碳化硅 (SiC) 晶圆市场规模及份额

碳化硅 (SiC) 晶圆市场分析

碳化硅晶圆市场规模于 2025 年达到 9.7 亿美元，预计复合年增长率为 22.24%，到 2030 年将达到 26.5 亿美元。这一增长轨迹受到汽车行业向800 V 汽车平台、工业电力电子器件的宽带隙采用以及政府对新生产线的激励措施。晶体生长良率的稳步提高、8英寸基板的广泛可用性以及对高效快速充电基础设施不断增长的需求进一步支撑了扩张。 2024年，亚太地区占据最大的区域份额，其垂直一体化的生态系统继续吸引上下游投资。资本密集度仍然是一个关键的竞争过滤器，但掌握缺陷减少、晶圆微缩和内部供应链的公司已准备好抓住下一波需求由于碳化硅晶圆市场在高温和高频工作环境下的表现优于传统硅。

全球碳化硅 (SiC) 晶圆市场趋势和见解

电动汽车渗透率不断上升并转向 800 V 汽车平台

汽车制造商展示大规模800V系统ado包括特斯拉的 Model S Plaid、现代的 IONIQ 5 和起亚的 EV6 等车型。这些高压架构将充电时间缩短至远低于 20 分钟，但要求功率 MOSFET 能够承受较高的热应力和电应力。^{[1]Infineon Technologies AG，“Infineon 和 Wolfspeed 扩大多年碳化硅晶圆供应协议”碳化硅满足了这些门槛，因为其临界电场比硅高十倍，导热系数比硅高三倍，这扩大了牵引逆变器和车载充电器的需求。豪华和高端细分市场首先采用了该技术，但晶圆成本的下降和供应链的成熟现在加速了向主流电动汽车平台的扩散，从而加强了碳化硅晶圆市场作为下一代汽车的重要推动者的地位。}

快速建设 800 V 充电基础设施

充电网络运营商选择碳化硅来最大限度地减少 350 kW 充电站的转换损耗。 Electrify America 的旗舰站点集成了基于 SiC 的整流器和 DC-DC 模块，与硅相比，实现了更高的功率密度和更低的散热。欧洲走廊提供商 IONITY 也遵循了类似的道路，创建了一个供需飞轮，鼓励汽车制造商采用 800 V 平台。由此产生的生态系统涵盖车辆、充电器和电网接口设备，扩大了晶圆产量，同时通过节能节省了网络运营商的总拥有成本。

相对于硅的高温、高频性能优势

在 NASA 航空航天试验中，碳化硅电子器件在接近 500 °C 的结温下仍能保持功能，而硅器件则在低得多的阈值下失效。工业电机驱动器采用 SiC 模块，开关频率高于 100 kHz，减少了无源元件的占地面积和系统重量。高温和高频能力的结合扩大了牵引、可再生能源和恶劣环境电子产品的设计范围，巩固了碳化硅晶圆市场在多个垂直领域的吸引力。

政府对宽带隙晶圆厂的激励措施

《CHIPS 法案》等立法拨款 520 亿美元来加强国内半导体产能，包括宽带隙材料生产线。资本补助和税收抵免缩短了新晶体生长炉（每台成本超过 5000 万美元）以及下游外延和器件制造的投资回收期。欧盟的类似框架进一步降低了大规模扩张的风险，加速了碳化硅晶圆市场的供应稳定，并有助于实现战略自主目标。

200 mm 基板的可用性有限

200 mm 晶锭的晶体生长周期通常超过 200 小时，并且比 150 mm 同等物产生更高的缺陷密度，限制了汽车级基板的供应。阿尔蒂斯提高了晶圆平均售价并推迟了向更大直径的设计过渡。制造商投资于先进的原位监控和籽晶优化以缩小差距，但近期短缺继续限制碳化硅晶圆市场出货量的增长，特别是对于需要严格质量阈值的汽车制造商而言。

封装引起的热机械应力

碳化硅的低热膨胀系数与传统焊料或基板材料之间的不匹配在-40°C至150°C热循环期间产生应力集中。有限元模拟估计，当结和基板材料的膨胀率不同时，模块寿命会缩短 30-40%。汽车和工业客户需要更长寿命的封装，促进了银烧结、SiN 直接键合铜和新型陶瓷基板的发展，从而逐渐提高了模块成本和复杂性。

细分市场分析

按晶圆直径：8 英寸转型加速

碳化硅晶圆市场到 2024 年，6 英寸基板将占据 54.4% 的份额。每个晶圆的器件数量和每个芯片的折旧将这一传统直径定位为销量基准。然而，预计到 2030 年，8 英寸基板的复合年增长率将达到 29.7%，这凸显了牵引逆变器和光伏逆变器的每安培成本优势。设备投资仍然很高，200 毫米晶体的 PVT 炉成本为 15-2000 万美元，而 6 英寸晶体的 PVT 炉成本为 8-1200 万美元。尽管如此，每个 8 英寸晶圆可以将芯片产量提高 2.2 倍，随着良率的提高，成本曲线收紧。随着规模经济的启动，8 英寸基板的碳化硅晶圆市场规模预计将带来越来越大的收入池。^{[2]Crystec Technology Trading GmbH，“SiC制造设备，”crystec.com}

尽管到 2024 年，良率落后 6 英寸同类产品 15-20%，但对热区设计优化和缺陷减少分析的投资缩小了差距。汽车和可再生能源集成商开始了 200 毫米芯片的资格认证计划，这表明一旦批量供应稳定，接受度会更广泛。随着研发转向高压汽车或电网模块，≤4 英寸格式继续下降，而≥12英寸原型仍局限于学术界。因此，成功扩展到8英寸成为碳化硅晶圆市场的关键拐点。

按导电类型：半绝缘动力构建

N型导电晶圆在2024年占碳化硅晶圆市场份额的68.5%。其低电阻率和稳定的掺杂分布使其成为功率MOSFET不可或缺的组成部分。二极管和肖特基器件虽然在历史上属于利基市场，但预计将达到 24。受 5G 基站、雷达和卫星有效载荷中射频和微波采用的推动，到 2030 年复合年增长率将达到 2%。随着网络致密化和国防电子产品需要纯电隔离晶格以限制千兆赫频率下的寄生电容，分配给半绝缘材料的碳化硅晶圆市场规模将不断扩大。

生产商继续完善生长后退火和补偿掺杂技术，以提高更大直径上的电阻率均匀性。航空航天和电信公司青睐用于 GaN-on-SiC HEMT 的半绝缘晶圆，以提供卓越的热处理能力。因此，现在的竞争组合非常重视基板，我们将分析您的要求，并根据提供的信息生成全面的碳化硅晶圆市场分析。

按应用：射频器件势头强劲

得益于电动汽车牵引逆变器、光伏逆变器和电机驱动器，电力电子在 2024 年保留了 47.3% 的收入。随着电信运营商加速 5G 和早期 6G 的推出，射频设备预计到 2030 年将以 25.2% 的复合年增长率增长，需要高功率、高频放大器。三菱电机展示了用于卫星链路的基于 SiC 的 Ku 波段模块，展示了跨部门的吸引力。包括蓝光和白光 LED 在内的光电产品需求稳定，而传感器和恶劣环境控制器的销量不断增加。

按最终用途行业：可再生能源加速发展

在全球零排放目标和不断升级的电池组电压的支持下，汽车和电动汽车占 2024 年收入的 52.4%。随着使用 SiC MOSFET 的逆变器实现 99% 以上的效率，减少太阳能和风电场的能源损失，预计到 2030 年，可再生能源和存储将以 26.2% 的复合年增长率增长。电信行业紧随其后，利用 GaN-on-SiC 放大器进行宏蜂窝和小型蜂窝部署。工业电机驱动器升级为 SiC，以减少开关模式损耗工厂自动化生产线。

Crystal-Growth 技术：CVD 创新兴起

PVT 通过以具有竞争力的成本提供坚固的晶锭，在 2024 年保留了 71.5% 的收入份额。预计到 2030 年，化学气相沉积的复合年增长率将达到 24.2%，因为其外延层表现出优异的均匀性和较低的夹杂物密度。 JTEKT Thermo Systems 等设备公司增加了多晶圆 CVD 反应器，推动了产量的增长。改进的 Lely 热升华满足特殊薄晶圆的要求，但仍然是利基市场。晶格参数控制的不断改进增强了 CVD 的崛起，扩大了要求个位数缺陷数的汽车 MOSFET 的碳化硅晶圆市场。

地理分析

亚太地区 2024 年收入占 63.4%，预计到 2030 年该地区将以 23.5% 的复合年增长率增长。中国首条垂直一体化生产线，三安光电20年上线21 日，实现了晶圆到器件的成本控制并推动了出口活动。 DIGITIMES Asia 报道称，价格战策略可能会在 2025 年之前将 SiC 成本减半，从而增强该地区的竞争力。^{[3]DIGITIMES Asia，“中国激进的 SiC 价格战将在 2025 年之前将成本减半”到 2025 年成本，”digitimes.com} 日本和韩国通过 ROHM 和 SK Siltron 的优质基板生产保持了技术领先地位，尽管面临价格压力，但仍保持了较高的平均售价。

北美排名第二，得益于回流激励措施和深厚的电动汽车生态系统。 Wolfspeed 的莫霍克谷晶圆厂扩大了 200 毫米晶圆产能，特斯拉验证了大型 SiC 牵引逆变器，刺激了区域供应协议。 OnSemi 承诺投入 20 亿美元在捷克共和国建立端到端 SiC 生产，为欧洲汽车 OEM 厂商提供选择，同时保留美国技术能源领先地位。

欧洲在绿色新政电气化政策和强大的汽车基础的支持下取得进步。英飞凌扩大了奥地利和德国的晶圆产量，为保时捷和奥迪 800 V 平台提供服务，强调质量和可靠性而不是最低成本。意法半导体扩大了卡塔尼亚工厂的规模，巩固了符合欧盟半导体主权目标的本地供应链。尽管碳化硅晶圆市场对价格仍然敏感，但欧洲买家看重汽车级可追溯性和严格的缺陷规格。

竞争格局

碳化硅晶圆市场集中度适中，Wolfspeed、相干公司和意法半导体占据领先地位，而中国进入者通过国家支持的融资增加了销量。每条晶体生长线超过 5000 万美元的资本要求阻碍了小型初创企业的发展催化整合。垂直整合模式获得关注；三安光电和Tankeblue Semiconductor将原始晶锭延伸到成品设备，在整个链条中提取利润。相反，西方现有企业强调缺陷密度、长期供应合同和先进封装。

航空航天、地热钻探和下一代机车牵引领域出现了空白机遇，在这些领域，极端的耐温能力要求高价。 SGL Carbon 等设备供应商的应对措施是，每年将石墨基座产量扩大 30% 以上，确保熔炉 OEM 的组件连续性。^{[4]SGL Carbon，“SGL Carbon 2023 年年度报告”，sglcarbon.com} 专利申请加速在热区设计、缺陷测绘和晶圆边缘钝化方面，这标志着创新竞赛的重点是提高产量，而不是纯粹的产能。

作者：mid-2025，英飞凌和 Wolfspeed 之间的多年供应协议锁定了 150 毫米晶圆产量，说明了对冲材料风险的战略合作。中国供应商通过将晶圆和成品模块结合在一起的捆绑定价来反击，加剧了竞争压力。尽管如此，高端汽车和航空航天领域继续依赖传统的西方供应商，表明双层市场分层。