碳化硅（SiC）半導(dǎo)體的生產(chǎn)已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，但直到最近，隨著汽車市場(chǎng)加速迎來(lái)其歷史上最大的電氣化轉(zhuǎn)型，這項(xiàng)技術(shù)才變得備受矚目。

由于政府對(duì)氣候變化的要求以及可能更重要的是消費(fèi)者需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，汽車原始設(shè)備制造商（OEMs）計(jì)劃將電池電動(dòng)車型轉(zhuǎn)為未來(lái)10至15年主要銷售的汽車。這種電氣化轉(zhuǎn)型正日益定義了汽車動(dòng)力半導(dǎo)體的整體市場(chǎng)需求。最初，汽車動(dòng)力半導(dǎo)體市場(chǎng)主要由硅IGBT和MOSFET主導(dǎo)，而SiC和氮化鎵（GaN）等寬帶隙半導(dǎo)體的機(jī)會(huì)僅限于早期采用者，如特斯拉。

但隨著當(dāng)前汽車市場(chǎng)的轉(zhuǎn)向電池電動(dòng)汽車以及汽車OEMs持續(xù)過(guò)渡至電動(dòng)車隊(duì)，SiC的需求迅速增長(zhǎng)。

不斷增加的收入

根據(jù)市場(chǎng)研究公司TechInsights的數(shù)據(jù)，到2030年，來(lái)自電動(dòng)汽車生產(chǎn)的整體SiC市場(chǎng)將達(dá)到96億美元的收入，并將在2027年之前以驚人的37%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

TechInsights汽車部門的執(zhí)行董事Asif Anwar表示：“然而，我們并不認(rèn)為其他功率電子半導(dǎo)體的需求會(huì)消失，到那時(shí)，硅基IGBT、MOSFET和二極管仍將占整體市場(chǎng)需求的50%。”

汽車動(dòng)力市場(chǎng)——功率MOSFET、IGBT和SiC半導(dǎo)體——預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到266億美元的收入，這幾乎是今年的126億美元收入的兩倍。未來(lái)五年，汽車用電力芯片市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）預(yù)計(jì)將達(dá)到16.0%。

在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用

SiC的使用將取決于正在制造的電動(dòng)汽車類型。對(duì)于輕度混合動(dòng)力汽車，該細(xì)分市場(chǎng)將繼續(xù)依賴硅MOSFET的使用，不過(guò)，如果價(jià)格能夠降低到與當(dāng)前的MOSFET相匹配，可能會(huì)有一些GaN技術(shù)的應(yīng)用。對(duì)于全混合動(dòng)力汽車和插電混合動(dòng)力汽車，SiC和GaN等寬帶隙技術(shù)將不太適用，因?yàn)橹髁鞴鐸GBT和MOSFET技術(shù)在成本效益方面更具優(yōu)勢(shì)，TechInsights表示。

全電池電動(dòng)汽車將成為SiC芯片在主要逆變器中的主要驅(qū)動(dòng)力，此外，SiC芯片將越來(lái)越多地用于電力電子系統(tǒng)，如DC-DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器。盡管SiC芯片的價(jià)格比其他技術(shù)要高得多，但這些技術(shù)在減小尺寸和重量、提高系統(tǒng)性能和電池壽命等方面的優(yōu)勢(shì)將有助于更大范圍的電動(dòng)汽車滲透率，TechInsights表示。

預(yù)計(jì)的需求

各公司已經(jīng)制定計(jì)劃并寄希望于這種增長(zhǎng)將成為巨大的收入來(lái)源。本月初，ST微電子（ST Microelectronics）宣布將與中國(guó)重慶的三安光電（Sanan Optoelectronics）建立一家200毫米SiC制造合資企業(yè)，ST微電子占據(jù)了整個(gè)汽車SiC市場(chǎng)約50%的份額。

OnSemi一直在大規(guī)模簽署協(xié)議并進(jìn)行投資，與汽車電力設(shè)備制造商Vitesco Technologies簽署了為期10年的SiC協(xié)議。此外，在與電動(dòng)汽車充電設(shè)備制造商Kempower達(dá)成不同供應(yīng)協(xié)議后，該公司承諾將投資20億美元擴(kuò)大SiC生產(chǎn)。

X-Fab表示將投資2億美元擴(kuò)大其位于德克薩斯州拉伯克（Lubbock）的芯片制造廠，以生產(chǎn)更多的SiC器件，博世（Bosch）則收購(gòu)了美國(guó)半導(dǎo)體代工廠TSI Semiconductors，以擴(kuò)大其SiC芯片組合，直至2030年結(jié)束。博世表示，汽車電氣化轉(zhuǎn)型是此次收購(gòu)的原因。

今年2月，Wolfspeed Inc.表示將在歐洲建設(shè)其首家半導(dǎo)體工廠，一家生產(chǎn)SiC器件的200毫米晶圓廠。這家晶圓廠將建在德國(guó)的薩爾蘭（Saarland），是Wolfspeed總體65億美元產(chǎn)能擴(kuò)展計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃還將包括在美國(guó)擴(kuò)展其其他SiC業(yè)務(wù)。

其他公司，如德州儀器（Texas Instruments）和Skyworks，也正在加速開發(fā)SiC半導(dǎo)體的計(jì)劃，主要面向汽車市場(chǎng)，但也將參與其他潛在市場(chǎng)。

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