2027年SiC器件市场将在达到63亿美元

据yole介绍,在未来 5 年内,sic 功率器件将很快占据整个功率器件市场的 30%。毫无疑问,sic 行业(从晶体到模块,包括器件)的增长率非常高。yole估计,将有数十亿美元投资于晶体和晶圆制造以及设备加工,到 2027 年市场潜力将达到 60 亿美元,高于 2021 年的约 10 亿美元。
市场的增长与交通电气化有关。自 2019 年以来,包括意法半导体、wolfspeed、rohm、英飞凌科技、onsemi 和多家中国公司在内的行业参与者已投资超过 150 亿美元。
yole预计,这在未来会出现更多,因为除了特斯拉之外,许多其他汽车制造商已决定在其远程 ev/hev 中采用基于 sic 的逆变器:大众汽车、通用汽车、福特、保时捷、雷诺……都是推动这一趋势的是今年晚些时候和明年新车上市。
sic业者积极涌入
首先看sic方面,按照yole 的化合物半导体团队预测,到2027 ,sic 器件市场将在达到 63 亿美元。随着过去几年电动汽车的发展趋势,更长的续航里程是客户的主要需求之一。然而,这反过来又产生了对快速直流充电的需求,以减少在充电站的等待时间。800v ev 是满足需求的解决方案,并已经从2021 年开始渗透市场。
yole 化合物半导体与新兴材料技术与市场分析师 poshun chiu评论道:“sic 被认为是提供良好效率的推动因素,1200v 器件的供应是可行的。随着更多 800v ev 的到来,sic 有望快速增长。同时,充电基础设施和光伏是支持电动汽车趋势的两个市场。需要更多的充电器来支持越来越多的电动汽车,而可再生能源与电动汽车有着相同的二氧化碳零排放目标。这些是 sic 获得更多动力的市场。”
面对这个巨大机遇,sic 市场参与者正在努力在这个价值数十亿美元的业务中创造更多收入。
例如,意法半导体、wolfspeed、安森美和英飞凌科技等公司宣布了他们的“十亿美元收入”目标。尽管每个参与者选择的路径不同,但可以清楚地识别出它们之间商业模式的相似性。
idm——集成设备制造商——商业模式是领先厂商选择的一种供应设备,尤其是电源模块的模式。这种商业模式代表了更高的美元价值来增加收入。
stmicroelectronics 是领先的 sic 公司,因为他们的模块已在 tesla model 3 中使用多年。他们的活动不仅在设备级别;事实上,stmicroelectronics 在 2021 年展示了他们内部的 8 英寸 sic 晶圆。
另一家领先的 sic 公司 onsemi 在 2021 年迈出了重要一步,收购了 sic 衬底供应商 gt advanced technologies。如今,onsemi 正致力于扩大其 sic 晶圆产能。其目标是支持其快速增长的 sic 业务。
说到全球电力电子领域的领先公司,英飞凌科技在 2021 年的 sic 器件业务实现了令人印象深刻的 126% 的增长,超过了 57% 的平均增长率。infineon technologies 开发的 800v hyundai ioniq5 设计获胜,凭借其坚实的工业应用基础将他们推入快车道。
wolfspeed 还表明了将其活动重点放在 sic 业务上的决心。该公司几年前决定进行重大重组,出售其 led 业务并扩大其功率器件业务。凭借其在 sic 晶圆方面的领先地位,wolfspeed 现已通过其 8 英寸晶圆厂的认证。公司正在向前发展,并提高了增长速度。
与此同时,rohm 在十年前收购 sicrystal 以进行垂直整合后,正在扩大器件和晶圆的产能。ii-vi 通过展示符合汽车标准的 1200v 设备以及与通用电气的扩展合作伙伴关系,分享了他们的长期观点。
在过去几年中,这些主要参与者重塑了 sic 生态系统。据 yole 称,两个主要趋势影响其供应链:晶圆制造和模块封装的垂直整合,以在未来几年获得更多收入。在此背景下,终端系统公司(例如汽车 oem)正在更快、更灵活地采用 sic 来管理市场上多个晶圆供应商的供应。
从技术发展的角度,提出了sic晶圆的创新途径。截至2022年,sic晶圆仍占sic器件成本的主要部分。
system plus consulting的技术和成本分析师 amine allouche在2021 年 sic 晶体管比较报告中表示:“sic 原始晶圆成本占 1200v sic mosfet 外延晶圆成本的 60% 以上。尽管 sic 晶圆产能一直在扩大,但在质量、产量和成本方面仍有很强的创新动力。”
8英寸sic晶圆被认为是扩大生产的关键步骤。目的显然是为了提高产量,在下一轮竞争中获得优势。主要idms正在开发自己的8英寸sic晶圆制造能力;截至 2022 年,一些晶圆供应商已经开始出货样品。在 yole 的功率 sic 预测中,6英寸仍将是未来五年的领先平台。然而,2022 年开始首批 8 英寸,它将被市场参与者视为战略资源。
另一种方法是优化晶圆加工工艺,从而从一个 sic 晶锭中生产出更多晶圆。解决方案供应商,例如 disco,开发了激光切割系统以提高产量。infineon technologies 正在验证他们的 cold split 技术。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 晶圆的方法。soitec 应用他们的 smartcut 技术来生产具有较低缺陷率的薄层 sic 晶圆和具有较低电阻率的处理晶圆。一家日本公司 sumitomo metal mining 计划在未来几年扩大其工程 sic 晶圆。瑞典初创公司 kisab 提供基于晶圆的方法来提供高质量的 sic 晶圆。这些创新可能会在未来几年加速 sic 的全球发展。
当讨论焦点集中在电动汽车、投资和不断增长的市场上时,关注中国的生态系统是非常重要的的。中国大规模的碳化硅投资基于三个主要动机:国家政策、强劲的市场需求和国内供应的需要。
超过50家中国企业宣布以不同的层次和不同的战略进入碳化硅业务。一些晶圆供应商正在增加大量熔炉,而一些玩家则从其他背景进入。
中国市场仍然需要来自欧洲、北美和日本的主要碳化硅公司的设备。随着电动汽车的强劲需求,加上可再生能源和工业应用的发展,中国企业从长远的角度看到了机遇,并相应地调整了战略。
未来五年,在主要由 ev 应用拉动的强劲市场中,sic 有望达到数十亿美元的规模,因此有望进入越来越多的应用领域。为了实现这一目标,生态系统的演变和创新是最关键的观察因素。idm是sic的主要商业模式。此外,主要的 sic 厂商正在沿着供应链向模块级别移动。战略是创造价值。
与此同时,创新永无止境。因此,新进入者正在采用新方法来提高规模、吞吐量、质量或成本。
yole 的分析师深信,sic 是一个快速增长的市场。


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