碳化硅（SiC）半導(dǎo)體的生產(chǎn)已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，但直到最近，隨著汽車市場加速迎來其歷史上最大的電氣化轉(zhuǎn)型，這項技術(shù)才變得備受矚目。

由于政府對氣候變化的要求以及可能更重要的是消費者需求呈指數(shù)級增長，汽車原始設(shè)備制造商（OEMs）計劃將電池電動車型轉(zhuǎn)為未來10至15年主要銷售的汽車。這種電氣化轉(zhuǎn)型正日益定義了汽車動力半導(dǎo)體的整體市場需求。最初，汽車動力半導(dǎo)體市場主要由硅IGBT和MOSFET主導(dǎo)，而SiC和氮化鎵（GaN）等寬帶隙半導(dǎo)體的機會僅限于早期采用者，如特斯拉。

但隨著當(dāng)前汽車市場的轉(zhuǎn)向電池電動汽車以及汽車OEMs持續(xù)過渡至電動車隊，SiC的需求迅速增長。

不斷增加的收入

根據(jù)市場研究公司TechInsights的數(shù)據(jù)，到2030年，來自電動汽車生產(chǎn)的整體SiC市場將達(dá)到96億美元的收入，并將在2027年之前以驚人的37%的復(fù)合年增長率增長。

TechInsights汽車部門的執(zhí)行董事Asif Anwar表示：“然而，我們并不認(rèn)為其他功率電子半導(dǎo)體的需求會消失，到那時，硅基IGBT、MOSFET和二極管仍將占整體市場需求的50%。”

汽車動力市場——功率MOSFET、IGBT和SiC半導(dǎo)體——預(yù)計到2030年將達(dá)到266億美元的收入，這幾乎是今年的126億美元收入的兩倍。未來五年，汽車用電力芯片市場的復(fù)合年增長率（CAGR）預(yù)計將達(dá)到16.0%。

在電動汽車中的應(yīng)用

SiC的使用將取決于正在制造的電動汽車類型。對于輕度混合動力汽車，該細(xì)分市場將繼續(xù)依賴硅MOSFET的使用，不過，如果價格能夠降低到與當(dāng)前的MOSFET相匹配，可能會有一些GaN技術(shù)的應(yīng)用。對于全混合動力汽車和插電混合動力汽車，SiC和GaN等寬帶隙技術(shù)將不太適用，因為主流硅IGBT和MOSFET技術(shù)在成本效益方面更具優(yōu)勢，TechInsights表示。

全電池電動汽車將成為SiC芯片在主要逆變器中的主要驅(qū)動力，此外，SiC芯片將越來越多地用于電力電子系統(tǒng)，如DC-DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器。盡管SiC芯片的價格比其他技術(shù)要高得多，但這些技術(shù)在減小尺寸和重量、提高系統(tǒng)性能和電池壽命等方面的優(yōu)勢將有助于更大范圍的電動汽車滲透率，TechInsights表示。

預(yù)計的需求

各公司已經(jīng)制定計劃并寄希望于這種增長將成為巨大的收入來源。本月初，ST微電子（ST Microelectronics）宣布將與中國重慶的三安光電（Sanan Optoelectronics）建立一家200毫米SiC制造合資企業(yè)，ST微電子占據(jù)了整個汽車SiC市場約50%的份額。

OnSemi一直在大規(guī)模簽署協(xié)議并進行投資，與汽車電力設(shè)備制造商Vitesco Technologies簽署了為期10年的SiC協(xié)議。此外，在與電動汽車充電設(shè)備制造商Kempower達(dá)成不同供應(yīng)協(xié)議后，該公司承諾將投資20億美元擴大SiC生產(chǎn)。

X-Fab表示將投資2億美元擴大其位于德克薩斯州拉伯克（Lubbock）的芯片制造廠，以生產(chǎn)更多的SiC器件，博世（Bosch）則收購了美國半導(dǎo)體代工廠TSI Semiconductors，以擴大其SiC芯片組合，直至2030年結(jié)束。博世表示，汽車電氣化轉(zhuǎn)型是此次收購的原因。

今年2月，Wolfspeed Inc.表示將在歐洲建設(shè)其首家半導(dǎo)體工廠，一家生產(chǎn)SiC器件的200毫米晶圓廠。這家晶圓廠將建在德國的薩爾蘭（Saarland），是Wolfspeed總體65億美元產(chǎn)能擴展計劃的一部分，該計劃還將包括在美國擴展其其他SiC業(yè)務(wù)。

其他公司，如德州儀器（Texas Instruments）和Skyworks，也正在加速開發(fā)SiC半導(dǎo)體的計劃，主要面向汽車市場，但也將參與其他潛在市場。

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