作為第三代半導體材料的代表之一，SiC近幾年的發(fā)展突飛猛進(jìn)，SiC器件具有的高耐壓、低導通電阻和高頻的特性，使其在包括新能源汽車(chē)充電與驅動(dòng)、光伏/風(fēng)電逆變器、電力電子變壓器等領(lǐng)域中的應用越來(lái)越廣泛。

尤其新能源汽車(chē)將是未來(lái)市場(chǎng)空間巨大的一個(gè)新興市場(chǎng)，它使用的半導體器件的價(jià)值在不斷增加，其中功率器件的增長(cháng)尤為顯著(zhù)。根據英飛凌公司的統計，新能源汽車(chē)中功率器件將由原來(lái)的17美元增加至265美元，增加近15倍。咨詢(xún)機構TrendForce預估2025年全球電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)對6英寸SiC晶圓需求可達169萬(wàn)片。

在光伏發(fā)電應用中，SiC器件的應用可使轉換效率從96%提升至99%以上，能量損耗降低50%以上，設備循環(huán)壽命提升50倍，還能縮小系統體積、增加功率密度以及降低生產(chǎn)成本。

圖1：光伏逆變器中碳化硅功率器件占比預測

根據Yole Intelligence 2023年發(fā)布的SiC功率器件報告，預計到2028年，全球SiC功率器件市場(chǎng)將增長(cháng)至約90億美元，相比2022年增長(cháng)了31%。雖然汽車(chē)應用將是SiC功率器件的主要應用市場(chǎng)，但工業(yè)、能源和鐵路等其它應用的增長(cháng)勢頭也不可小覷。

而且由于疫情和地緣政治等因素的影響，保證半導體供應鏈的安全變得越來(lái)越重要。所有的國家和地區，包括中國、歐洲、美國等，都啟動(dòng)了類(lèi)似的“芯片法案”，以建立各自獨立的半導體供應鏈。

第三代半導體（包括SiC、GaN等）因為可以讓電子設備和系統實(shí)現更小尺寸、更輕重量以及更高效能，特別是在高功率、高頻或是高溫的應用中，也讓全球能夠更快地朝實(shí)現碳中和的目標邁進(jìn)，這使得它將在未來(lái)半導體領(lǐng)域的發(fā)展中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

成本是關(guān)鍵

雖然SiC器件具有諸多優(yōu)勢，但成本仍是其能否被廣泛應用的一個(gè)主要影響因素。

眾所周知，目前的SiC主要以6英寸襯底為主，根據TrendForce的數據，其市場(chǎng)份額達到了80%，8英寸襯底目前僅占6%的市場(chǎng)份額。而降低SiC器件成本的一個(gè)關(guān)鍵就是要轉向更大的襯底尺寸。目前許多國內和國際廠(chǎng)商都緊鑼密鼓地進(jìn)行8英寸SiC襯底的開(kāi)發(fā)。

國際廠(chǎng)商中，目前Wolfspeed已經(jīng)實(shí)現8英寸SiC襯底的量產(chǎn)，其它廠(chǎng)商的量產(chǎn)節點(diǎn)則多定為2023年左右，但目前似乎還沒(méi)有進(jìn)一步的消息。

同時(shí)，這些國際廠(chǎng)商也在逐漸補齊他們的襯底版圖，如意法半導體收購了Norstel、羅姆收購了SiCrystal、安森美收購了GTAT。SiC襯底成為兵家必爭之地。

TrendForce也表示：“SiC襯底的成本約占SiC器件總生產(chǎn)成本的約45%，從6英寸轉變至8英寸將促進(jìn)SiC器件能被更廣泛地采用。”

五大廠(chǎng)商主宰SiC功率半導體市場(chǎng)

目前的SiC功率半導體市場(chǎng)主要由海外公司主宰，國內的公司仍是“追隨者”。根據TrendForce的數據，2022年前五大SiC功率半導體公司分別為意法半導體（36.5%）、英飛凌（17.9%）、Wolfspeed（16.3%）、安森美（11.6%）和羅姆半導體（8.1%），其余公司僅占9.6%。前五大公司占據了超過(guò)90%以上的市場(chǎng)份額。

這些公司也在2022年實(shí)現了創(chuàng )紀錄的營(yíng)收，他們也對未來(lái)幾年的SiC市場(chǎng)雄心勃勃，期望在SiC領(lǐng)域能夠實(shí)現進(jìn)一步的營(yíng)收增長(cháng)。意法半導體設立的目標是在2030年SiC的收入超過(guò)50億美元。英飛凌在去年宣布投資50億歐元擴建其在馬來(lái)西亞居林的8英寸SiC芯片廠(chǎng)，以助力其實(shí)現2025財年SiC營(yíng)收超10億歐元的目標。羅姆也計劃興建新工廠(chǎng)，目標是在2025年將SiC功率半導體月產(chǎn)能（以6英寸晶圓換算）提高至2021年的6.5倍，2023年進(jìn)一步擴增至35倍。

毫無(wú)疑問(wèn)，第三代半導體材料將是未來(lái)半導體領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵市場(chǎng)，也是兵家必爭之地。目前該領(lǐng)域由國外廠(chǎng)商主宰，國內廠(chǎng)商仍扮演著(zhù)追趕者的角色。但SiC的主要應用市場(chǎng)之一——新能源汽車(chē)，在國內的發(fā)展可謂日新月異，乘著(zhù)這一股東風(fēng)，國內SiC企業(yè)需要加速創(chuàng )新，穩步發(fā)展，相信未來(lái)在SiC功率半導體領(lǐng)域也會(huì )占據一席之地。