前言：

SiC（碳化硅）作為第三代半導(dǎo)體中的代表材料，可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域的高電壓環(huán)境中，包括汽車、能源、運(yùn)輸、消費(fèi)類電子等。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年全球SiC市場(chǎng)將會(huì)增加到60．4億美元，到2028年市場(chǎng)增長(zhǎng)5倍，在SiC廣闊的市場(chǎng)需求下，SiC晶圓爭(zhēng)奪戰(zhàn)已然打響。

一個(gè)特斯拉就將消耗SiC晶圓總產(chǎn)能

這兩年，由于SiC獨(dú)有的優(yōu)良特性，車廠陸續(xù)開(kāi)始導(dǎo)入SiC器件，這對(duì)SiC晶圓的需求量是巨大的。

Tesla第1季宣稱6月底美國(guó)工廠Model 3及Model Y的年產(chǎn)能將達(dá)50萬(wàn)輛，上海廠計(jì)劃年底產(chǎn)能50萬(wàn)輛，使其總產(chǎn)能規(guī)模近100萬(wàn)輛，相當(dāng)于Tesla一年平均約要50萬(wàn)片6英寸SiC。

而目前全球SiC硅晶圓總年產(chǎn)能約在40—60萬(wàn)片，如此就消耗掉全球當(dāng)下SiC總產(chǎn)能。

在晶圓代工領(lǐng)域，SiC功率器件廠家基本上都自己擁有晶圓廠，不會(huì)委外代工。主要是因?yàn)橐刂瞥杀?，自有晶圓廠產(chǎn)品才能有競(jìng)爭(zhēng)力。

而生產(chǎn)一片碳化硅晶圓并不難，困難的是要怎么從一片到一百片、一千片的量產(chǎn)能力。

全球及國(guó)內(nèi)SiC晶圓市場(chǎng)份額

2020上半年全球半導(dǎo)體SiC晶片市場(chǎng)份額，美國(guó)CREE出貨量占據(jù)全球45％，日本羅姆子公司SiCrystal占據(jù)20％，II－VI占13％；

目前全球生產(chǎn)SiC晶圓的廠商包括CREE、英飛凌、羅姆半導(dǎo)體旗下SiCrystal、II－IV、Norstel、新日鐵住金及道康寧等。

國(guó)內(nèi)出貨量比較大或者比較知名的晶圓襯底企業(yè)有天科合達(dá)、山東天岳、河北同光、東莞天域、河北普興、中科鋼研、中電科二所和南砂晶圓等。

中國(guó)企業(yè)天科合達(dá)的市場(chǎng)占有率由去年3％上升至2020年5．3％，山東天岳占比為2．6％。

SiC晶圓的技術(shù)要求導(dǎo)致量產(chǎn)難度

①在長(zhǎng)晶的源頭晶種來(lái)源就要求相當(dāng)高的純度、取得困難。

②SiC晶棒約需要7天，由于長(zhǎng)晶過(guò)程中要隨著監(jiān)測(cè)溫度以及制程的穩(wěn)定，以免良率不佳，故時(shí)間拉長(zhǎng)更增添長(zhǎng)晶制作過(guò)程中的難度。

③長(zhǎng)晶棒的生成，一般的硅晶棒約可有200公分的長(zhǎng)度，但長(zhǎng)一根碳化硅的長(zhǎng)晶棒只能長(zhǎng)出2公分，造成量產(chǎn)的困難。

④SiC本身屬于硬脆性材料，其材料制成的晶圓，在使用傳統(tǒng)的機(jī)械式切割晶圓劃片時(shí)，極易產(chǎn)生崩邊等不良，影響產(chǎn)品最終良率及可靠性。

⑤目前單晶生長(zhǎng)緩慢和品質(zhì)不夠穩(wěn)定，并且這也使得是SiC價(jià)格較高，沒(méi)有得到廣泛的推廣。

⑥目前市面上4英寸和6英寸的SiC晶圓幾乎占據(jù)市場(chǎng)100％，這是因?yàn)閹缀跛袕S商都無(wú)法處理8英寸SiC晶圓其超薄又超大的晶圓來(lái)進(jìn)行批量生產(chǎn)。

SiC的未來(lái)前景和核心領(lǐng)域

市場(chǎng)分析，碳化硅市場(chǎng)將于2025年達(dá)到25億美元（約合人民幣164．38億元）的市場(chǎng)規(guī)模。

到2025年，新能源汽車與充電樁領(lǐng)域的碳化硅市場(chǎng)將達(dá)到17．78億美元（約合人民幣116．81億元），約占碳化硅總市場(chǎng)規(guī)模的七成。

①電動(dòng)汽車領(lǐng)域：新能源汽車是未來(lái)幾年SiC的主要驅(qū)動(dòng)力，約占SiC總體市場(chǎng)容量的60％，因?yàn)镾iC每年可增加多達(dá)750美元的電池續(xù)航力，目前幾乎所有做主驅(qū)逆變器的廠家都將SiC作為主攻方向。

②電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域：使用SiC器件可提升控制器效率、功率密度以及開(kāi)關(guān)頻率，通過(guò)降低開(kāi)關(guān)損耗和簡(jiǎn)化電路的熱處理系統(tǒng)來(lái)降低成本、重量、大小及功率逆變器的復(fù)雜性。

③5G／開(kāi)關(guān)電源電源：對(duì)功率密度和高能效提出了非常高的要求，而碳化硅器件由于沒(méi)有反向恢復(fù)，電源能效通常能夠達(dá)到98％，受到追捧并不令人感到意外。

④電動(dòng)汽車充電樁：消費(fèi)者如想等效于在加油站加滿油，就需要更高的充電功率和充電效率，因此隨著功率和速度的提高，對(duì)SiC MOSFET的需求越來(lái)越強(qiáng)。

⑤太陽(yáng)能逆變器：在目前的太陽(yáng)能逆變器領(lǐng)域中，碳化硅二極管的使用量也非常巨大，安裝量持續(xù)增長(zhǎng)，主要用于替換原來(lái)的三電平逆變器復(fù)雜控制電路。

結(jié)尾：新基建正加速SiC功率器件規(guī)模化應(yīng)用

作為新基建的重要內(nèi)容之一，我國(guó)新能源汽車行業(yè)的發(fā)展也能夠給功率半導(dǎo)體器件帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

功率半導(dǎo)體器件被廣泛應(yīng)用于新基建各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在特高壓、新能源汽車充電樁、軌道交通及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面更是起到了核心支撐作用。

作為新型功率半導(dǎo)體器件的代表之一，在新基建的助推下，SiC功率器件和整個(gè)SiC市場(chǎng)前景廣闊。

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