汽車市場增長 SiC功率器件市場正在崛起

受電動汽車（EV）市場推動，SiC功率器件市場正在崛起

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，由于特斯拉（Tesla）在其主逆變器中采用了SiC器件，2018~2019年SiC功率器件市場吸引了廣泛關注。其他汽車廠商是否會跟進應用SiC器件成為今年熱議的話題。近年，汽車行業(yè)已投入超過3000億美元用于各類電動汽車（xEV）的開發(fā)，推動了xEV市場爆發(fā)。這與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車市場形成鮮明對比，后者正遭遇前所未有的增長放緩。xEV市場是硅（Si）功率器件的主要市場驅動因素，它是SiC市場興奮的源泉，這一點都不意外。

不過，就xEV領域的SiC應用市場而言，產(chǎn)業(yè)廠商的預期各異，有些很保守，有些則非常樂觀。對于2025年的市場規(guī)模，產(chǎn)業(yè)廠商的預測范圍從數(shù)億美元到數(shù)十億美元不等，據(jù)意法半導體（STMicroelectronics）估計，2025年該市場將增長至30億美元。大家都同意EV是最具潛力的市場，但對于它將如何發(fā)展以及SiC將如何滲透到汽車市場的看法各不相同。這些市場預測基于廠商各自收集的數(shù)據(jù)，以及它們對數(shù)據(jù)的解讀。

SiC功率器件發(fā)展時間線

通過與業(yè)內(nèi)廠商的深入交流，Yole看到了正在走向繁榮的SiC功率器件市場。Yole預計，到2024年，SiC功率半導體市場規(guī)模將增長至20億美元，2018~2024年期間的復合年增長率（CAGR）將高達29%。其中，汽車市場無疑是最重要的驅動因素，其SiC功率半導體市場份額到2024年預計將達到50%。

功率SiC產(chǎn)品優(yōu)勢

本報告覆蓋了各種SiC功率器件市場，包括純電動汽車和混合動力汽車（EV/HEV）、充電基礎設施、光伏（PV）、供電、鐵路、電機驅動、不間斷電源（UPS）和風電，還包括Yole對SiC應用的分析和見解。

2018~2024年汽車領域SiC市場發(fā)展預測

汽車市場增長正在重塑SiC市場及其生態(tài)

在硅（Si）功率領域，功率模塊通常用于高功率額定應用（如EV主逆變器和鐵路應用），而分立模塊常用于低功率額定應用。如下圖所示，英飛凌（Infineon）等部分廠商兼有分立器件和模塊，而丹佛斯（Danfoss）、賽米控（Semikron）等其他廠商則是純模塊封裝商。還有一些分立器件封裝商，其中包括多家外包半導體封測廠商（OSAT）。

分立功率器件 vs. 功率模組：封裝廠商概覽

和硅絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）一樣，對于SiC，我們希望模塊也扮演關鍵角色。但是全SiC模塊將采用什么形式？盡管一些制造商采用了標準硅封裝，但大多數(shù)制造商已經(jīng)開發(fā)出自己的SiC模塊。例如，特斯拉采用的SiC器件：根據(jù)對象的不同，它可以是非常小的模塊，也可以是先進的分立器件。

據(jù)了解，特斯拉通過與意法半導體和博麥（Boschman）合作開發(fā)，已經(jīng)成功打造了模塊設計具有自主知識產(chǎn)權的SiC供應鏈，相關器件由意法半導體完成制造。隨著業(yè)務量的增加，我們認為會增加第二供應商，可能是一家來自亞洲的OSAT，在此之前可能是一家分立器件制造商。實際上，汽車市場不僅推動了SiC功率器件市場，還重塑了市場競爭格局和生態(tài)系統(tǒng)，對該領域影響深遠。

本報告概述了各種SiC器件技術，包括分立和模塊開發(fā)的介紹，以及商業(yè)化產(chǎn)品的現(xiàn)狀和可靠性。本報告還提供了功率SiC產(chǎn)業(yè)的全面總結，覆蓋了整個價值鏈：從材料到外延到模塊。此外，本報告還概述了Yole對當前市場動態(tài)及未來發(fā)展的解讀。

晶圓短缺還會持續(xù)嗎？

在過去的兩三年里，從4英寸晶圓向6英寸晶圓的過渡，加上晶圓需求的增加，導致晶圓供應短缺。這是功率SiC產(chǎn)業(yè)最關注的話題之一，也是2018年前后的一個重大產(chǎn)業(yè)瓶頸。

面對不斷增長的需求，晶圓廠正在擴大投資。作為SiC晶圓市場的領導者，科銳（Cree）正在進一步鞏固其領導地位。該公司已宣布投資4.5億美元用于材料擴張和材料制造超級工廠的發(fā)展，并將建造第二座晶體生長工廠。與2017財年第一季度相比，這些舉措將使SiC晶圓制造產(chǎn)能到2024財年增加30倍。隨著多份長期晶圓供應協(xié)議的簽署，科銳確保了未來幾年可用于其材料業(yè)務的重要營收。不過，科銳并不是唯一一家投資該業(yè)務的廠商，貳陸（II-VI）、天科合達（Tankeblue）等廠商也在大舉投入，此外，還有一些新面孔非常活躍，尤其是GTAT。

SiC晶圓供應發(fā)展史

在我們看來，晶圓供應商的努力得到了回報，2019年的晶圓供應形勢已經(jīng)好轉。

在外延片層面，市場狀況也在快速演變。例如，隨著技術日趨成熟、外包比例不斷增長，我們看到昭和電工（Showa Denko）在2015年、2016年和2018年一直在連續(xù)擴大產(chǎn)能。

Yole邀您分享其對于晶圓供應情況及其影響的分析，以及對晶圓和外延片市場的預測。

2018年Wolfspeed（科銳）SiC晶圓市場份額估測

本報告涉及的部分公司：Alstom, Ascatron, Aymont, Bombardier, Basic Semiconductor, Brückwell Technology, Caly Technology, Clas-SiC Wafer Fab, CREE, CRRC, Danfoss, Delphi, DENSO, Dow Corning, Epiworld, Episil, Fraunhofer IISB, Fuji Electric, GE, GeneSiC, Global Power Device, Global Power Technology, Hestia Power, Hitachi, IBS, II-VI, Infineon, MicroSemi, Mitsubishi Electric, Norstel, Northrop Grumman, NXP, ON Semiconductor, Panasonic, Philips, Powerex, Raytheon, RENESAS, ROHM, Sanrex, Schneider Electric, Semikron, Shindengen, SICC, Siemens, SMA, STMicroelectronics, Toshiba, Toyota, United Silicon Carbide, WeEn, Wolfspeed, X-Fab, Yaskawa…

若需要購買《功率碳化硅（SiC）：材料、器件及應用-2019版》報告，請發(fā)E-mail：wangyi#memsconsulting.com。