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  全球新能源汽車銷售數沖高，各國、各廠為做出差異化，已經目光鎖定碳化硅(SiC，silicon carbide)功率元件發(fā)展上，積極提升電動汽車動力性能;TrendForce表示，隨著越來越多車廠開始在電驅系統(tǒng)中導入SiC技術，市場規(guī)模將呈現每2年翻1倍的急速成長態(tài)勢。

  TrendForce表示，目前車用SiC功率元件市場，主要由歐美IDM大廠掌控，關鍵供應商STM、ON Semi、Wolfspeed(原Cree)、Infineon及ROHM在此領域深耕已久，與各大車企及Tier1廠商互動密切;車用市場繁榮同樣令各大廠商體會穩(wěn)定供貨能力重要性，因此陸續(xù)切入上游基板材料環(huán)節(jié)，試圖完全掌握供應鏈，如ON Semi于去年收購GT Advanced Technologies。

  此外，采用SiC功率元件的成本問題一直受到市場關注，其關鍵點落于上游基板材料，業(yè)界正嘗試從諸多途徑來進一步降低成本，包括新型晶體生長法(UJ-Crystal、晶格領域)、高效率晶圓加工技術(Soitec、Disco、Infineon、西安晟光矽研)，以及追隨Wolfspeed邁向8英吋。

  TrendForce強調，隨著碳化硅材料技術不斷取得突破，以及晶片結構及模組封裝工藝趨于成熟，SiC功率元件于車用市場滲透率持續(xù)攀升，并由目前的高階車型應用逐步延伸至中、低階車型中，從而加速汽車電動化進程。

  TrendForce表示，從目前全球最大電動車市場的中國來看，上汽、廣汽等車企已著手布局SiC全產業(yè)鏈，這給本土供應商創(chuàng)造了極大的發(fā)展機會。與此同時，諸如比亞迪、Hyundai等車企已紛紛啟動芯片自研計劃，亦給市場注入了新的活力。

碳化硅市場規(guī)模預估2022年突破10億美元關卡

  SiC產業(yè)的新趨勢：垂直整合是其中之一

  韓國SK集團通過收購，正是成為又一個控制了SiC全鏈條的公司。而根據咨詢分析公司Yole的報道，這已經成為了SiC產業(yè)的一個重要趨勢。

  Yole 的化合物半導體團隊宣布，到 2027 年，SiC 器件市場將達到 63 億美元。隨著過去幾年電動汽車的發(fā)展趨勢，更長的續(xù)航里程是客戶的主要需求之一。然而，這反過來又產生了對快速直流充電的需求，以減少充電站的等待時間。800V EV 是滿足需求的解決方案，并于 2021 年開始滲透市場。

  Yole 化合物半導體和新興材料技術和市場分析師 Poshun Chiu評論道。“SiC 被認為是提供良好效率的推動因素，供應 1200V 器件是可行的。隨著更多 800V 電動汽車的問世，預計 SiC 將快速增長。同時，充電基礎設施和光伏是支持電動汽車趨勢的兩個市場。需要更多的充電器來支持不斷增長的電動汽車數量，可再生能源與電動汽車有著相同的二氧化碳零排放目標。這些是 SiC 獲得更多動力的市場。”

  SiC 市場參與者正在努力在這項價值數十億美元的業(yè)務中創(chuàng)造更多收入。

  例如，包括 STMicroelectronics、Wolfspeed、onsemi 和 Infineon Technologies 在內的公司宣布了他們的“十億美元收入”目標。盡管每個參與者選擇了不同的路徑，但可以清楚地識別出它們之間商業(yè)模式的相似性。

  在IDM方面，他們的商業(yè)模式是領先廠商選擇供應設備，尤其是電源模塊的模式。這種商業(yè)模式代表了更高的美元價值來增加收入。

  STMicroelectronics 是領先的 SiC 公司，因為他們的模塊已在特斯拉 Model 3 中使用多年。他們的活動不僅在設備級別;事實上，意法半導體在 2021 年展示了他們的內部 8 英寸 SiC 晶圓。

  另一家領先的 SiC 公司 Onsemi 在 2021 年邁出了重要的一步，收購了 SiC晶圓供應商 GT Advanced Technologies。如今，Onsemi 正致力于擴大其 SiC 晶圓產能。其目標是支持其快速增長的 SiC 業(yè)務。

  談到全球電力電子領域的領先公司，英飛凌科技在 2021 年的 SiC 器件業(yè)務實現了令人印象深刻的 126% 的增長，超過了 57% 的平均增長率。英飛凌科技開發(fā)的 800V 現代 Ioniq5 憑借其堅實的工業(yè)應用基礎，將其推向了快車道。

  英飛凌科技股份公司碳化硅副總裁 Peter Friedrichs 博士表示：“碳化硅帶來的效率優(yōu)勢與全球節(jié)約電能的努力完美匹配。不僅在太陽能轉換或電動汽車充電等新興和新應用中，而且在傳統(tǒng)功率半導體應用中，采用率都會提高。我們不再需要宣傳技術的好處;這些在業(yè)界非常有名——現在正轉向智能實施的問題，從而帶來長期的性價比優(yōu)勢。

  至于Wolfspeed，也將其活動重點放在 SiC 業(yè)務上的決心。幾年前，該公司決定進行重大重組，出售其 LED 業(yè)務并擴大其功率器件業(yè)務。憑借其在 SiC 晶圓上的領先地位，Wolfspeed 現已對其 8 英寸晶圓廠進行了認證。該公司正在向前發(fā)展，并提高了增長速度。

  與此同時，ROHM 在十年前收購 SiCrystal 后正在擴大器件和晶圓的產能，以進行垂直整合。II-VI 通過展示符合汽車標準的 1200V 設備以及與通用電氣的擴展合作伙伴關系，分享了他們的長期觀點。

過去幾年，這些主要參與者重塑了 SiC 生態(tài)系統(tǒng)。據 Yole 稱，有兩個主要趨勢影響其供應鏈：晶圓制造和模塊封裝的垂直整合，以在未來幾年獲得更多收入。在此背景下，終端系統(tǒng)公司，例如汽車 OEM，正在更快、更靈活地采用 SiC，以管理與市場上多個晶圓供應商的供應……

  由創(chuàng)新推動的SiC世界

  從技術發(fā)展的角度，提出了 SiC 晶圓的創(chuàng)新方法。截至 2022 年，SiC 晶圓仍占 SiC 器件成本的主要部分。

  System Plus Consulting的技術和成本分析師 Amine Allouche在2021 年 SiC 晶體管比較報告中表示：“SiC 原始晶圓成本占 1200V SiC MOSFET 外延晶圓成本的 60% 以上。盡管 SiC 晶圓產能一直在擴大，但在質量、產量和成本方面仍有很強的創(chuàng)新動力”。

  8 英寸 SiC 晶圓被認為是擴大生產規(guī)模的關鍵步驟。目標顯然是提高產量并在下一輪競爭中獲得優(yōu)勢。主要 IDM 正在開發(fā)自己的 8 英寸 SiC 晶圓制造能力;截至 2022 年，一些晶圓供應商已經開始出貨樣品。

  在 Yole 的功率 SiC 預測中，6 英寸仍將是未來五年的領先平臺。然而，2022 年開始推出 8 英寸的初始量，并將被市場參與者視為戰(zhàn)略資源。

  另一種方法是優(yōu)化晶圓加工工藝，從而從單個 SiC 晶錠生產更多晶圓。DISCO 等解決方案供應商已開發(fā)出激光切割系統(tǒng)以提高產量。英飛凌科技已經對他們的冷分流技術進行了認證。

  一些公司提出了“開箱即用”的想法，提出了非常不同的 SiC 晶圓制造方法。Soitec 應用他們的 SmartCut 技術生產具有較低缺陷率的薄層的 SiC 晶圓和具有較低電阻率的處理晶圓。一家日本公司 Sumitomo Metal Mining 計劃在未來幾年增加其工程化 SiC 晶圓。瑞典初創(chuàng)公司 KISAB 提供基于晶圓的方法來提供高質量的 SiC 晶圓。這些創(chuàng)新可能會在未來幾年加速 SiC 的全球發(fā)展…

  在以 EV 應用為主的強勁市場中，未來 5 年具有數十億美元的前景，預計 SiC 將進入越來越多的應用領域。為了實現這一目標，生態(tài)系統(tǒng)的演變和創(chuàng)新是最值得關注的因素。IDM是SiC的主要商業(yè)模式。此外，主要的 SiC 廠商正沿著供應鏈向模塊級移動。戰(zhàn)略是創(chuàng)造價值。與此同時，創(chuàng)新從未停止。因此，新進入者正在帶來新的方法來提高規(guī)模、吞吐量、質量或成本。