碳化硅 (SiC) 半導(dǎo)體已經(jīng)制造了幾十年，但直到最近，隨著汽車市場加速向電氣化的最大轉(zhuǎn)型，這項技術(shù)才變得需求旺盛。

由于政府對氣候變化的要求以及可能更重要的消費(fèi)者需求呈指數(shù)級增長，汽車原始設(shè)備制造商計劃在未來 10 到 15 年內(nèi)將電池電動車型作為主要銷售車型。

這種向電氣化的轉(zhuǎn)變?nèi)找鏇Q定了汽車功率半導(dǎo)體的整體市場需求。最初，汽車電源市場由硅 IGBT 和 MOSFET 主導(dǎo)，SiC 和氮化鎵 (GaN) 等寬帶隙半導(dǎo)體的機(jī)會僅限于特斯拉等早期采用者。

但隨著目前向電池電動汽車的轉(zhuǎn)變以及汽車原始設(shè)備制造商向電氣化車隊的持續(xù)過渡，碳化硅的需求正在飆升。

根據(jù)市場研究公司 TechInsights 的數(shù)據(jù)，到 2030 年，電動汽車生產(chǎn)的整個 SiC 市場收入將達(dá)到 96 億美元，到 2027 年的復(fù)合年增長率將高達(dá) 37%。TechInsights 汽車業(yè)務(wù)執(zhí)行董事 Asif Anwar 同時表示：“不過，我們預(yù)計其他電力電子半導(dǎo)體需求不會消失，硅基 IGBT、MOSFET 和二極管當(dāng)時仍占整個市場需求的 50%。”

到 2030 年，汽車電源市場——功率 MOSFET、IGBT 和 SiC 半導(dǎo)體——的收入將達(dá)到 266 億美元。這幾乎是今年收入 126 億美元的兩倍。未來五年，車用功率芯片市場預(yù)計將實現(xiàn) 16.0% 的復(fù)合年增長率 (CAGR)。

也就是說，碳化硅的使用將取決于正在制造的電動汽車的類型。

對于輕度混合動力車，該細(xì)分市場將繼續(xù)依賴于使用硅 MOSFET，但是，如果可以降低價格以匹配當(dāng)前的 MOSFET，則可能會使用 GaN 技術(shù)。TechInsights 表示，在全混合動力車和插電式混合動力車中，由于主流硅 IGBT 和 MOSFET 技術(shù)的成本效益，SiC 和 GaN 等寬帶隙技術(shù)并不理想。

全電池 EV 將成為主逆變器中 SiC 芯片的主要驅(qū)動力，這將通過在 DC-DC 轉(zhuǎn)換器和車載充電器等電力電子系統(tǒng)中的增加使用來加入。TechInsights 表示，雖然 SiC 芯片比其他技術(shù)貴得多，但從長遠(yuǎn)來看，這些技術(shù)在減小尺寸和重量以及系統(tǒng)性能和電池壽命方面的優(yōu)勢將有助于提高電動汽車的普及率。

公司已經(jīng)在計劃并寄希望于這種增長成為巨大的收入來源。本月早些時候，占整個汽車碳化硅市場約50%份額的意法半導(dǎo)體表示，將與三安光電在中國重慶建立一家200毫米碳化硅制造合資企業(yè)。

OnSemi 一直在大舉投資和交易，與汽車電子設(shè)備制造商 Vitesco Technologies簽署了為期 10 年的 SiC 協(xié)議。此外，在與 EV 充電器制造商Kempower達(dá)成不同的供應(yīng)協(xié)議后，該公司承諾以20 億美元的新投資擴(kuò)大其一家晶圓廠的 SiC 生產(chǎn)。

X-Fab 表示，將斥資 2 億美元擴(kuò)建其德克薩斯州拉伯克的芯片工廠，用于生產(chǎn)更多 SiC 器件，博世收購美國半導(dǎo)體代工廠TSI Semiconductors，以在 2030 年底之前擴(kuò)展其自有 SiC 芯片產(chǎn)品組合。博世給出了預(yù)期的汽車電氣化轉(zhuǎn)型作為收購的原因。

今年 2 月，Wolfspeed Inc. 表示將在歐洲建設(shè)其第一家半導(dǎo)體工廠，這是一家用于 SiC 器件的 200 毫米晶圓工廠。該晶圓廠將建在德國薩爾州，是 Wolfspeed 更廣泛的 65 億美元產(chǎn)能擴(kuò)張計劃的一部分，該公司還將擴(kuò)大其在美國的其他 SiC 業(yè)務(wù)。

德州儀器 (TI) 和 Skyworks 等其他公司也在加快開發(fā)主要用于汽車市場的 SiC 半導(dǎo)體的計劃，但也將在其他熱門市場發(fā)揮作用。