2025年，汽车SiC市场规模将达到20亿美元以上

TechInsights发布最新报告，碳化硅（SiC）正以其高效率、紧凑的设计和更低的成本改变着功率半导体行业。除了数据中心外，SiC在电动汽车充电器、光伏、储能和工业应用等领域扩展。汽车行业是主要驱动力，预计到2025年，汽车SiC市场规模将达到20亿美元以上。为满足日益增长的需求，行业正在转向200毫米晶圆，这将提高产能并降低成本，推动更广泛的采用和行业竞争。

2017年特斯拉发布了全球首款基于SiC驱逆变器的车型Model 3，2020年比亚迪发布了中国首款基于SiC主驱的汽车比亚迪·汉EV。紧接着，各大主驱厂和车厂纷纷投身于SiC平台的研发。据《2023碳化硅 (SiC) 产业调研白皮书》统计，截至2023年，公开的国产SiC车型合计142款，其中乘用车型有76款，仅在2023年新增的款式大概就有45款。

目前，新能源汽车主驱采用的主流器件，仍以750V、1200V SiC MOSFET为主。在当前的400V电压平台上，车厂开始采用750V的SiC器件来替代传统的Si器件，以提升系统的性能和效率。与主流器件相比，SiC具备以下优势：

· 第一，提升新能源汽车的续航里程。得益于SiC MOSFETS的低导通电阻、低开关损耗，SiC方案与传统的硅基IGBT方案相比，能让电机控制器系统减少70%的损耗，从而可为汽车增加5%的行驶里程。

· 第二，解决充电焦虑的问题。新能源汽车充满电所花费的时间，比燃油车加满油耗时更久，用户往往会担忧新能源汽车不能快速充电。新能源汽车行业正通过提升充电功率，来缓解汽车充电慢的问题，预计在2025年能实现15分钟补电80%。

据Yole预计，到2025年全球SiC市场规模将接近60亿美元，年复合增长率预计约为36.7%。与其它行业不同，SiC是市场份额占比非常集中的行业，头部效应明显，全球前5家企业的市场份额合计高达91.9%。

Wolfspeed是一家专注于碳化硅和氮化镓材料的公司，拥有首家8英寸碳化硅晶圆厂。2023年年产107万片SiC晶圆。在产能扩张方面，其Wolfspeed首席财务官奈尔·雷诺兹曾表示，公司正在投入莫霍克谷8英寸碳化硅晶圆厂的产能建设、6英寸碳化硅晶圆厂达勒姆工厂的产能扩充，同时还在建设新的材料工厂；罗姆半导体在2023年年产40万片SiC晶圆，计划在2021至2027年投入5100亿日元扩充产能；安森美在2023年年产28.8万片SiC晶圆，投入20亿美元扩产，并计划到2025年提升产能至117.6万片/年；英飞凌2024年第四季度财报中，SiC收入为6.5亿欧元，占比约4.35%，其SiC功率半导体晶圆厂在今年8月刚刚投产，并在2025年量产；意法半导体在西西里岛卡塔尼亚投资50亿欧元建设一家SiC工厂，有望在2026年投入运营，到2033年实现满负荷生产，满载状态下每周8英寸碳化硅晶圆产能为15000片。

在技术发展方面，目前主流SiC MOSFET主要有两种设计方案。一是平面栅结构器件，其工艺成熟、可靠性更高，主要应用在汽车、光伏和储能上，Wolfspeed和安森美等都采用此方案；二是沟槽栅结构，其具有较低的RSP，比导通电阻更低，罗姆、英飞凌等采用的是此方案。

2024年，SiC半导体市场迎来了显著的增长，未来SiC将向何处发展呢？

从材料方面来看，基于成本控制以及良率提升的需求，晶圆材料正朝着大尺寸、低缺陷 SiC 衬底及外延制备的方向迈进；从器件角度而言，行业都在追求更低的 SiC MOSFET 比导通电阻，同时力求让其在可靠性、鲁棒性方面更接近硅基 IGBT 的水准；从工艺层面来讲，科研人员也在持续研究制约 SiC MOSFET 发展的基础科学问题，比如通过采用高纯度 SiC 衬底、改进栅氧化层制作工艺等手段来提升沟道迁移率等，全方位助力 SiC 技术在汽车半导体领域发挥更大优势。