為了提升半導體的性能,半導體上游材料經歷了幾輪的演變。第一代半導體材料高純硅是目前最為廣泛使用的,超過90%的半導體是用硅材料制作的。
90年代開始,隨著半導體產業的發展,第二代化合物半導體材料的代表砷化鎵和磷化銦開始走上舞臺,其器件相對硅器件具有高頻、高速的光電性能,因此被廣泛應用于光電子和微電子領域。
近年來以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代化合物半導體材料,在禁帶寬度、擊穿電場強度、 飽和電子漂移速率、熱導率以及抗輻射等關鍵參數方面具有顯著優勢,進一步滿足了現代工業對高功率、高電壓、高頻率的需求。隨著眾多公司在碳化硅領域的布局以及電動汽車廠商對SiC接受度的增加,二級市場對碳化硅的關注越來越高。
當前整個碳化硅功率器件的市場規模在10億美元左右,還沒有迎來滲透率的拐點。根據Yole的預測,到2026年整個碳化硅功率器件的市場規模有望達到50億美元,市場空間巨大,其中60%以上用于新能源汽車領域。

而汽車市場作為潛力巨大的應用領域,也正迎來發展機遇。
行業調研機構DIGITIMES Research預估,2025年碳化硅在電動車應用的市場規模可至6.5億美元,未來5年年增率將介于25%至30%。
電動車市場成長帶動關鍵功率半導體元件和模組需求,展望電動車SiC功率元件產業趨勢,DIGITIMES Research指出,SiC具高耐壓、對應車內嚴苛環境操作、降低系統成本等優勢,在電動車應用越來越受重視。其中碳化矽在電動車主要零配件包括逆變器及車載充電器應用,成長最顯著。
展望SiC應用價格趨勢,DIGITIMESResearch預估到2023年,SiC逆變器與矽基產品價差可降低至200美元,以同樣計算方式,除了中高階車款及高階車款總成本降幅分別可到231美元及416美元之外,中階車款成本降幅也達100美元以上;DIGITIMES Research分析,當2.5倍價差時,車廠就有較高意愿將SiC元件導入中階車款。
產業人士指出,第三代半導體材料以SiC及氮化鎵(GaN)為材料主流,相較傳統第一、二代材料如矽(Si)、砷化鎵(GaAs)等,第三代半導體具備尺寸小、效率高、散熱迅速等特性。適合應用在5G基地臺、加速快充以及電動車充電樁等應用。
產業人士表示,SiC模組目前主要是電動車大廠特斯拉(Tesla)帶動采用,導入逆變器和車載充電器應用,其他電動車廠采用SiC模組時間,最快也要到2023年。
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