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碳化硅器件市场年均增长30%,2025年将超过25亿美元
  发布时间:2020-11-16   

根据Yole Developpement的《功率用碳化硅:材料、器件和应用--2020年版》报告,碳化硅(SiC)器件市场估计将以30%的复合年增长率(CAGR)上升,从2019年的2.25亿美元上升到2025年的25亿多美元。

碳化硅技术正在获得许多客户的信任,并正在渗透到各种应用中,"Yole的化合物半导体与新兴基材团队首席分析师Ezgi Dogmus博士说。"事实上,在电动车相关应用的推动下,电力电子应用的碳化硅在未来5年肯定会强劲增长。"她补充道。

由于新冠疫情的影响,2020年上半年电动汽车/混合动力汽车(EV/HEV)领域的碳化硅器件和材料市场增长放缓,原因是原始设备制造商(OEM)和碳化硅参与者的设施的锁定措施和生产速度降低。尽管如此,碳化硅的市场前景是积极的。众多汽车制造商继续为其下一代车型的逆变器、车载充电器(OBC)和DC/DC转换器中的碳化硅分立器件或模块进行鉴定。作为整个电力电子市场的主要驱动力之一,汽车应用因此有望继续成为碳化硅电源领域的主要市场之一。在此背景下,预计2025年碳化硅汽车市场将以38%的年均增长率增长,超过15亿美元。

除了电动汽车的应用,正在大幅增长的充电基础设施市场对碳化硅也非常感兴趣。事实上,与硅基绝缘栅双极型晶体管(IGBT)相比,高功率充电器可以通过提供更紧凑的解决方案,从碳化硅的更高效率和更高频率中获益。Yole认为,这个市场正以90%的复合年增长率从2019年的仅500万美元增长到2025年的2.25亿美元。

除了汽车领域,光伏(PV)、轨道和电机驱动等应用也将在2019-2025年期间呈现两位数的复合年增长率。

技术和商业发展

自2001年第一批碳化硅器件商业化以来,其性能和价值已逐渐得到验证。其价格对终端用户的吸引力也越来越大。

"尽管碳化硅晶体管增加了价值,但仍需面对一些技术和商业挑战。"System Plus咨询公司技术与成本分析师Amine Allouche评论道。"这些挑战包括晶圆价格和一些工艺步骤的复杂性,特别是碳化硅蚀刻和高温注入。这些挑战仍然阻碍着碳化硅的大规模商业化应用。"

与此同时,碳化硅二极管的性能和附加值也得到了证明。现在,它们的价格也越来越被终端用户所接受。

System Plus Consulting公司的《2020年碳化硅二极管比较》报告对市场上的各种碳化硅二极管进行了基准概述,并对其中7家主要碳化硅二极管供应商的11款二极管进行了分析。"这11款碳化硅二极管分布在三个电压等级。650V、1200V和1700V,"Allouche解释说。"来自英飞凌科技、Wolfspeed、Rohm、意法半导体、安森美、Microsemi和UnitedSiC的器件已经被分析出来。它们针对不同的功率应用,包括两个符合AEC-Q101标准的碳化硅二极管。"

System Plus Consulting公司的《2020年碳化硅晶体管比较》报告包括29个碳化硅晶体管。25个碳化硅MOSFET和4个碳化硅JFET,分五个电压等级。它们由Rohm、意法半导体、Wolfspeed、英飞凌科技、Littelfuse、安森美半导体、Microsemi和UnitedSiC开发,针对各种功率应用,包括两个汽车合格器件。

晶圆供应

2018年,碳化硅晶圆需求的增加以及从4英寸到6英寸直径的过渡导致晶圆短缺。因此,保障晶圆供应成为设备制造商的首要任务。

“面对日益增长的需求,Cree、II-VI、SiCrystal(ROHM公司)、天科合达(Tankeblue)、山东天岳(SICC)等晶圆供应商纷纷投入巨资扩大产能。”Yole公司复合半导体与新兴晶圆技术与市场分析师Poshun Chiu指出。"意法半导体、英飞凌科技和安森美半导体等众多设备制造商已经与Cree、SiCrystal和GTAT签署了多项长期晶圆供应协议。Yole指出,2019-2020年的长期协议价值达9亿多美元。同时,韩国SKSiltron收购了杜邦的碳化硅晶圆业务,意法半导体完成了对Norstel的收购。"他补充道。

在中美贸易紧张局势之后,中国厂商加快了打造国内碳化硅供应链的计划。三安、天科合达(Tankeblue)、山东天岳(SICC)和其他中国供应商已投资超过20亿美元,涵盖晶圆和外延片制造和封装。

碳化硅模块市场

2020年,晶圆供应商贰陆(II-VI)公司向碳化硅模块业务的垂直整合迈出了重要一步。通过收购Ascatron和Innovion,并获得通用电气的碳化硅模块技术授权,该公司已经将外延和器件制造步骤内部化。贰陆公司的战略显然是要在不断增长的模块市场上确保新业务。



"碳化硅市场非常有活力,有很多投资以及合作关系,以加快上市时间。"Yole公司化合物半导体与新兴基材技术与市场分析师Ahmed Ben Slimane总结道。

在模块业务方面,2019-2020年期间,Cree与斯达半导(StarPower)、ABB、ZF和德尔福(Delphi)合作开发基于碳化硅的电动汽车和电动客车动力总成系统,而ROHM则与Vitesco和Leadrive Technologies合作开发碳化硅动力总成解决方案。汽车一线厂商博世也在内部开发碳化硅模块,Yole指出。


文章来源:Semiconductor Today

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