近年來(lái)討論熱烈的碳化硅(Silicon Carbide, SiC)材料，由于其耐高溫、切換速度快、可小型化的好處，未來(lái)各種半導(dǎo)體應(yīng)用都將會(huì)往SiC材料發(fā)展。SiC的特性也能大幅提升電動(dòng)車電源控制元件的效能，因此該材料導(dǎo)入電動(dòng)車電源控制已然成為未來(lái)趨勢(shì)，約在2025年可已開始看見相關(guān)應(yīng)用開始導(dǎo)入平價(jià)電動(dòng)車款。
SiC能夠承受攝氏175度以上高溫環(huán)境，比傳統(tǒng)硅材料的攝氏150度還要耐高溫環(huán)境，因此將非常適合應(yīng)用于電動(dòng)車逆變器之中。英飛凌電源管理及多元電子事業(yè)處首席工程師林志宏指出，但由于使用SiC材料的逆變器成本較高，因此將會(huì)由高階汽車優(yōu)先導(dǎo)入。在小型的平價(jià)車款應(yīng)用中目前依然是以硅材料為主流，大約將在2025年之后才能看到SiC材料元件在電動(dòng)車上有較為廣泛的應(yīng)用。
英飛凌汽車半導(dǎo)體業(yè)務(wù)事業(yè)處大中華區(qū)經(jīng)理?xiàng)钛呕葜赋?，目前使用SiC材料的電源控制器已在工業(yè)上有許多應(yīng)用，然而因?yàn)檐囉每刂破鞯募夹g(shù)門檻更高，因此英飛凌將先由工業(yè)應(yīng)用切入，再帶入車用領(lǐng)域。
電動(dòng)車的產(chǎn)量提升帶動(dòng)了各種半導(dǎo)體的應(yīng)用增加。傳統(tǒng)燃油車中的半導(dǎo)體應(yīng)用非常少，多是以電動(dòng)座椅、影音裝置、車燈控制等等車體控制的元件為主，而在電動(dòng)車應(yīng)用之中，除了原本車用的車體控制半導(dǎo)體元件之外，更多了電力電子控制的相關(guān)需求，電源控制器的需求也隨之增加。楊雅惠指出，由于電源控制器單價(jià)較高，所帶動(dòng)的營(yíng)業(yè)額成長(zhǎng)也將相當(dāng)可觀，因此車用控制器將會(huì)是英飛凌未來(lái)非常重視的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司IHS Markit最新預(yù)測(cè)，至2020年中國(guó)生產(chǎn)的插電式混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車產(chǎn)量將達(dá)到200萬(wàn)輛，2024年將達(dá)到430萬(wàn)輛，約占全球預(yù)期總需求量的45%。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2017年中國(guó)生產(chǎn)的插電式混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車產(chǎn)量為79.4萬(wàn)輛。
2022年SiC市場(chǎng)產(chǎn)值5.5億美元，國(guó)產(chǎn)仍需努力
據(jù)YOLE預(yù)測(cè)，到2020年全球SIC應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到5億美元，而到2022年全球SiC市場(chǎng)將會(huì)進(jìn)一步翻一番達(dá)到10億美元的規(guī)模。其中2016年到2020年年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）將達(dá)到28%，而隨著整體市場(chǎng)的加快發(fā)展，2020年到2022年這兩年間的CAGR將會(huì)猛增到40%。
同時(shí)，電動(dòng)汽車（EV/HEV）以及軌道交通（Rail）等領(lǐng)域的應(yīng)用從2017年開始逐步擴(kuò)大應(yīng)用占比，其他領(lǐng)域應(yīng)用保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。目前，全球有超過30家公司在電力電子領(lǐng)域擁有SiC相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、制造和銷售能力。
國(guó)外器件系統(tǒng)研發(fā)，其中低功率器件已經(jīng)產(chǎn)品化。目前國(guó)際上推出SiC芯片和模塊的公司包括Cree，英飛凌，羅姆，意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）等；英飛凌公司最早在2001年推出SiC肖特基二極管，Rohm公司最早在2010年推出SiC MOSFET產(chǎn)品。當(dāng)前，國(guó)外SiC襯底制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到8英寸的水平。
單晶襯底方面，主要企業(yè)有天科合達(dá)，山東天岳，目前天科合達(dá)已有6寸SiC單晶襯底產(chǎn)品；
外延生長(zhǎng)方面，主要企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)有廈門瀚天天成、廣東東莞天域，可量產(chǎn)600～1700V級(jí)別的外延片，可定制厚度至100μm的外延層，以及P型摻雜的SiC外延層；
器件研制方面，主要企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)有中科院微電子所、中車時(shí)代電氣、中電55所、13所、電子科技大學(xué)，西安電子科技大學(xué)、浙江大學(xué)、國(guó)網(wǎng)、泰科天潤(rùn)等，泰科天潤(rùn)已實(shí)現(xiàn)600~1200V/1~50A肖特基二極管產(chǎn)業(yè)化，另有1700V和3300V電壓等級(jí)產(chǎn)品；
模塊應(yīng)用方面，主要企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)有中車、中科院電工所等。
總體來(lái)講，全球SiC產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國(guó)、歐洲、日本三足鼎立態(tài)勢(shì)。其中美國(guó)全球獨(dú)大，全球SiC產(chǎn)量的70%~80%來(lái)自美國(guó)公司；歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、器件以及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈；日本是設(shè)備和模塊開發(fā)方面的絕對(duì)領(lǐng)先者。
我國(guó)LED方面處于國(guó)際先進(jìn)水平，但在三代半的電力電子和微波射頻領(lǐng)域是短板。未來(lái)，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以圍繞這三個(gè)方向努力：1）集中優(yōu)勢(shì)資源扶持龍頭企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)；2）公共研發(fā)平臺(tái)共同攻克基礎(chǔ)技術(shù)；3）借助行業(yè)協(xié)會(huì)的力量，先行規(guī)劃產(chǎn)業(yè)發(fā)展線路。