前言：
SiC（碳化矽）作為第三代半導體中的代表材料，可以應用於各種領域的高電壓環境中，包括汽車、能源、運輸、消費類電子等。
據預測，到2025年全球SiC市場將會增加到60.4億美元，到2028年市場增長5倍，在SiC廣闊的市場需求下，SiC晶圓爭奪戰已然打響。
作者 | 方文
圖片來源 | 網 絡
一個特斯拉就將消耗SiC晶圓總產能
這兩年，由於SiC獨有的優良特性，車廠陸續開始導入SiC器件，這對SiC晶圓的需求量是巨大的。
Tesla第1季宣稱6月底美國工廠Model 3及Model Y的年產能將達50萬輛，上海廠計劃年底產能50萬輛，使其總產能規模近100萬輛，相當於Tesla一年平均約要50萬片6英寸SiC。
而目前全球SiC矽晶圓總年產能約在40—60萬片，如此就消耗掉全球當下SiC總產能。
在晶圓代工領域，SiC功率器件廠家基本上都自己擁有晶圓廠，不會委外代工。主要是因為要控制成本，自有晶圓廠產品才能有競爭力。
而生產一片碳化矽晶圓並不難，困難的是要怎麼從一片到一百片、一千片的量產能力。
全球及國內SiC晶圓市場份額
2020上半年全球半導體SiC晶片市場份額，美國CREE出貨量佔據全球45%，日本羅姆子公司SiCrystal佔據20%，II-VI佔13%；
目前全球生產SiC晶圓的廠商包括CREE、英飛凌、羅姆半導體旗下SiCrystal、II-IV、Norstel、新日鐵住金及道康寧等。
國內出貨量比較大或者比較知名的晶圓襯底企業有天科合達、山東天嶽、河北同光、東莞天域、河北普興、中科鋼研、中電科二所和南砂晶圓等。
中國企業天科合達的市場佔有率由去年3%上升至2020年5.3%，山東天嶽佔比為2.6%。
SiC晶圓的技術要求導致量產難度
①在長晶的源頭晶種來源就要求相當高的純度、取得困難。
②SiC晶棒約需要7天，由於長晶過程中要隨著監測溫度以及製程的穩定，以免良率不佳，故時間拉長更增添長晶製作過程中的難度。
③長晶棒的生成，一般的矽晶棒約可有200公分的長度，但長一根碳化矽的長晶棒只能長出2公分，造成量產的困難。
④SiC本身屬於硬脆性材料，其材料製成的晶圓，在使用傳統的機械式切割晶圓劃片時，極易產生崩邊等不良，影響產品最終良率及可靠性。
⑤目前單晶生長緩慢和品質不夠穩定，並且這也使得是SiC價格較高，沒有得到廣泛的推廣。
⑥目前市面上4英寸和6英寸的SiC晶圓幾乎佔據市場100%，這是因為幾乎所有廠商都無法處理8英寸SiC晶圓其超薄又超大的晶圓來進行批量生產。
SiC的未來前景和核心領域
市場分析，碳化矽市場將於2025年達到25億美元（約合人民幣164.38億元）的市場規模。
到2025年，新能源汽車與充電樁領域的碳化矽市場將達到17.78億美元（約合人民幣116.81億元），約佔碳化矽總市場規模的七成。
①電動汽車領域：新能源汽車是未來幾年SiC的主要驅動力，約佔SiC總體市場容量的60%，因為SiC每年可增加多達750美元的電池續航力，目前幾乎所有做主驅逆變器的廠家都將SiC作為主攻方向。
②電機驅動領域：使用SiC器件可提升控制器效率、功率密度以及開關頻率，通過降低開關損耗和簡化電路的熱處理系統來降低成本、重量、大小及功率逆變器的複雜性。
③5G/開關電源電源：對功率密度和高能效提出了非常高的要求，而碳化矽器件由於沒有反向恢復，電源能效通常能夠達到98%，受到追捧並不令人感到意外。
④電動汽車充電樁：消費者如想等效於在加油站加滿油，就需要更高的充電功率和充電效率，因此隨著功率和速度的提高，對SiC MOSFET的需求越來越強。
⑤太陽能逆變器：在目前的太陽能逆變器領域中，碳化矽二極體的使用量也非常巨大，安裝量持續增長，主要用於替換原來的三電平逆變器複雜控制電路。
結尾：新基建正加速SiC功率器件規模化應用
作為新基建的重要內容之一，我國新能源汽車行業的發展也能夠給功率半導體器件帶來新的發展機遇。
功率半導體器件被廣泛應用於新基建各個領域，尤其是在特高壓、新能源汽車充電樁、軌道交通及工業網際網路方面更是起到了核心支撐作用。
作為新型功率半導體器件的代表之一，在新基建的助推下，SiC功率器件和整個SiC市場前景廣闊。