將達(dá)100億美元，SiC功率器件市場(chǎng)急速擴(kuò)張

2024 年 3 月，法國(guó)市場(chǎng)研究公司 Yole Group 發(fā)布了 SiC（碳化硅）/GaN（氮化鎵）市場(chǎng)研究報(bào)告。報(bào)告稱，預(yù)計(jì) 2029 年 SiC 功率器件市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 100 億美元。SiC 市場(chǎng)的快速擴(kuò)張主要得益于 EV（電動(dòng)汽車）的需求，預(yù)計(jì) 2023 年市場(chǎng)將比上年增長(zhǎng) 60%。

SiC 功率器件市場(chǎng)規(guī)模及同比增速趨勢(shì)。 來(lái)源：Yole Group

2029 年 WBG 半導(dǎo)體將占功率器件市場(chǎng)的 35%

2029 年電力電子市場(chǎng)中，采用 SiC、GaN 等寬帶隙（WBG）半導(dǎo)體的產(chǎn)品預(yù)計(jì)將占總量的 35% 以上，其中 SiC 預(yù)計(jì)將占總量的 26.8%。

電力電子市場(chǎng)各材料占比趨勢(shì)。來(lái)源：Yole Group

SiC/GaN 功率器件市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)始于 2018 年至 2019 年左右，并持續(xù)至今。SiC 功率器件市場(chǎng)最初是在特斯拉在其電動(dòng)汽車「Model 3」的逆變器中采用 SiC 時(shí)獲得動(dòng)力的，但現(xiàn)在 800V 高速電動(dòng)汽車充電已成為趨勢(shì)。

使用 SiC 功率器件的電動(dòng)汽車正在量產(chǎn)，例如比亞迪的「漢」和現(xiàn)代的「IONIQ 5」。到 2023 年，意法半導(dǎo)體、安森美、英飛凌科技（以下簡(jiǎn)稱英飛凌）、Wolfspeed、ROHM 等多家主要器件制造商的 SiC 功率器件營(yíng)收將創(chuàng)下歷史新高。到 2025 年，這些公司的 SiC 功率器件銷售額預(yù)計(jì)將超過(guò) 10 億美元，并且許多公司計(jì)劃在未來(lái)幾年擴(kuò)大其設(shè)施。

Yole 預(yù)計(jì) SiC 功率器件市場(chǎng)在未來(lái)幾年將再增長(zhǎng)一個(gè)檔次，因?yàn)椴粌H汽車，而且工業(yè)/能源/鐵路應(yīng)用都在增長(zhǎng)勢(shì)頭。

按應(yīng)用劃分的 SiC 功率器件市場(chǎng)規(guī)模趨勢(shì)。來(lái)源：Yole Group

Yole 表示，2023 年 SiC 晶圓/外延片市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)勁，尤其是在中國(guó)，由于大規(guī)模產(chǎn)能擴(kuò)張，但現(xiàn)在存在產(chǎn)能過(guò)剩的擔(dān)憂。SiC 相關(guān)市場(chǎng)在 2024 年上半年面臨阻力，SiC 功率器件主要客戶特斯拉預(yù)計(jì) 2024 年增長(zhǎng)放緩。據(jù)稱，供應(yīng)鏈中的企業(yè)正在降低庫(kù)存水平，等待 2024 年下半年市場(chǎng)的復(fù)蘇。

GaN 功率器件市場(chǎng)持續(xù)高速增長(zhǎng)，2029 年將達(dá)到 25 億美元

GaN 功率器件市場(chǎng)主要由消費(fèi)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。最近的趨勢(shì)包括充電器的更高輸出功率以及家用電器電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的更高效率/小型化。汽車和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用對(duì) GaN 功率器件的期望也不斷提高，預(yù)計(jì)到 2029 年 GaN 功率器件市場(chǎng)將增長(zhǎng)至 24.5 億美元。

按應(yīng)用劃分的 GaN 功率器件市場(chǎng)規(guī)模趨勢(shì)。來(lái)源：Yole Group

在 GaN 功率器件行業(yè)，垂直集成器件制造商（IDM）的商業(yè)模式預(yù)計(jì)未來(lái)將更加占主導(dǎo)地位，并且參與者的整合正在取得進(jìn)展。英飛凌對(duì) GaN Systems 的收購(gòu)是迄今為止業(yè)界最大的一筆收購(gòu)，總計(jì) 8.3 億美元。瑞薩電子還宣布將以 3.39 億美元收購(gòu) Transphorm。預(yù)計(jì)將于 2024 年上半年完成。

總體而言，2023 年至 2029 年，GaN 功率器件市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以 45% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率擴(kuò)張，到 2029 年將達(dá)到 24.5 億美元以上。這種快速增長(zhǎng)引發(fā)了人們的興趣，過(guò)去六個(gè)月宣布的投資超過(guò) 16 億美元，包括并購(gòu)和其他融資。

中國(guó)十分看好第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用前景。最近幾年，國(guó)家持續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策支持第三代半導(dǎo)體發(fā)展，2016 年 7 月，國(guó)務(wù)院《關(guān)于印發(fā)「十三五」國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》明確發(fā)展第三代半導(dǎo)體芯片；2019 年 11 月工信部將第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品寫入《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》，2019 年 12 月，在《長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確要求加快培育布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；2020 年 7 月為鼓勵(lì)企業(yè)積極發(fā)展集成電路，國(guó)家減免相關(guān)企業(yè)稅收；2021 年 3 月，十四五規(guī)劃中特別提出第三代半導(dǎo)體要取得發(fā)展；2021 年 8 月，工信部將第三代半導(dǎo)體納入「十四五」產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新相關(guān)發(fā)展。

國(guó)內(nèi)外廠商積極布局碳化硅，產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善。SiC 襯底市場(chǎng)高度集中，2020 年山東天岳在半絕緣型市場(chǎng)份額達(dá) 30%。超芯星是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多掌握 PVT 和 HTCVD 兩種長(zhǎng)晶技術(shù)路線的公司。以東莞天域和瀚天天成為代表的國(guó)內(nèi)碳化硅外延廠商，已研制成功 6 英寸碳化硅外延晶片，逐漸實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。國(guó)內(nèi)廠商在 SiC 功率器件領(lǐng)域入局較晚，目前市場(chǎng)份額較小，但由于行業(yè)處于早期階段，格局尚未定型。長(zhǎng)飛先進(jìn)半導(dǎo)體采用 IDM 模式，業(yè)務(wù)覆蓋外延、設(shè)計(jì)、晶圓制造、模組全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，目前其 SiC MOSFET 已投產(chǎn)能與規(guī)劃產(chǎn)能均為國(guó)內(nèi)第一，并且其產(chǎn)品已通過(guò)頭部車廠、Tier1 客戶認(rèn)證，是國(guó)內(nèi)首批上新能源車主驅(qū)逆變器的廠商。

碳化硅襯底材料是碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈中最具價(jià)值的一環(huán)。碳化硅器件制作過(guò)程可分為襯底加工、外延生長(zhǎng)、器件設(shè)計(jì)、制造、封裝等環(huán)節(jié)。產(chǎn)業(yè)鏈存在較為顯著的價(jià)值量倒掛現(xiàn)象，其中襯底制造技術(shù)壁壘最高、價(jià)值量最大。在碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈中，碳化硅襯底約占碳化硅器件成本的 47%。而對(duì)于硅基器件來(lái)說(shuō)，晶圓制造占據(jù) 50% 的成本，硅片襯底僅占據(jù) 7% 的成本。從不同行業(yè)的滲透節(jié)奏來(lái)看，800V 平臺(tái)與碳化硅相擁而來(lái)推動(dòng)新能源汽車 2023 年成為第一大爆發(fā)市場(chǎng)。細(xì)分應(yīng)用中，主逆變器作為最核心、價(jià)值最大領(lǐng)域已采用純 SiC MOSFET 替代方案，OBC、DC-DC 當(dāng)前仍以 SiC SBD 作為近期過(guò)渡。

隨著氮化鎵行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，中國(guó)氮化鎵行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。目前的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在消費(fèi)電子、新能源汽車、光伏及儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)計(jì)算中心等領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)氮化鎵創(chuàng)業(yè)公司眾多、行業(yè)集中度相對(duì)分散，但是以英諾賽科為代表的 GaN IDM 公司優(yōu)勢(shì)明顯，可以廣泛覆蓋不同的下游應(yīng)用場(chǎng)景并自主掌握工藝和產(chǎn)能保障，未來(lái)將持續(xù)提升市場(chǎng)份額。