电7子2饱和漂移速率高等特点。相较于
硅材料等前两代半导体材料，其禁带宽度更大，在击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面有显著优势。基于这些
2：fxbaogao/view?id=3
优良特性，碳化硅衬底在使用极限性能上优于硅衬底，可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需3求97。62因5&此q，ue金ry刚=%砂7材B料%制22备ke的yw射o频rds%2
器件及功率器件可广泛应用于新能源汽车、光伏、5G通信等领域，是半导体材料领域中具备广阔前景的材料之2%一3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%96%
E7%A1%85%22%7D&index=0&pid=
行业头豹分类/能源、采矿业/其他采矿业/其他采矿业 港股分类法/原材料业/原材料
3：fxbaogao/view?id=3
404616&query=%7B%22keywords%2
关键词金刚砂碳化硅碳硅石 2%3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%96%
E7%A1%85%22%7D&index=0&pid=
4：百度百科——baike.baidu/
1. 金刚砂行业定义item/%E7%A2%B3%E5%8C%96%E7%
A1%85/245856#1——
金刚砂又名碳化硅(SiC)，它是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料通过电阻炉高温冶炼而成的无机物。金刚砂主要应用于磨具磨料、冶金原间料接、参半考导知乎
——zhuanlan.zhihu/p/812948
体器件、功能陶瓷、耐火材料等领域，其中，在半导体器件领域，金刚砂是第三代半导体材料的代表之一，相较于硅材料等前两代半导体材料，其禁带宽
72——间接参考 民生证券——ww
度更大，在击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面有显著优势 w.fxbaogao/view?id=3397625&quer
y=%7B%22keywords%22%3A%22%E
2. 金刚砂行业分类7%A2%B3%E5%8C%96%E7%A1%85%
22%7D&index=0&pid=——间接参考 长
按照中国工业生产碳化硅划分为黑碳化硅和绿碳化硅两种，都属于α-碳化硅
城证券——fxbaogao/vie
w?id=3404616&query=%7B%22keyword
s%22%3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%
类型名称 类型说明
96%E7%A1%85%22%7D&index=0&pid
=——间接参考
黑金刚砂 黑金刚砂含SiC约95%，其韧性高于绿金刚砂，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、
耐火材料、铸铁和有色金属等 2、金刚砂行业分类
绿金刚砂 绿金刚砂含SiC约97%以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合1金：和h光ttp学s:玻//b璃ai，ke也.b用aid于u珩.co磨m汽/it缸em套/%E7%A
2%B3%E5%8C%96%E7%A1%85/2458
和精磨高速钢刀具
56#1
2：zhuanlan.zhihu/p/812948
3. 金刚砂特征 72
3 fxbaogao/view?id=3
金刚砂具有耐压性、耐高温和能量损耗低等特征，并随着技术研究的进一步发展，金刚砂应用领域进一步扩大 ：
404616&query=%7B%22keywords%2
2%3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%96%
更强的高压特性E7%A1%85%22%7D&index=0&pid=
耐压性好
金刚砂的击穿电场强度是硅的 10 余倍，使得金刚砂器件耐高压特性显著高于同等硅器件
4：fxbaogao/view?id=3
397625&query=%7B%22keywords%2
相比较同类型材料，有更好的耐高温特性2%3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%96%
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耐高温 金刚砂相较硅拥有更高的热导率，使得器件散热更容易，极限工作温度更高。耐高温特性可以带来功率密度的显著提升，同时降低对散热
5 ——baike.baidu/
系统的要求，使终端可以更加轻量和小型化：百度百科
item/%E7%A2%B3%E5%8C%96%E7%
A1%85/245856#1——间接参考 知乎
更低的能量损耗——zhuanlan.zhihu/p/812948
能量损耗 金刚砂具有2倍于硅的饱和电子漂移速率，使得金刚砂器件具有极低的导通电阻，导通损耗低；金刚砂具72有—3—倍间于硅接的参禁考带 民宽生度证，券使—得—金ww
低 刚砂器件泄漏电流比硅器件大幅减少，从而降低功率损耗；金刚砂器件在关断过程中不存在电流拖尾现w象.f，xb开ao关ga损o耗.co低m，/v大iew幅?提id高=3实39际7应625&quer
y=%7B%22keywords%22%3A%22%E
用的开关频率7%A2%B3%E5%8C%96%E7%A1%85%
22%7D&index=0&pid=——间接参考 长
应用范围 应用领域扩大城证券——fxbaogao/vie
广 金刚砂在新能源汽车、高速轨道交通、5G通信、光伏并网、消费类电子等多个重点领域实现了应用突破w?id=3404616&query=%7B%22keyword
s%22%3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%
96%E7%A1%85%22%7D&index=0&pid
=——间接参考
4. 金刚砂发展历程
金刚砂行业经历了萌芽期、启动期和震荡期三个阶段，目前处于震荡期但持续发展的阶段。金刚砂在全球正在快速3发、展金，刚龙砂头特企征业市场集中度高，但是目
前中国金刚砂的发展仍与美国和日本有较大差距，未来金刚砂行业在中国的市场空间潜力大
1：baike.baidu/item/%E7%A
2%B3%E5%8C%96%E7%A1%85/2458
开始时间：1824结束时间：1958阶段：萌芽期 56#1
行业动态：1824年，Berzelius第一次报道了包含硅碳化合物的合成；1905年 第一次在陨石中发现碳化硅；1907年Roun2d：首h次ttp发s:现//w碳w化w硅.fx的ba电og致a发o.c光om现/view?id=3
象，制备了最早的LED二极管 397625&query=%7B%22keywords%2
行业影响/ 2%3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%96%
E7%A1%85%22%7D&index=0&pid=
阶段特征：1905年 第一次在陨石中发现碳化硅，推动金刚砂行业的出现
3：fxbaogao/view?id=3
开始时间：1955结束时间：1996阶段：启动期 404616&query=%7B%22keywords%2
2%3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%96%
行业动态：1959年4月举办了第一次碳化硅国际会议；1978年，苏联的Y.M.Tairov和V.F.Tsvetkov发明了碳化硅晶体生长的物理气相输运技术；1983年，
E7%A1%85%22%7D&index=0&pid=
德国人G.Ziegler采用所谓的改进Lely法成功生长出碳化硅晶体；1987年，美国北卡罗来纳州立大学的研究组宣布采用籽晶升华法成功生长出
碳化硅晶体；1989年，CREE公司推出了世界上第一款基于SiC材料生产的蓝色LED 4：百度百科——baike.baidu/
item/%E7%A2%B3%E5%8C%96%E7%
行业影响/
A1%85/245856#1——间接参考 知乎
阶段特征：1955年 理论和技术上重大突破，LELY提出生长高品质碳化概念，从此将金刚砂作为重要的电子材料 ——zhuanlan.zhihu/p/812948
72——间接参考 民生证券——ww
开始时间：1997结束时间：2022阶段：震荡期 w.fxbaogao/view?id=3397625&quer
行业动态：1997 年，中科院物理所正式布局 SiC 晶体研究，由陈小龙研究员牵头。通过团队长期的基础研究，最终攻克y=了% 7SBiC% 单2晶2k生ey长wo中rd的s种%2种2难%题3A。%22%E
生长出了高质量的 2 英寸 4H 和 6H 晶型的 SiC 单晶；2006 年 9 月，北京天科合达蓝光半导体有限公司引进7了%物A理2%所B S3i%C E晶5体%生8C长%相9关6%专E利7%技A1%85%
22%7D&index=0&pid=——间接参考 长
术，在国内率先开始 SiC 晶体产业化工作。2012 年，公司开始量产 4 英寸 SiC 晶体，2018 年开始量产 6 英寸 SiC 晶体，开始了中国碳化硅之
城证券——fxbaogao/vie
旅 w?id=3404616&query=%7B%22keyword
行业影响/ s%22%3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%
阶段特征：以CREE的研究成果建立碳化硅生产线，供应商开始提供商品化的碳化硅基 96%E7%A1%85%22%7D&index=0&pid
=——间接参考
5. 金刚砂产业链分析
4、金刚砂发展历程
金刚砂产业链上中下游分工明确，上游包括原材料、衬底和外延材料，中游包括芯片设计、芯片制造、器件制造、模块，下游主要为各应用领域。其中上
1 mitksemi/knowled
游衬底约占碳化硅器件成本的 47%，外延环节又占据 23%，制造前的成本占据全部成本的70%；目前中游碳化硅功率器：件现阶段渗透率较低，因为碳化硅
ge_details_144895.html
衬底及外延价格相对硅片较为昂贵，但是在未来渗透率有望快速提升；下游金刚砂应用领域广泛，其中涉及太阳能光伏行业、半导体行业、汽车行业、轨
道交通行业、5G基站、建材行业、钢铁行业等领域，总体来看金刚砂具有较大的市场空间潜力和前景 2：baike.baidu/item/%E7%A
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56#1
上游环节 上游说明 上游参与方
3：重投天科——mitksemi.co
原材料、衬底、外延材料 上游原材料包括碳化硅粉，衬底材料包括碳化硅 山东天岳先进m科.c技n股/kn份o有wl限ed公ge司_d、e有ta研ils新_1材44料89股5.html
—— ——baike.
晶锭和碳化硅单晶片；其中衬底约占碳化硅器件 份有限公司、浙江间中晶接科参技考股百份度有百限科公司、福建
baidu/item/%E7%A2%B3%E5%8
成本的 47%，外延环节又占据 23%，制造前的阿石创新材料股份有限公司、河北同光半导体股
C%96%E7%A1%85/245856#1——间接
70%
成本占据全部成本的；此外，碳化硅粉体制份有限公司、参北考京天科合达半导体股份有限公司
备的方法有固相法、液相法、气相法 、瀚天天成电子科技（厦门）有限公司、天津杨
杰科技有限5、公金司刚、国砂网产智业能链电分网析研究院有限公司
、上海硅产业集团股份有限公司、东莞铭普光磁
5.2
股份有限公司
1：fxbaogao/view?id=3
397625&query=%7B%22keywords%2
中游环节 中游说明 中游参与方2%3A%22%E7%A2%B3%E5%8C%96%
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芯片设计、芯片制造、器件制造、模块 中游芯片结构设计包括EDA+TCED仿真工具和 中国电子科技2集：团百有度限百公科司—、—北h京tt世ps纪://金ba光ik半e.b导aidu/
软件，芯片制造包括半导体制造设备和材料；其 体有限公司、i厦tem门/芯%光E7润%泽A2科%技B有3%限E公5司%8、C泰%科96%E7%
中，由于碳化硅衬底及外延价格相对硅片较为昂 天润半