據Yole介紹，在未來 5 年內，SiC 功率器件將很快占據整個功率器件市場的 30%。毫無疑問，SiC 行業(yè)（從晶體到模塊，包括器件）的增長率非常高。Yole估計，將有數十億美元投資于晶體和晶圓制造以及設備加工，到 2027 年市場潛力將達到 60 億美元，高于 2021 年的約 10 億美元。

市場的增長與交通電氣化有關。自 2019 年以來，包括意法半導體、Wolfspeed、Rohm、英飛凌科技、onsemi 和多家中國公司在內的行業(yè)參與者已投資超過 150 億美元。

Yole預計，這在未來會出現更多，因為除了特斯拉之外，許多其他汽車制造商已決定在其遠程 EV/HEV 中采用基于 SiC 的逆變器：大眾汽車、通用汽車、福特、保時捷、雷諾……都是推動這一趨勢的是今年晚些時候和明年新車上市。

SiC業(yè)者積極涌入

首先看SiC方面，按照Yole 的化合物半導體團隊預測，到2027 ，SiC 器件市場將在達到 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，以減少在充電站的等待時間。800V EV 是滿足需求的解決方案，并已經從2021 年開始滲透市場。

Yole 化合物半導體與新興材料技術與市場分析師 Poshun Chiu評論道：“SiC 被認為是提供良好效率的推動因素，1200V 器件的供應是可行的。隨著更多 800V EV 的到來，SiC 有望快速增長。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越來越多的電動汽車，而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。”

面對這個巨大機遇，SiC 市場參與者正在努力在這個價值數十億美元的業(yè)務中創(chuàng)造更多收入。

例如，意法半導體、Wolfspeed、安森美和英飛凌科技等公司宣布了他們的“十億美元收入”目標。盡管每個參與者選擇的路徑不同，但可以清楚地識別出它們之間商業(yè)模式的相似性。

IDM——集成設備制造商——商業(yè)模式是領先廠商選擇的一種供應設備，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 Tesla Model 3 中使用多年。他們的活動不僅在設備級別；事實上，STMicroelectronics 在 2021 年展示了他們內部的 8 英寸 SiC 晶圓。

另一家領先的 SiC 公司 onsemi 在 2021 年邁出了重要一步，收購了 SiC 襯底供應商 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。

說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。Infineon Technologies 開發(fā)的 800V Hyundai Ioniq5 設計獲勝，憑借其堅實的工業(yè)應用基礎將他們推入快車道。

Wolfspeed 還表明了將其活動重點放在 SiC 業(yè)務上的決心。該公司幾年前決定進行重大重組，出售其 LED 業(yè)務并擴大其功率器件業(yè)務。憑借其在 SiC 晶圓方面的領先地位，Wolfspeed 現已通過其 8 英寸晶圓廠的認證。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 以進行垂直整合后，正在擴大器件和晶圓的產能。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。

在過去幾年中，這些主要參與者重塑了 SiC 生態(tài)系統(tǒng)。據 Yole 稱，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 來管理市場上多個晶圓供應商的供應。

從技術發(fā)展的角度，提出了SiC晶圓的創(chuàng)新途徑。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?！?/p>

8英寸SiC晶圓被認為是擴大生產的關鍵步驟。目的顯然是為了提高產量，在下一輪競爭中獲得優(yōu)勢。主要IDMs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 年開始首批 8 英寸，它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，從而從一個 SiC 晶錠中生產出更多晶圓。解決方案供應商，例如 DISCO，開發(fā)了激光切割系統(tǒng)以提高產量。Infineon Technologies 正在驗證他們的 Cold Split 技術。一些公司提出了“跳出框框”的想法，提出了非常不同的制造 SiC 晶圓的方法。Soitec 應用他們的 SmartCut 技術來生產具有較低缺陷率的薄層 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 計劃在未來幾年擴大其工程 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。

當討論焦點集中在電動汽車、投資和不斷增長的市場上時，關注中國的生態(tài)系統(tǒng)是非常重要的的。中國大規(guī)模的碳化硅投資基于三個主要動機：國家政策、強勁的市場需求和國內供應的需要。

超過50家中國企業(yè)宣布以不同的層次和不同的戰(zhàn)略進入碳化硅業(yè)務。一些晶圓供應商正在增加大量熔爐，而一些玩家則從其他背景進入。

中國市場仍然需要來自歐洲、北美和日本的主要碳化硅公司的設備。隨著電動汽車的強勁需求，加上可再生能源和工業(yè)應用的發(fā)展，中國企業(yè)從長遠的角度看到了機遇，并相應地調整了戰(zhàn)略。

未來五年，在主要由 EV 應用拉動的強勁市場中，SiC 有望達到數十億美元的規(guī)模，因此有望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)新是最關鍵的觀察因素。IDM是SiC的主要商業(yè)模式。此外，主要的 SiC 廠商正在沿著供應鏈向模塊級別移動。戰(zhàn)略是創(chuàng)造價值。

與此同時，創(chuàng)新永無止境。因此，新進入者正在采用新方法來提高規(guī)模、吞吐量、質量或成本。

Yole 的分析師深信，SiC 是一個快速增長的市場。

編輯：黃飛