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新能源汽车推动SiC材料器件快速增长

  硅是半导体行业第一代基础材料,目前全球95%以上的集成电路元器件是以硅为衬底制造的。目前,随着电动汽车、5G等应用的发展,高功率、耐高压、高频率器件

  SiC材料由于具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和迁移速率高和击穿电场高等性质,SiC器件在高温、高压、高频、大功率电子器件领域和航天、军工、核能等极端环境应用领域有着不可替代的优势,弥补了传统半导体材料器件在实际应用中的缺陷,正逐渐成为功率半导体的主流。

  根据YoleDéveloppement的数据,2018年全球SiC器件市场规模为4.2亿美元,2019年规模增长至5.64亿美元。未来,随着电动汽车、动力电池,以及电力供应和太阳能的发展,SiC器件市场将进一步快速增长,特别是电动汽车及动力电池的驱动。预计2024年,全球SiC器件市场规模将增长至20亿美元,2018至2024年期间的复合增长率接近30%。根据Yole预测,2020年SiC器件市场规模仍有增长,预计在2023年随着电动汽车的崛起开始快速增长。

  从产业格局看,目前全球SiC产业格局呈现美国、欧洲、日本三足鼎立态势。其中美国全球独大,占有全球SiC产量的70%-80%,碳化硅晶圆市场CREE一家市占率高达六成之多;欧洲拥有完整的SiC衬底、外延、器件以及应用产业链,在全球电力电子市场拥有强大的话语权;日本是设备和模块开发方面的绝对领先者。

  在电动车的应用上,特斯拉已经将SiCMOSFET功率模块集成到Model3逆变器中。Model3逆变器具有24个电源模块,每个模块有2个SiCMOSFET管芯。一辆Model3使用了48个SiCMOSFET管芯;丰田在2014年即开始使用SiC功率器件。采用SiC功率器件后,与仅含硅基器件相比,功率控制单元(PCU)尺寸缩小了80%;目前国内汽车厂商比亚迪也开始在SiC方面的布局。

  第三代半导体材料SiC由于具有高频、高压、耐高温等众多特性,已逐步得到市场青睐。同时,在5G新材料方面,华为也开始SiC材料方面的布局。国内众多公司都开始涉足SiC材料领域。推荐组合兆易创新、三安光电、闻泰科技、华峰测控、安集科技。


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