2023年，碳化硅晶圓市場將增長22%

來源：中國電子報

       近日，市調(diào)組織TECHCET發(fā)布了最新的碳化硅晶圓材料報告，其中預(yù)測，盡管今年全球經(jīng)濟(jì)和其他半導(dǎo)體材料市場普遍出現(xiàn)放緩，但碳化硅晶圓市場將保持強(qiáng)勁增長，達(dá)到107.2萬片晶圓，年增長約22%。2022年，碳化硅N型晶圓市場比2021年增長了約15%，總計(jì)88.4萬片晶圓，2022年到2027年的整體復(fù)合年增  長率約為17%。

       碳化硅由于其化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好、硬度高等特性，被稱為“理想器件”，在當(dāng)前寬禁帶半導(dǎo)體中應(yīng)用廣泛。新能源汽車作為當(dāng)下最熱門的市場，也是碳化硅最能施展拳腳的領(lǐng)域。據(jù)了解，碳化硅器件主要應(yīng)用在新能源汽車的功率控制單元（PCU）、逆變器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器等。碳化硅可以使模塊具有周邊元器件系統(tǒng)小型化、電控模塊小型化、冷卻結(jié)構(gòu)簡單化的優(yōu)勢，從而提升新能源汽車的續(xù)航里程。

　　TECHCET表示，碳化硅晶圓的市場需求不斷攀升，主要是因?yàn)楣杌β势骷呀?jīng)接近其物理極限，特別是在高速或大功率方面的應(yīng)用。而碳化硅在材料特性和供應(yīng)鏈成熟度方面都處于前列，電動汽車、充電基礎(chǔ)設(shè)施、綠色能源生產(chǎn)和更高效的功率器件的需求，都在推動碳化硅市場不斷擴(kuò)大。對此，芯謀研究總監(jiān)李國強(qiáng)指出，碳化硅MOSFET未來一定會取代車用IGBT芯片。市調(diào)機(jī)構(gòu)Yole此前也預(yù)測,到2025年,新能源汽車和充電樁領(lǐng)域的碳化硅市場規(guī)模將達(dá)到17.78億美元，約占碳化硅總市場規(guī)模的70%。

　　雖然碳化硅越來越受歡迎，但由于其化學(xué)特性，很難將晶錠加工成晶圓，使得碳化硅晶圓的產(chǎn)量不足，導(dǎo)致碳化硅晶圓市場始終供不應(yīng)求。過去幾年，各大碳化硅廠商都在增加晶錠供應(yīng)，不斷擴(kuò)產(chǎn)，但很少有公司真正進(jìn)入晶片服務(wù)市場，價格也居高不下。這也是此前特斯拉在其“投資者日”活動上提出，將減少75%的碳化硅使用的主要原因之一。乍一看，特斯拉像是想舍棄碳化硅技術(shù)，其實(shí)特斯拉只是覺得碳化硅晶體管成本太高且晶圓尺寸很難擴(kuò)展，同時也擔(dān)心碳化硅器件的產(chǎn)能供應(yīng)問題。所以，特斯拉將不斷提升自身的碳化硅研發(fā)技術(shù)，優(yōu)化功率模塊設(shè)計(jì)，從而減少碳化硅器件用量。

　　目前，垂直整合的碳化硅器件公司，例如Wolfspeed、ON Semiconductor和ST Microelectronics，正在增強(qiáng)碳化硅晶圓的生產(chǎn)能力，這些公司能夠在內(nèi)部調(diào)節(jié)出生產(chǎn)能力。而其他公司則是通過尋求代工服務(wù)來彌補(bǔ)這一不足，例如X-trinsic和Halo Industries。

　　此外，企業(yè)間關(guān)于碳化硅的合作也愈發(fā)頻繁。汽車方面，安森美與大眾汽車簽屬戰(zhàn)略協(xié)議，為大眾汽車提供Elite碳化硅1200V主逆變器功率模組，另外該系列產(chǎn)品也被起亞汽車選中，用于EV6 GT車型；而Wolfspeed與奔馳深化合作關(guān)系，提供其電動汽車所需的碳化硅功率器件。再生能源方面，安森美也與Ampt合作，提供太陽能與儲能系統(tǒng)優(yōu)化器所需的碳化硅MOSFET；而英飛凌的Cool碳化硅已導(dǎo)入臺達(dá)電的雙向逆變器中，應(yīng)用于太陽能發(fā)電、儲能、電動汽車充電三合一系統(tǒng)，另外也助力布魯姆能源的燃料電池和電解系統(tǒng)效率提升。