電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）在過去的2024年，SiC市場經(jīng)歷了動蕩的一年。從過去的供不應求，受到大規(guī)模產(chǎn)能釋放的影響，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楣┻^于求；另一方面，應用需求也出現(xiàn)了分化，全球的電動汽車、工業(yè)市場增長出現(xiàn)放緩，但在數(shù)據(jù)中心、光伏逆變器、儲能等領(lǐng)域，SiC卻迎來了需求爆發(fā)，新的應用領(lǐng)域為碳化硅擴展了更大的市場，甚至抵消了工業(yè)和汽車市場的低迷。

碳化硅產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，但從去年整個產(chǎn)業(yè)的情況來看，在高速發(fā)展的過程中，還面臨著一些復雜的挑戰(zhàn)。

安森美現(xiàn)場應用工程經(jīng)理Richard Chen在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪時表示：“SiC為許多應用打開了大門，但行業(yè)發(fā)展至今，在成本、應用拓展、產(chǎn)能等方面還存在一些挑戰(zhàn)?！?br />
成本和產(chǎn)能過去一直是制約SiC器件廣泛應用的主要原因，SiC襯底、外延片的制造過程中，材料成本占了相當大的比例。

而SiC功率器件成本可以從兩個角度去降低，一是增大襯底面積，提高單片晶圓上產(chǎn)出的芯片；另一方面是通過制造工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，將同規(guī)格的SiC器件尺寸縮小。

圖：安森美碳化硅Cascode JFET 與碳化硅 MOSFET 的競爭產(chǎn)品對比

面對成本挑戰(zhàn)，Richard Chen介紹到，安森美的碳化硅Cascode JFET通過優(yōu)化設(shè)計和工藝，能夠在相同面積下實現(xiàn)更低的導通電阻（RDS(on)），從而減少材料使用量。

同時產(chǎn)能和良率也是制約行業(yè)發(fā)展的重要因素，安森美作為全球少數(shù)幾家可提供從晶體生長到晶圓制造再到成品封裝的垂直整合的供應商之一，通過垂直整合策略可掌控生產(chǎn)規(guī)模、質(zhì)量和性能。

在終端應用上，電動汽車毫無疑問是SiC最重要的應用領(lǐng)域。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2023年全球功率SiC器件市場上，電動汽車領(lǐng)域占到77%，工業(yè)應用占21%，兩大市場幾乎包攬了整個SiC產(chǎn)業(yè)的需求。

盡管電動汽車依然會是未來的趨勢，這個截至目前還是全球各大車企的共識，但這個“未來”到底還有多遠？從2024年全球電動汽車市場的狀況來看，根據(jù)Rho Motion 的數(shù)據(jù)，全球純電動和插混汽車銷量同比增長25.6%，但其中不同地區(qū)呈現(xiàn)分化。

根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，中國市場去年新能源汽車銷量增長35.5%，是全球新能源汽車增長的主要推動力。但歐洲主要大國新能源汽車整體增長有放緩跡象，以德國為例，根據(jù)EAFO數(shù)據(jù)，2024年純電動汽車注冊量同比下降27.4%，插混汽車注冊了同比增長9.2%，整體新能源汽車注冊量是下滑的。

因此，對于SiC產(chǎn)業(yè)而言，將應用拓展至更多領(lǐng)域，是未來保持高速增長的關(guān)鍵。而對于2025年，Richard Chen認為SiC的需求增長點將集中在三大方向：數(shù)據(jù)中心、高性能新能源汽車、可再生能源。

數(shù)據(jù)中心

DeepSeek的卓越表現(xiàn)掀起了人工智能（AI）應用落地浪潮，背后AI數(shù)據(jù)中心的需求高速增長有望為第三代半導體提供強勁的增長動力。作為數(shù)據(jù)中心的運算核心，GPU的功耗從700W增加到2700W，甚至更高，相應的電源功率需求也不斷攀升，從現(xiàn)在的 30 kW，預計未來將提高到 300 kW。

高功耗需求促使數(shù)據(jù)中心對功率器件的效率、功率密度和散熱性能提出了更高的要求。SiC 功率轉(zhuǎn)換電路能夠?qū)崿F(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率和功率密度，有效降低電源損耗和散熱需求，預計 2025 年將有更多的數(shù)據(jù)中心采用第三代半導體器件來優(yōu)化服務器電源系統(tǒng)，從而推動其在該領(lǐng)域的規(guī)模應用。

安森美此前收購Qorvo的SiC JFET技術(shù)業(yè)務及其子公司United Silicon Carbide，就極大地增強了其EliteSiC電源產(chǎn)品組合在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的競爭力。

圖：安森美碳化硅 Cascode JFET 器件框圖

據(jù)介紹，EliteSiC 共源共柵結(jié)型場效應晶體管（Cascode JFET）基于獨特的“共源共柵（Cascode）”電路配置——將常開型碳化硅JFET器件與硅MOSFET共同封裝，形成一個集成化的常關(guān)型碳化硅FET器件。這種結(jié)構(gòu)允許使用標準硅基柵極驅(qū)動器，即能夠便于數(shù)據(jù)中心電源等產(chǎn)品從現(xiàn)有的硅基轉(zhuǎn)換成SiC，大大加速了方案轉(zhuǎn)換周期。

同時EliteSiC具有低導通電阻（RDS(on)）和高開關(guān)頻率特性，能夠顯著提升電源模塊的效率，減少能量損耗，滿足AI數(shù)據(jù)中心對高功率密度和高效率的需求，是AI數(shù)據(jù)中心功率半導體的主要選擇。

高性能新能源汽車

在新能源汽車領(lǐng)域，高性能新能源汽車滲透率的持續(xù)提升，對高性能、高效率的動力系統(tǒng)需求也日益增加。主驅(qū)逆變器、OBC、DC-DC等關(guān)鍵部位，都需要更高的功率密度，更高的轉(zhuǎn)換效率、以提高車輛的性能、續(xù)航里程以及更大的座艙空間。

安森美EliteSiC功率模塊可以提供更優(yōu)秀的性能、效率和功率密度，采用了最新的平面結(jié)構(gòu)的EliteSiC MOSFET，實現(xiàn)了從電池的直流800V到后軸交流驅(qū)動的高效電源轉(zhuǎn)換。Richard Chen表示，在過去的一年，安森美繼續(xù)擴展與多家汽車制造商的合作關(guān)系，致力于通過豐富的生態(tài)圈服務更多客戶。

可再生能源

隨著全球范圍內(nèi)對可再生能源的依賴加深，特別是對分布式光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)的日益重視，加之各國政府對清潔能源的政策扶持，如補貼、上網(wǎng)電價優(yōu)惠、強制性可再生能源配額等，使得逆變器作為提高光伏系統(tǒng)效率、安全性及靈活性的關(guān)鍵設(shè)備，市場需求持續(xù)增長。

安森美為中國的光儲充逆變器市場提供了一系列獨特的解決方案，特別是在可再生能源生產(chǎn)、電源管理和能源轉(zhuǎn)換方面，幫助客戶應對光伏逆變器、儲能和快充等系統(tǒng)設(shè)計方面的挑戰(zhàn)。例如，在太陽能光伏發(fā)電和風力發(fā)電等分布式能源系統(tǒng)中，SiC器件可用于變流器，提高能源轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進分布式能源的大規(guī)模接入和有效利用。隨著分布式能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比不斷提高，第三代半導體在該領(lǐng)域的市場規(guī)模有望逐步擴大。