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2023年,碳化硅晶圓市場將增長22%

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2023年,碳化硅晶圓市場將增長22%

來源:中國電子報


       近日,市調組織TECHCET發布了最新的碳化硅晶圓材料報告,其中預測,盡管今年全球經濟和其他半導體材料市場普遍出現放緩,但碳化硅晶圓市場將保持強勁增長,達到107.2萬片晶圓,年增長約22%。2022年,碳化硅N型晶圓市場比2021年增長了約15%,總計88.4萬片晶圓,2022年到2027年的整體復合年增  長率約為17%。



       碳化硅由于其化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好、硬度高等特性,被稱為“理想器件”,在當前寬禁帶半導體中應用廣泛。新能源汽車作為當下最熱門的市場,也是碳化硅最能施展拳腳的領域。據了解,碳化硅器件主要應用在新能源汽車的功率控制單元(PCU)、逆變器、DC-DC轉換器、車載充電器等。碳化硅可以使模塊具有周邊元器件系統小型化、電控模塊小型化、冷卻結構簡單化的優勢,從而提升新能源汽車的續航里程。


  TECHCET表示,碳化硅晶圓的市場需求不斷攀升,主要是因為硅基功率器件已經接近其物理極限,特別是在高速或大功率方面的應用。而碳化硅在材料特性和供應鏈成熟度方面都處于前列,電動汽車、充電基礎設施、綠色能源生產和更高效的功率器件的需求,都在推動碳化硅市場不斷擴大。對此,芯謀研究總監李國強指出,碳化硅MOSFET未來一定會取代車用IGBT芯片。市調機構Yole此前也預測,到2025年,新能源汽車和充電樁領域的碳化硅市場規模將達到17.78億美元,約占碳化硅總市場規模的70%。


  雖然碳化硅越來越受歡迎,但由于其化學特性,很難將晶錠加工成晶圓,使得碳化硅晶圓的產量不足,導致碳化硅晶圓市場始終供不應求。過去幾年,各大碳化硅廠商都在增加晶錠供應,不斷擴產,但很少有公司真正進入晶片服務市場,價格也居高不下。這也是此前特斯拉在其“投資者日”活動上提出,將減少75%的碳化硅使用的主要原因之一。乍一看,特斯拉像是想舍棄碳化硅技術,其實特斯拉只是覺得碳化硅晶體管成本太高且晶圓尺寸很難擴展,同時也擔心碳化硅器件的產能供應問題。所以,特斯拉將不斷提升自身的碳化硅研發技術,優化功率模塊設計,從而減少碳化硅器件用量。


  目前,垂直整合的碳化硅器件公司,例如Wolfspeed、ON Semiconductor和ST Microelectronics,正在增強碳化硅晶圓的生產能力,這些公司能夠在內部調節出生產能力。而其他公司則是通過尋求代工服務來彌補這一不足,例如X-trinsic和Halo Industries。


  此外,企業間關于碳化硅的合作也愈發頻繁。汽車方面,安森美與大眾汽車簽屬戰略協議,為大眾汽車提供Elite碳化硅1200V主逆變器功率模組,另外該系列產品也被起亞汽車選中,用于EV6 GT車型;而Wolfspeed與奔馳深化合作關系,提供其電動汽車所需的碳化硅功率器件。再生能源方面,安森美也與Ampt合作,提供太陽能與儲能系統優化器所需的碳化硅MOSFET;而英飛凌的Cool碳化硅已導入臺達電的雙向逆變器中,應用于太陽能發電、儲能、電動汽車充電三合一系統,另外也助力布魯姆能源的燃料電池和電解系統效率提升。


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