碳化硅半导体器件市场（2022-2030）

碳化硅半导体器件市场摘要

它们的基本特性包括低导通电阻、耐高温、高频和高压性能，这使得它们比硅更优越。此外，电力电子领域越来越多地采用 SiC 半导体器件，以及 SiC 半导体器件在电动汽车充电基础设施中提供的广泛应用正在推动市场的增长。

硅在更高的温度、电压和频率下运行被认为已达到其极限。与锡尔相比图标，碳化硅器件提供更高的温度、电压和频率阈值。多年来，碳化硅和氮化镓等材料的发展越来越受到关注。

SiC半导体器件在转换器、逆变器、电源、电池充电器和电机控制系统等领域有着广泛的应用。由于其材料特性，碳化硅半导体器件非常适合满足可持续发展和电气化日益增长的需求，从而推动市场增长。

碳化硅因其材料特性而被认为是硅的潜在替代品，这些优势正在推动碳化硅在电力电子领域的使用。碳化硅半导体器件的一些重要应用包括电动汽车电池充电器、车载充电器、DC-DC转换器、混合动力电动汽车动力系统、能源能源回收、光伏逆变器、风力涡轮机、MRI电源、X射线电源、空调、辅助电源、集成车辆系统和配电。

由于其在电力电子领域的广泛应用，SiC的使用量预计将大幅增加。碳化硅半导体器件在电动汽车和电力电子行业等新兴行业的最终用途不断增长，预计将在预测期内推动市场增长。

电动汽车充电基础设施中越来越多地采用碳化硅半导体器件，为市场创造了重大增长机会。随着世界各国政府持续面临减少碳排放的压力，电动汽车行业在过去几年见证了许多创新和投资。

随着电动汽车行业的发展，SiC半导体器件在电动汽车中发挥着至关重要的作用。充电基础设施。根据中国汽车工业协会发布的一项研究； IT橘子；和全展工业研究院认为，SiC投资与中国电动汽车产量很大程度上相关，并且随着电动汽车产量的增加而增加。电动汽车充电基础设施对 SiC 半导体芯片不断增长的需求为市场增长提供了广阔的机遇。

然而，SiC 半导体器件市场在制造 SiC 方面面临一些挑战。 SiC制造过程中可能出现的主要缺陷有划痕、微管、晶体堆垛层错、污点和表面颗粒。所有这些因素都可能对 SiC 器件的性能产生不利影响。

但是，预计市场参与者将在不久的将来通过积极投资 SiC 半导体器件的研发来克服这些挑战。以3月20日为例1月22日，半导体制造商II-VI加大了对150毫米和200毫米SiC外延和晶圆衬底制造的投资，在瑞典Kista和美国Easton大规模扩建工厂。这些举措预计将推动 SiC 半导体器件行业的创新并减少设计挑战。

COVID-19 影响分析

COVID-19 的爆发，以及随后在全球范围内对人员和货物流动实施的封锁和限制，对使用 SiC 半导体器件的电子器件和电力电子器件的需求造成了严重影响。全球经济陷入深度萎缩，影响了消费者的购买力并限制了他们的借贷能力。

消费者购买力的整体下降导致许多科技产品的需求下降，对碳化硅（SiC）半导体器件市场产生不利影响。此外，需求之间的不平衡SiC半导体器件的供应紧张，导致半导体行业出现供需缺口，对疫情期间的SiC半导体器件市场产生了不利影响。

此外，全球停工也影响了全球半导体制造企业，最终导致晶圆生产停顿。这也对市场产生了不利影响，导致SiC半导体器件制造延迟。

组件洞察

功率模块细分市场在2021年占据主导地位，收入份额超过27.0%。碳化硅功率模块可以使用碳化硅作为功率转换开关，在能源、电动汽车和工业应用中具有广泛的应用。它们有助于提高功耗效率并降低运营成本。

此外，碳化硅功率模块与肖特基势垒二极管和（金属氧化物半导体场效应晶体管）的集成与硅相比，MOSFET 的开关损耗显着降低，预计将有助于预测期内的细分市场增长。

碳化硅功率模块的应用不断增加也鼓励公司推出新产品，从而推动该细分市场的增长。例如，ON SEMICONDUCTOR CORPORATION（安森美半导体）推出了用于电动汽车高压 DC-DC 转换的 APM32 电源模块系列。

预计 FET/MOSFET 晶体管领域将在预测期内实现显着增长。碳化硅 FET/MOSFET 的主要优点包括更高的热导率、更高的临界击穿场和宽带隙，从而分别实现高电流密度、器件厚度和导通电阻的减小以及高工作温度下更低的漏电/功率损耗。

多家公司正在推出基于碳化硅的 FET/MOSFET，以从潜在的多个行业的需求增加。例如，2022年8月，东芝公司推出了第三代650V和1200V碳化硅MOSFET，将工业设备的开关损耗降低了20%。 FET/MOSFET 晶体管提供的广泛优势预计将推动该细分市场在整个预测期内的增长。

产品洞察

功率半导体细分市场在 2021 年占据市场主导地位，收入份额超过 75.0%。 SiC半导体器件具有广泛的基本特性，例如宽带隙，这使得它们非常适合功率半导体。碳化硅的宽带隙还有助于减小设备的尺寸，并使其在更高电压和开关频率下更加可靠。

例如，电动汽车制造商正在采用碳化硅组件，以实现逆变器、充电器、和辅助负载以及减小电池尺寸，导致公司推出新产品。

例如，2020年7月，英飞凌科技股份公司推出了1200V Easy PACK半桥模块，该模块利用Cool Sic MOSFET技术来提高电动汽车充电效率并降低电池成本。功率半导体的材料特性和有益特性预示着该领域的增长。

预计光电器件领域将在预测期内出现显着增长。光电器件的增长可归因于碳化硅在高能激光和照明应用中的日益普及。由于其高热稳定性，碳化硅越来越多地被应用于发光二极管 (LED)、太阳能电池、光电探测器和望远镜等光电器件中。

多家光电器件公司正在见证有机和无机增长。例如e、光电子和材料专业公司 II-VI Coherent Corp. 在 II-VI Incorporated 收购 Coherent Corp. 后，在截至 2021 财年的收入超过 30 亿美元。

此外，Cree, Inc.（现为 WOLFSPEED, INC.）等公司利用碳化硅技术（150mm 碳化硅基板）开发广泛的照明解决方案，包括住宅、室内和室外照明。户外照明。

晶圆尺寸洞察

1英寸至4英寸细分市场在2021年占据主导地位，收入份额超过45.0%。 1-4英寸碳化硅晶片的厚度为350±25微米。它们有 N 型和 P 型两种型号。碳化硅晶圆的P型衬底用于生产绝缘栅双极晶体管（IGBT）等功率器件。

相比之下，N型衬底则涂有氮以提高功率器件的导电性。设备。除了有益的机械特性之外，这些变体还与现有的设备制造工艺兼容。此外，1至4英寸碳化硅晶圆可实现量产，成本效益高，预计需求主要来自工业应用。它们还有助于减小设备的尺寸，这是在预测期内采用它们的额外好处。

预计 10 英寸及以上细分市场将在预测期内实现最快的增长。 10英寸及以上细分市场的增长可归因于碳化硅晶圆的商业规模生产。这些晶圆还可以制造氮化镓 (GaN) 器件，包括功率器件和发光二极管 (LED)。

此外，碳化硅薄膜可防止硅扩散到 GaN 中，并增加硅晶圆成本不超过 25.0 美元至 35.0 美元。性价比更高与标准硅相比，碳化硅晶圆提供的性能和功效预计将有助于该细分市场在预测期内的增长。

最终用途见解

汽车细分市场在 2021 年占据市场主导地位，收入份额超过 50.0%。汽车领域进一步细分为电动汽车和IC汽车。汽车领域的增长可归因于电动汽车和 IC 汽车中越来越多地采用 SiC 半导体。碳化硅 (SiC) 半导体具有高频开关耐用性和低能量损耗等特性，非常适合转换器、充电器和逆变器应用。

此外，SiC 半导体有助于提高能源效率并减轻电子设备的重量，从而提高整体功率密度和效率。上述好处预示着汽车行业的增长整个预测期内。 

能源和电力领域预计在预测期内将出现显着增长。能源和电力领域进一步细分为电动汽车基础设施以及配电和公用事业。 SiC 半导体器件在能源和电力领域具有广泛的优势。例如，二极管和MOSFET等碳化硅(SiC)半导体器件可降低系统成本、最小化元件尺寸并提高电动汽车充电的功率效率。

而碳化硅的宽带隙、提高能源效率和降低冷却要求等特性使其非常适合配电和公用事业系统（例如配电网、输电系统和可再生能源基础设施）的应用，以确保成本效益。材料特性和独特的特性提供了能源和电力领域的碳化硅半导体器件的红色预计将在预测期内对该领域的增长做出贡献。

区域洞察

亚太地区在 2021 年占据了碳化硅半导体器件市场的主导地位，收入份额超过 30.0%。领先市场参与者的存在预计将推动亚太地区市场的增长。该地区不断增加的开发和制造投资也促进了亚太地区的市场增长。例如，2022 年 3 月，东芝电子元件和存储有限公司宣布投资 1000 亿日元（8.39 亿美元）扩大功率元件产能。

此类举措正在加强该地区的市场地位。此外，亚太地区各最终用途制造商对碳化硅半导体的更高效率、更小尺寸和更轻重量的需求不断增长。推动市场增长。

预计北美在预测期内将出现显着增长。该地区的增长可归因于 Gene Sic Semiconductor 和 ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (on semi) 等知名企业的存在和集中，这些企业拥有广泛的客户群，推动了北美市场的增长。

此外，这些知名企业在该地区的集中鼓励电力电子制造商采用创新的 SiC 半导体器件以提高效率。此外，区域领先企业正在采取战略举措，推动该地区的增长。

例如，2021年8月，ON SEMICONDUCTOR CORPORATION（安森美半导体）宣布达成协议，收购SiC和蓝宝石材料制造商GT Advance Technologies Inc。通过此次收购，该公司预计将扩大SiC的供应，以满足快速增长的需求。客户对基于 SiC 的解决方案的需求不断增加。 

主要公司和市场份额见解

碳化硅 (SiC) 半导体器件市场可以说是一个整合的市场。 SiC 半导体器件市场的主要参与者正在专注于开发新颖的产品，以满足不断增长的需求。这一需求归因于新推出的产品能够适应电源转换、快速充电和运营效率等特定要求。

此外，各公司还合作利用半导体和电池管理系统方面的特定专业知识和资源。合作伙伴通常专注于开发电动汽车的创新解决方案，以提高使用效率和功能。

供应商专注于扩大其生产能力，以满足不断增长的需求。例如，2022 年 9 月，ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (on semi) 向捷克共和国扩张，推出了扩展的碳化硅制造工厂。

扩建后的工厂预计将在未来两年内将 on semi 的晶圆产量提高 16 倍，以满足不断增长的微芯片需求。此类举措正在推动碳化硅半导体器件市场的增长。全球碳化硅半导体器件市场的一些知名厂商包括：

• ALLEGRO MICROSYSTEMS, INC.

• 英飞凌科技股份公司

• ROHM Co., Ltd.

• 意法半导体

• ON SEMICONDUCTOR CORPORATION（半）

• WOLFSPEED, INC.

• Gene Sic Semiconductor

• TT Electronics plc.

• 三菱电机公司

• Powerex Inc.

• 东芝株式会社富士电机株式会社

• 富士电机株式会社

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