2023年，碳化硅晶圆市场将增长22%

来源：中国电子报

       近日，市调组织TECHCET发布了最新的碳化硅晶圆材料报告，其中预测，尽管今年全球经济和其他半导体材料市场普遍出现放缓，但碳化硅晶圆市场将保持强劲增长，达到107.2万片晶圆，年增长约22%。2022年，碳化硅N型晶圆市场比2021年增长了约15%，总计88.4万片晶圆，2022年到2027年的整体复合年增  长率约为17%。

       碳化硅由于其化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好、硬度高等特性，被称为“理想器件”，在当前宽禁带半导体中应用广泛。新能源汽车作为当下最热门的市场，也是碳化硅最能施展拳脚的领域。据了解，碳化硅器件主要应用在新能源汽车的功率控制单元（PCU）、逆变器、DC-DC转换器、车载充电器等。碳化硅可以使模块具有周边元器件系统小型化、电控模块小型化、冷却结构简单化的优势，从而提升新能源汽车的续航里程。

　　TECHCET表示，碳化硅晶圆的市场需求不断攀升，主要是因为硅基功率器件已经接近其物理极限，特别是在高速或大功率方面的应用。而碳化硅在材料特性和供应链成熟度方面都处于前列，电动汽车、充电基础设施、绿色能源生产和更高效的功率器件的需求，都在推动碳化硅市场不断扩大。对此，芯谋研究总监李国强指出，碳化硅MOSFET未来一定会取代车用IGBT芯片。市调机构Yole此前也预测,到2025年,新能源汽车和充电桩领域的碳化硅市场规模将达到17.78亿美元，约占碳化硅总市场规模的70%。

　　虽然碳化硅越来越受欢迎，但由于其化学特性，很难将晶锭加工成晶圆，使得碳化硅晶圆的产量不足，导致碳化硅晶圆市场始终供不应求。过去几年，各大碳化硅厂商都在增加晶锭供应，不断扩产，但很少有公司真正进入晶片服务市场，价格也居高不下。这也是此前特斯拉在其“投资者日”活动上提出，将减少75%的碳化硅使用的主要原因之一。乍一看，特斯拉像是想舍弃碳化硅技术，其实特斯拉只是觉得碳化硅晶体管成本太高且晶圆尺寸很难扩展，同时也担心碳化硅器件的产能供应问题。所以，特斯拉将不断提升自身的碳化硅研发技术，优化功率模块设计，从而减少碳化硅器件用量。

　　目前，垂直整合的碳化硅器件公司，例如Wolfspeed、ON Semiconductor和ST Microelectronics，正在增强碳化硅晶圆的生产能力，这些公司能够在内部调节出生产能力。而其他公司则是通过寻求代工服务来弥补这一不足，例如X-trinsic和Halo Industries。

　　此外，企业间关于碳化硅的合作也愈发频繁。汽车方面，安森美与大众汽车签属战略协议，为大众汽车提供Elite碳化硅1200V主逆变器功率模组，另外该系列产品也被起亚汽车选中，用于EV6 GT车型；而Wolfspeed与奔驰深化合作关系，提供其电动汽车所需的碳化硅功率器件。再生能源方面，安森美也与Ampt合作，提供太阳能与储能系统优化器所需的碳化硅MOSFET；而英飞凌的Cool碳化硅已导入台达电的双向逆变器中，应用于太阳能发电、储能、电动汽车充电三合一系统，另外也助力布鲁姆能源的燃料电池和电解系统效率提升。