前言:SiC(碳化硅)作为第三代半导体的代表材料,可在包括汽车,能源,交通运输,消费电子等在内的各个领域的高压环境中使用。到2025年,市场将增长到60.4亿美元,到2028年,市场将增长5倍。在对SiC的广泛市场需求下,SiC晶片之战已经开始。在过去的两年中,一个特斯拉将消耗SiC晶片的总容量。由于SiC的独特和优异的特性,汽车制造商已经相继开始进口SiC器件,这对SiC晶片有巨大的需求。特斯拉在第一季度宣布,到6月底,美国工厂的Model 3和Model Y的年产能将达到50万辆。上海工厂计划在年底之前生产50万辆汽车,使总产能达到近100万辆,相当于特斯拉的平均年产能约50万辆。薄板6英寸SiC。目前,全球SiC硅片的年总生产能力约为40万至60万片,这消耗了当前全球总的SiC生产能力。在铸造领域,SiC功率器件制造商基本上拥有自己的晶圆厂,不会将OEM外包。主要是因为需要控制成本,因此其自己的晶圆厂的产品可能具有竞争力。然而,生产碳化硅晶片并不困难。困难在于如何从一件大批量生产到一百一十万件的生产能力。 2020年上半年全球和国内SiC晶片市场份额,2020年上半年全球半导体SiC晶片市场份额,美国CREE出货量占世界总量的45%,日本罗姆子公司SiCrystal占20%, II-VI占13%;当前全球SiC晶片的全球生产量圆形制造商包括CREE,Infineon,Rohm Semiconductor的SiCrystal,II-IV,Norstel,Nippon Steel&Co。住友金属和道康宁。国内出货量较大或比较知名的晶圆基板公司包括天科河达,山东天岳,河北通光,东莞天宇,河北浦兴,中科钢铁研究院,第二中国电子学会和南沙晶圆等。中国公司天科合大的市场份额从去年的3%增长到2020年的5.3%,而山东天悦则占2.6%。 SiC晶片的技术要求导致批量生产中的困难。 ①晶体生长的来源要求非常高的纯度,并且很难获得籽晶的来源。 ②碳化硅锭大约需要7天。由于在晶体生长过程中温度和过程稳定,以避免不良的产率,所以时间的延长将增加晶体生长过程的难度。 ③形成长晶体棒时,一般的硅晶体棒可以长约200厘米,而碳化硅长晶体棒只能长2厘米,给批量生产带来困难。 ④SiC本身是硬而脆的材料。使用传统材料对晶圆进行划片时,由其材料制成的晶圆容易出现碎裂和其他缺陷,这会影响产品的最终成品率和可靠性。 ⑤目前,单晶生长缓慢,质量不够稳定,这也使得SiC的价格较高,尚未得到广泛推广。 ⑥目前,市场上的4英寸和6英寸SiC晶片几乎占据了100%的市场。这是因为几乎所有制造商都无法处理8英寸SiC晶圆及其超薄和大型晶圆以进行批量生产。 SiC在核心领域的未来前景和市场分析表明,2025年碳化硅市场规模将达到25亿美元(约合164.38亿元人民币)。到2025年,新能源领域的碳化硅市场汽车和充电桩将达到17.78亿美元(约合人民币116.81亿元),约占整个碳化硅市场的70%。 ①在电动汽车领域:新能源汽车将在未来几年成为SiC的主要驱动力,约占SiC市场总容量的60%,因为SiC可以使电池寿命每年增加750美元。目前,几乎所有的主驱动器逆变器制造商都将SiC作为主要的攻击方向。 ②电机驱动领域:使用SiC器件可以降低控制器的开关损耗并简化其热处理系统,从而提高控制器的效率,功率密度和开关频率,并降低功率逆变器的成本,重量,尺寸和复杂性。电路。 ③5G/开关电源:对功率密度和高能效提出了很高的要求