市场概要

2021 年，全球碳化硅 (SiC) 市场规模为 29.8 亿美元，华林科纳预计在预测期内的收入复合年增长率为 11.4%。由于零排放技术的迅速采用，全球对电动汽车 (EV) 的需求不断增加，由于对消费电子产品的需求不断增加，电子行业的快速增长，以及由于其高实用性和独特特性，各个行业对 SiC 的需求不断增长.

由于零排放技术的迅速采用，全球对电动汽车的需求不断增加，预计将推动对碳化硅的需求。根据国际能源署 (IEA) 的《2021 年全球电动汽车展望》，2020 年电动汽车的注册量增加了 41%，全球售出约 300 万辆电动汽车。电动汽车比燃料汽车的快速普及可以在实现将全球温度上升限制在 1.5°C 的目标方面发挥重要作用，这一目标是联合国 (UN) 在《巴黎协定》中决定的高于工业化前的时间。然而，电动汽车的采用必须辅之以增加对电动汽车充电站建设的投资。2020年电动汽车销量约30万辆，约占美国新车市场的2%，预计将快速增长。美国政府已拨款 150 亿美元建设 50 万个电动汽车充电站。同样，2020 年 4 月 10 日，中国政府投资 14.2 亿美元（100 亿人民币）将国内电动汽车充电网络扩大 50%。预计到 2020 年将建立约 600,000 个充电点。与基于硅的充电基础设施相比，碳化硅用于电动汽车充电基础设施，以提供更高的电压和更高的功率水平。碳化硅快速直流充电解决方案可在 25% 的区域内多提供 33% 的功率，并降低 50% 的损耗。由于更强大的传导和开关损耗，碳化硅 MOSFET 用于电池电动汽车 (BEV)，而不是硅 IGBT，从而为车辆提供更大的续航里程。

由于对消费电子产品的需求增加，电子行业的快速增长预计将推动市场的收入增长。消费电子产品销量增长的推动力来自信息技术（IT）和家电领域的不断创新，线上渠道销量激增，电子产品高端化趋势明显，下层经济快速增长城市。此外，对智能设备的不断增长的需求和物联网的快速采用预计将进一步促进市场的收入增长。据报道，到 2023 年，蜂窝物联网连接的数量预计将达到 35 亿，据估计，2020 年，医院、诊所和医疗办公室使用了 6.46 亿台物联网设备。

由于第三代半导体材料的高实用性和独特特性，各行业对第三代半导体材料的需求不断增长，预计将显着推动市场收入增长。SiC是一种半导体化合物，具有高导热性、高能效和工作频率，以及低热膨胀。宽带隙和高热稳定性使 SiC 器件能够在高于硅的结温下使用，甚至超过 200°C。此外，其低漂移区电阻导致 SiC 在功率应用中得到采用。与传统硅相比，SiC 中更宽的带隙使其具有更高的热和电子特性。这一特性使功率器件能够在更高的频率、温度和电压下高效运行。此外，碳化硅可以以许多不同的形式使用，例如可以装配在一起形成耐用陶瓷的 SiC 颗粒，可以将 SiC 纤维添加到聚合物基体中以形成复合材料。美国国家航空航天局 (NASA) 的格伦研究中心开发了一种快速处理强度更高的碳化硅的方法。预计该工艺将增加轻质、高性能 SiC/SiC 陶瓷基复合材料 (CMC) 材料和 SiC 纤维在航空、汽车、发电等各个行业的应用。与其他商用 SiC 纤维相比，NASA 使用的加工过的 SiC 纤维具有较高的抗拉强度和最佳的抗蠕变断裂性能。可以将 SiC 纤维添加到聚合物基体中以形成复合材料。美国国家航空航天局 (NASA) 的格伦研究中心开发了一种快速处理强度更高的碳化硅的方法。预计该工艺将增加轻质、高性能 SiC/SiC 陶瓷基复合材料 (CMC) 材料和 SiC 纤维在航空、汽车、发电等各个行业的应用。与其他商用 SiC 纤维相比，NASA 使用的加工过的 SiC 纤维具有较高的抗拉强度和最佳的抗蠕变断裂性能。可以将 SiC 纤维添加到聚合物基体中以形成复合材料。美国国家航空航天局 (NASA) 的格伦研究中心开发了一种快速处理强度更高的碳化硅的方法。预计该工艺将增加轻质、高性能 SiC/SiC 陶瓷基复合材料 (CMC) 材料和 SiC 纤维在航空、汽车、发电等各个行业的应用。与其他商用 SiC 纤维相比，NASA 使用的加工过的 SiC 纤维具有较高的抗拉强度和最佳的抗蠕变断裂性能。预计该工艺将增加轻质、高性能 SiC/SiC 陶瓷基复合材料 (CMC) 材料和 SiC 纤维在航空、汽车、发电等各个行业的应用。与其他商用 SiC 纤维相比，NASA 使用的加工过的 SiC 纤维具有较高的抗拉强度和最佳的抗蠕变断裂性能。预计该工艺将增加轻质、高性能 SiC/SiC 陶瓷基复合材料 (CMC) 材料和 SiC 纤维在航空、汽车、发电等各个行业的应用。与其他商用 SiC 纤维相比，NASA 使用的加工过的 SiC 纤维具有较高的抗拉强度和最佳的抗蠕变断裂性能。

市场动态：

由于零排放技术的迅速采用，全球对电动汽车的需求不断增加

温室气体的快速增加和政府减少石油进口的各种举措导致对电动汽车和电动汽车充电站的需求快速增长。欧洲能源署 (EEA) 的研究发现，电动汽车的碳排放量比汽油或柴油汽车低 17-30% 左右。这导致电动汽车的迅速普及和全球销量的增长。2021年全球电动汽车销量达到675万辆，比2020年增长108%，纯电动汽车占电动汽车总销量的71%。随着电动汽车市场的增长，汽车制造商需要更高电压的驱动系统，以减少电动汽车的充电时间和整体重量，从而实现更长的续航里程。STMicroelectronics 等公司推出了第三代 STPOWER 碳化硅 (SiC) MOSFET，用于针对高级电源应用，例如 EV 动力总成和其他对能效、功率密度和可靠性发挥重要作用的应用。电动汽车和电动汽车充电站中使用的功率器件必须满足与功率损耗、击穿电压、开关频率、最高工作温度和热导率相关的特定要求。STMicroelectronics 的第三代 STPOWER SiC MOSFET 专为满足高端汽车应用的要求而设计，包括 EV 牵引逆变器、车载充电器和 DC/DC 转换器。预计此类举措将有助于市场的收入增长。电动汽车和电动汽车充电站中使用的功率器件必须满足与功率损耗、击穿电压、开关频率、最高工作温度和热导率相关的特定要求。STMicroelectronics 的第三代 STPOWER SiC MOSFET 专为满足高端汽车应用的要求而设计，包括 EV 牵引逆变器、车载充电器和 DC/DC 转换器。预计此类举措将有助于市场的收入增长。电动汽车和电动汽车充电站中使用的功率器件必须满足与功率损耗、击穿电压、开关频率、最高工作温度和热导率相关的特定要求。

制造缺陷最少的大型 SiC 晶圆的制造和加工成本高

碳化硅不能作为天然矿物获得，因此它是通过使用熔炉技术制造的。碳化硅材料在高温条件下进行商业制造，比硅更昂贵。有几个因素导致代工厂的器件制造成本较高，例如制造设施数量较少。此外，化学惰性和低扩散系数使 SiC 制造中的掺杂变得困难。目前的制造工艺会在 SiC 衬底中产生不同类型的材料缺陷。此外，氮化镓等替代品的可用性，它具有相似的特性，例如维持高压、高频、相似带宽和击穿场的能力，可以抑制对碳化硅作为第三代半导体材料不断增长的需求。氮化镓中比 SiC 更高的电子迁移率使其更适合高频应用。预计这些因素将阻碍市场的收入增长。

关键要点

设备展望：                                                                       

基于该器件，全球碳化硅市场已细分为 SiC Discrete、SiC Bare Die 和 SiC Module。SiC 分立部分在 2021 年占据最大的市场份额。SiC 分立部分进一步细分为 SiC MOSFET 和 SiC 二极管。SiC MOSFET分立封装主要用于小功率应用，例如工业电源和大功率LED的电源。离散封装具有更大的冷却面积，这有助于离散封装很好地适应有限的冷却条件。碳化硅 (SiC) 肖特基二极管提供更高的开关性能、更高的功率密度、更高的效率和更低的系统成本。这些二极管提供零反向恢复、低正向压降、电流稳定性、高浪涌电压能力、和正温度系数，可以达到更高的击穿电压。STMicroelectronics NV 的碳化硅二极管产品等市场参与者的电压范围为 600 至 1,200 V，并具有零反向恢复和改进的正向电压等特性。此外，这些二极管显着降低了功率损耗，通常用于硬开关应用，例如电信电源、高端服务器、太阳能逆变器、电机驱动器等。预计这将增加对 SiC MOSFET 和 SiC 分立器件的需求，并推动市场收入增长。这些二极管显着降低了功率损耗，通常用于硬开关应用，例如电信电源、高端服务器、太阳能逆变器、电机驱动器等。预计这将增加对 SiC MOSFET 和 SiC 分立器件的需求，并推动市场收入增长。这些二极管显着降低了功率损耗，通常用于硬开关应用，例如电信电源、高端服务器、太阳能逆变器、电机驱动器等。预计这将增加对 SiC MOSFET 和 SiC 分立器件的需求，并推动市场收入增长。

应用前景：        

根据应用，全球碳化硅市场已细分为电网设备、柔性交流输电系统、高压直流系统、电源和逆变器、电动汽车电机驱动和充电站等。预计 EV 电机驱动器和充电站将在预测期内以快速的复合年增长率增长。SiC 在电动汽车和其他电力电子设备中的功效是由于材料的固有特性。与硅相比，SiC 的介电击穿场强和能带隙高 10 倍，热导率是硅的 3 倍。这些特性推动了 SiC 功率开关器件的彻底变革，从而提高了 EV 和 EV 充电基础设施中系统的效率。这导致全球原始设备制造商 (OEM) 和一级汽车制造商对 SiC 的需求不断增长。例如，特斯拉成为第一家在其 Model 3 中添加 SiC MOSFET 的公司。第一代电动汽车由特斯拉公司制造，该公司使用硅基 IGBT；但是，在制造标准轿车时，特斯拉 Model 3 使用了 SiC MOSFET。此外，日本等国家的政府正在采取许多举措来促进电动汽车的大规模制造和快速普及，从而导致销量增加。根据日本汽车经销商协会 (JADA) 的数据，2020 年电动汽车销量接近 140 万辆，新电动汽车占新车总销量的 36.2%，高于 2019 年的 35.2%。自 1997 年丰田普锐斯推出以来，日本市场对 HEV 的需求明显增加。事实上，2020 年销售的新电动汽车中有 97.8% 是混合动力电动汽车 (HEV)，其次是插电式混合动力电动汽车(PHEV)、BEV 和燃料电池电动汽车 (FECV)。预计这将增加对 SiC MOSFET 的需求并推动该领域的收入增长

晶圆尺寸展望：                                                                

根据晶圆尺寸，全球碳化硅市场已细分为 2 英寸、4 英寸和 6 英寸。预计 6 英寸细分市场将在预测期内占最大的收入份额，这可归因于对电动汽车的需求不断增长，以及 OEM 和汽车制造商对碳化硅的偏好日益增加。与 Si MOSFET 相比，SiC MOSFET 可提供更好的性能、更高的开关频率和更高的效率。较高的临界击穿场允许维持额定电压，同时减小器件的厚度。此外，由于更宽的带隙，它具有更低的电流泄漏。这导致市场参与者扩大了基于 SiC 的晶圆的制造规模，以用于广泛的应用。例如，2022 年 3 月 28 日，日本公司 Showa Denko KK，开始量产直径6英寸的碳化硅单晶晶片（SiC晶片），并用作SiC外延晶片的材料，进一步安装到SiC基功率半导体中。与硅基功率半导体相比，这些 SiC 功率半导体具有优异的耐热性能和高耐压。进一步提高了电源模块的能效。这导致电子、汽车等各个领域对 SiC 功率半导体的需求不断增长。由于 SDK 的 SiC 外延片的迅速采用，该公司已决定内部量产 6 英寸 SiC 晶圆。

垂直展望：                                                                      

基于垂直，全球碳化硅市场已细分为能源与电力、汽车、国防、电子和电信。预计电子部门将在预测期内占最大的收入份额。与击穿电压约为 600 V 的硅相比，碳化硅衬底材料具有更高的阈值电压，这使得 SiC 更有利于大功率应用。电动汽车用于为发动机、车载电池充电器和感应充电器提供动力的新组件和变频器，以及用于助力转向等辅助负载的逆变器都需要高压电池。使用 SiC，可以减小 EV 电池的尺寸，同时显着降低 EV 的成本。此外，

区域展望：

根据区域分析，预计亚太市场将在预测期内占据最大的收入份额，因为该地区的政府举措和私人投资增加，以促进制造业和促进电动汽车的快速采用。例如，印度政府推出了三项计划来促进国内电子元件制造，例如生产关联激励计划（PLI）、电子元件和半导体制造促进计划（SPECS）和改进的电子制造集群计划（EMC 2.0）。2021 年 2 月 25 日，Silicon Power Corporation 在印度古吉拉特邦开设了首个此类碳化硅制造单元。

同样，台湾和韩国共同占全球晶圆代工市场的 81% 左右，预计这将支持对 SiC 半导体不断增长的需求。台湾半导体制造有限公司和韩国三星电子有限公司等知名市场参与者在半导体制造业中的存在，预计将推动该地区的半导体制造活动。

中华人民共和国政府采取了许多举措来维持该国对电动汽车不断增长的需求。政府已投资 14.2 亿美元（100 亿人民币）将国内电动汽车充电网络扩大 50%。此外，中国工业和信息化部已决定将重要的半导体基础材料SiC纳入“十四五”规划（2021-25），以促进各行业的技术创新和发展。第三代半导体技术（如 SiC MOSFET）在电子产品和电动汽车中的迅速采用有望支持该地区的收入增长。

预计北美市场在预测期内将实现快速的收入复合年增长率，这可归因于半导体资本设备的知名供应商的存在，这些供应商在全球供应链中发挥着不可或缺的作用。美国政府最近签署了一项行政命令，其中包括对与半导体供应链相关的各种风险的详细审查。此外，作为经济刺激计划的一部分，500 亿美元专门用于半导体制造和研究。英特尔公司等市场参与者宣布投资 200 亿美元在亚利桑那州建立两个新的芯片工厂。英特尔已准备好充当制造合作伙伴，并正在为其他专注于半导体设计和将制造外包给代工厂的芯片公司提供英特尔代工服务。此外，Qorvo, Inc 和 SemiQ Inc 等私营公司拥有广泛的产品组合，包括第三代半导体技术。2021 年 6 月 4 日，GeneSiC Semiconductor Inc. 宣布推出 750V G3R SiC MOSFET，它提供了高水平的性能、更快的开关速度和更高的功率密度。预计这将推动市场的收入增长。

预计欧洲市场在预测期内将录得稳定的收入复合年增长率，这可归因于投资的增加，以促进使用 SiC 的产品研发，该产品可用于电子产品，因为它具有优于硅的优势。例如，欧洲投资银行 (EIB) 向 STMicroelectronics NV 提供了 6 亿欧元（6.4377 亿美元）的资金支持，用于在欧洲研发半导体和工业应用。同样，KDT JU（早期称为 ECSEL JU）是欧盟驱动的公私合作伙伴关系，负责资助电子元件和系统的创新，已启动 Reaction 项目，目标是建立全球和欧洲第一条 SiC 8 英寸试验线电力技术设施。预计这将增加智能能源和智能移动以及工业发展等市场应用对 SiC 的需求。挪威、俄罗斯、荷兰和德国等国家是碳化硅的主要出口国。同样，德国的私营公司如 BJS Ceramics GmbH 也在致力于开发可用于 SiC 纤维增强复合材料的 SiC 纤维。纤维增强复合材料是一种高性能材料，可用作航空、汽车等各个行业的原材料。预计这将推动该地区的收入增长。同样，德国的私营公司如 BJS Ceramics GmbH 也在致力于开发可用于 SiC 纤维增强复合材料的 SiC 纤维。纤维增强复合材料是一种高性能材料，可用作航空、汽车等各个行业的原材料。预计这将推动该地区的收入增长。同样，德国的私营公司如 BJS Ceramics GmbH 也在致力于开发可用于 SiC 纤维增强复合材料的 SiC 纤维。纤维增强复合材料是一种高性能材料，可用作航空、汽车等各个行业的原材料。预计这将推动该地区的收入增长。

竞争格局：

全球碳化硅市场的竞争格局适度分散，少数主要市场参与者在全球和区域层面开展业务。主要参与者参与战略联盟，以扩大各自的投资组合并在全球市场上站稳脚跟。市场上的主要参与者包括 STMicroelectronics NV、Infineon Technologies AG、Rohm Co. Ltd.、Wolfspeed, Inc.、ON Semiconductor Corporation、Fuji Electric Co., Ltd.、Renesas Electronics Corporation、Microchip Technology Inc.、Toshiba Corporation、General Electric Company、GeneSiC Semiconductor Inc.、ESD-SIC BV、Entegris, Inc.、Powerex Inc. 和 Qorvo, Inc.

· 2022 年 3 月 21 日，Microchip Technology 宣布推出 3.3 kV 碳化硅 (SiC) 功率器件，该器件提供高效率、高可靠性和最低电阻，帮助客户快速轻松地转向高压 SiC。这些设备体积小、重量轻，可提供更高效的电源解决方案，并有助于电气化交通、可再生能源、航空航天和其他工业应用。

· 2021 年 12 月 9 日，STMicroelectronics NV 宣布推出第三代 STPOWER SiC MOSFET，用于电动汽车、动力系统和其他以功率密度、能效和可靠性为基本标准的平台。这种新的先进设计有助于制造商在电动汽车的情况下实现快速充电和减轻重量。此外，它们还通过提高电机驱动、可再生能源转换器和其他应用的效率而用于工业应用。