Power SiC 2018 Materials, Devices and Applications
汽車承載碳化硅（SiC）上路，相關供應鏈準備好了嗎？
汽車應用正推動功率SiC市場快速增長
根據麥姆斯諮詢報道，2017年的發展趨勢顯示SiC晶體管的應用已經很明朗，正逐漸平穩地滲透到各個應用領域。Yole預測SiC功率半導體市場規模到2023年將增長至14億美元，2017~2023年期間的複合年增長率（CAGR）可達29%。目前，SiC功率市場仍然主要受功率因數校正（PFC）和光伏（PV）應用中使用的二極管驅動。然而，Yole預計五年內，驅動SiC器件市場增長的主要因素將是晶體管，該細分市場在2017~2023年期間的複合年增長率將達到驚人的50%。其應用增長部分得益於與第一代產品相比，晶體管性能和可靠性的提高，為客戶應用提供了信心。
功率SiC產業驅動因素路線圖
我們在與行業企業的交流中發現的熱點之一，便是未來5到10年內汽車領域的SiC應用。其應用率取決於採用SiC的位置，例如主逆變器、車載充電器（OBC）或DC/DC轉換器。
2018年，20多家汽車廠商已經在為OBC使用SiC肖特基勢壘二極管（SBD）或SiC MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）晶體管，這將推動相關市場到2023年的複合年增長率達到44%。我們預計一些市場開拓者會在主逆變器中採用SiC，使2017~2023年期間的市場複合年均增長率達到鼓舞人心的108%。這一數字是很有可能達到的，因為幾乎所有汽車製造商都有未來幾年在主逆變器中應用SiC的計劃。特別是中國汽車企業正在重點考慮採用SiC。
SiC功率器件發展時間軸
PV市場也在近幾個月吸引了我們的關注。去年，中國的安裝量幾乎達到了全球的一半。因此，PV市場將助力SiC器件市場的增長，但新的政府法規意味著我們降低了對該領域市場的預期。
系統製造商對高可靠且具有成本效益的系統應用感興趣，而不會過多考量功率器件是基於硅還是基於SiC。因此，即使證明SiC的性能優於硅，但系統製造商仍然會對SiC逆變器的長期可靠性和總成本打個問號。
本報告總覽了SiC功率器件市場，包括電動汽車/混合動力汽車（EV/HEV）、充電基礎設施、PV、電源、鐵路、馬達驅動和不間斷電源（UPS）以及風力發電。本報告還概述了SiC器件目前的可靠性現狀，並對比分析了SiC系統相比硅IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的附加成本。
立足2018，SiC技術是否已跨越鴻溝？
SiC應用加速，供應鏈準備好了嗎？
從2018年的市場現狀來看，我們確信市場將會繼續增長。如今，SiC器件市場的問題不是它是否會增長，而是它在五年內會有多大幅度的增長。另一個問題是，供應鏈是否已準備好迎接市場的加速增長？晶圓供應，是2018年的市場瓶頸之一。
在此，我們不得不探討從2016年底開始的SiC晶圓供應短缺問題。去年，來自市場的抱怨不斷。有些人預計這種情況將在2017年下半年得到緩解。但現在我們已來到了2018年中，市場供應短缺問題仍然存在。主要有兩個原因造成了這種現狀：首先，從4英寸到6英寸晶圓的轉變，比供應商預期的要快得多；其次，晶圓需求的增長，也快於市場預期。
這種情況還將持續嗎？有些人認為這是暫時的也是常見的，這是向更大尺寸晶圓遷移時的正常現象。另一群人則認為這一現狀很嚴峻。這對於晶圓供應商來說是好事情，因為供應短缺可以使它們維持高價。但是，為了滿足眾多客戶的需求，它們投入也很大。我們預計未來幾年，它們將投入數億美元。Cree-Wolfspeed（科銳）、II-VI（貳陸）和Dow（陶氏）等領先SiC晶圓供應商都在加大投入擴大產能。
就外延片市場而言，近年來一直在努力起飛，但市場情況變化很快。例如，隨著技術日趨成熟、外包比例不斷增長，我們看到Showa Denko（昭和電工）在2015年、2016年和2018年一直在連續擴大產能。
Yole邀您分享其對於晶圓供應短缺現狀及其影響的分析，以及對晶圓和外延片市場的預測。
2018年SiC晶圓市場競爭格局（包括研發機構）
意法半導體和特斯拉合作落地，科銳熱情高漲
快速發展的市場總是伴隨著大量參與廠商的經營活動，2017~2018年期間的幾個重要事件值得我們關注。2018年2月，Cree在放棄將其Wolfspeed業務出售給Infineon（英飛凌）之後，Cree在其投資者日宣佈了一項180°的戰略轉變。該公司決定專注於Wolfspeed，儘管這是Cree最小的業務，但截至2017年，Wolfspeed仍是SiC晶圓和SiC功率器件市場的領導者。
這一戰略支點將使Cree能夠在其SiC業務中投入更多資金，擴大晶圓、外延片和器件的產能，為市場增長做好準備。而併購失敗的另一方Infineon，也開發了其功率SiC業務。該公司與Cree簽署了一份長期的SiC晶圓供應協議，並於2018年開始在不同的電力電子貿易展和會議上積極推廣其CoolSiC MOSFET產品。
與此同時，特斯拉在其電動汽車中採用SiC MOSFET著實令市場興奮。儘管自2016年便開始有此傳言，但沒有更多信息證明它是否會應用在OBC和/或主逆變器中。通過逆向工程確認，特斯拉的Model 3車型使用了來自STMicroelectronics（意法半導體）的1-in-1頂部引線框架模塊，包含了兩個SiC MOSFET。
一種代工模式正在清晰地形成，這有助於無晶圓廠和輕晶圓廠公司推出SiC產品，使該技術更容易獲得。但2017年的代工服務供應仍然短缺。一家新的6英寸晶圓代工廠——Clas-SiC Wafer Fab Limited在2017年成立，其中包括了來自Raytheon（雷神公司）的整個SiC團隊，Raytheon已停止了其SiC業務。此外，臺灣代工廠Episil（漢磊科技）現在也很活躍。
本報告總覽了功率SiC產業，覆蓋了從材料到外延到模組的整個價值鏈。本報告還提出了Yole對當前市場動態和未來發展趨勢的獨到見解。
特斯拉Model 3逆變器：意法半導體車規級SiC功率模塊
本報告涉及的部分公司：ABB, Alstom, Ascatron, Aymont, Bombardier, Basic Semiconductor, Brückwell Technology, Caly Technology, Clas-SiC wafer fab, Cree, CRRC, Danfoss, Delphi, DENSO, Dow Corning, Epiworld, Episil, Fraunhofer IISB, Fuji Electric, GE, GeneSiC, Global Power Device, Global Power Technology, Hestia Power, Hitachi, IBS, II-VI, Infineon, MicroSemi, CMitsubishi Electric, Norstel, Northrop Grumman, NXP, ON Semiconductor, Panasonic, Philips, Powerex, Raytheon, RENESAS, ROHM, Sanrex, Schneider Electric, Semikron, Shindengen, SICC, Siemens, SMA, STMicroelectronics, Toshiba, Toyota, United Silicon Carbide, WeEn, Wolfspeed, X-Fab, Yaskawa…
若需要購買《功率碳化硅（SiC）材料、器件和應用-2018版》報告，請發E-mail：wuyue#memsconsulting.com（#換成@）。
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