5G時代碳化硅開始嶄露頭角

進入 5G 世代，5G 產(chǎn)品大多具備高功率、高壓、高溫等特性，傳統(tǒng)的硅 (Si) 原料因無法克服在高壓、高頻中的損耗，所以已無法滿足新世代的科技需求，這使得碳化硅 (SiC) 開始嶄露頭角。

而利用 SiC 制作出的電子零組件相對于 Si 的優(yōu)勢主要來自三個方面：降低電能轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗、更容易實現(xiàn)小型化、更耐高溫高壓。

根據(jù) Yole Développement 報告指出，到 2024 年，SiC 功率半導體市場規(guī)模將增長至 20 億美元，2018 年至 2024 年期間的年複合成長約 30%。其中，汽車市場無疑是最重要的驅(qū)動因素，其占 SiC 功率半導體市場比重到 2024 年預計將達 50%。

SiC 最大應用市場: 車用電子

由于 SiC 能夠提供較高的電流密度，常被用來制作功率半導體的零組件。根據(jù) Yole 指出，SiC 最大的應用市場來自汽車，與傳統(tǒng)解決方案相比，利用 SiC 的解決方案可使系統(tǒng)效率更高、重量更輕及結構更加緊密。

目前 SiC 零組件在新能源車上應用主要是功率控制單元 (PCU)、逆變器，及車載充電器等方面。

功率控制單元：此為車電系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，管理電池中的電能與電機之間的流向、傳遞速度。傳統(tǒng) PCU 使用硅原料製成，而強電流與高壓電穿過硅制晶體管和二極體時的電能損耗是混合動力車最主要的電能損耗來源。至于使用 SiC 原料則可大幅降低這過程中的電能損耗，約 10%。

逆變器：SiC 用在車用逆變器上，能夠大幅度降低逆變器尺寸及重量，做到輕量化與節(jié)能。在相同功率等級下，全 SiC 模組的封裝尺寸明顯小于 Si 模組，約 43%，同時也可以使開關損耗降低 75%。

特斯拉 Model 3 就是采用 ST 與 Infineon 生產(chǎn)的 SiC 逆變器，是第一家在主逆變器中整合全 SiC 功率模組的車廠。

車載充電器：SiC 零組件正在加速滲透至車載充電器領域。根據(jù) Yole 統(tǒng)計，截至 2018 年有超過 20 家車廠在自家車載充電器中採用 SiC SBD 或 SiC MOSFET 零組件，且這一市場在 2023 年之前可望保持 44% 的增長。

SiC 產(chǎn)業(yè)鏈

全球 SiC 產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國、歐洲、日本三強鼎立態(tài)勢。其中又以美國獨大，占全球 SiC 產(chǎn)值約 70% 至 80%。當中主要的企業(yè)有 Cree、Transphorm、II-VI、Dow Corning。

歐洲方面則是擁有完整的 SiC 產(chǎn)業(yè)鏈，包含基底、磊晶、零組件及應用產(chǎn)業(yè)鏈。主要企業(yè)則有：Siltronic、ST、IQE、Infineon 等。

日本則是 SiC 設備和模組開發(fā)方面的領導者。主要企業(yè)則有：松下、羅姆半導體、住友電氣、三菱化工、瑞薩、富士電機等。

中國大陸雖有涉入，但發(fā)展仍在初期，規(guī)模遠不如上述三個國家和地區(qū)的規(guī)模和實力。中國大陸廠目前在基底、磊晶和零組件方面均有布局。主要企業(yè)有: 中電科、天科合達、泰科天潤、山東天岳、東莞天域、深圳基本半導體、上海瞻芯電子、三安集成等。