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