【專題 | 「晶圓」硅晶圓_硅晶片_晶圓價格_晶圓廠_晶圓代工廠商】

　　近日，市調組織TECHCET發布了最新的碳化硅晶圓材料報告，其中預測，盡管今年全球經濟和其他半導體材料市場普遍出現放緩，但碳化硅晶圓市場將保持強勁增長，達到107.2萬片晶圓，年增長約22%。2022年，碳化硅N型晶圓市場比2021年增長了約15%，總計88.4萬片晶圓，2022年到2027年的整體復合年增長率約為17%。

　　碳化硅由于其化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好、硬度高等特性，被稱為“理想器件”，在當前寬禁帶半導體中應用廣泛。新能源汽車作為當下最熱門的市場，也是碳化硅最能施展拳腳的領域。據了解，碳化硅器件主要應用在新能源汽車的功率控制單元(PCU)、逆變器、DC-DC轉換器、車載充電器等。碳化硅可以使模塊具有周邊元器件系統小型化、電控模塊小型化、冷卻結構簡單化的優勢，從而提升新能源汽車的續航里程。

　　TECHCET表示，碳化硅晶圓的市場需求不斷攀升，主要是因為硅基功率器件已經接近其物理極限，特別是在高速或大功率方面的應用。而碳化硅在材料特性和供應鏈成熟度方面都處于前列，電動汽車、充電基礎設施、綠色能源生產和更高效的功率器件的需求，都在推動碳化硅市場不斷擴大。對此，芯謀研究總監李國強指出，碳化硅MOSFET未來一定會取代車用IGBT芯片。市調機構Yole此前也預測,到2025年,新能源汽車和充電樁領域的碳化硅市場規模將達到17.78億美元，約占碳化硅總市場規模的70%。

　　雖然碳化硅越來越受歡迎，但由于其化學特性，很難將晶錠加工成晶圓，使得碳化硅晶圓的產量不足，導致碳化硅晶圓市場始終供不應求。過去幾年，各大碳化硅廠商都在增加晶錠供應，不斷擴產，但很少有公司真正進入晶片服務市場，價格也居高不下。這也是此前特斯拉在其“投資者日”活動上提出，將減少75%的碳化硅使用的主要原因之一。乍一看，特斯拉像是想舍棄碳化硅技術，其實特斯拉只是覺得碳化硅晶體管成本太高且晶圓尺寸很難擴展，同時也擔心碳化硅器件的產能供應問題。所以，特斯拉將不斷提升自身的碳化硅研發技術，優化功率模塊設計，從而減少碳化硅器件用量。

　　目前，垂直整合的碳化硅器件公司，例如Wolfspeed、ON Semiconductor和ST Microelectronics，正在增強碳化硅晶圓的生產能力，這些公司能夠在內部調節出生產能力。而其他公司則是通過尋求代工服務來彌補這一不足，例如X-trinsic和Halo Industries。

　　此外，企業間關于碳化硅的合作也愈發頻繁。汽車方面，安森美與大眾汽車簽屬戰略協議，為大眾汽車提供Elite碳化硅1200V主逆變器功率模組，另外該系列產品也被起亞汽車選中，用于EV6 GT車型;而Wolfspeed與奔馳深化合作關系，提供其電動汽車所需的碳化硅功率器件。再生能源方面，安森美也與Ampt合作，提供太陽能與儲能系統優化器所需的碳化硅MOSFET;而英飛凌的Cool碳化硅已導入臺達電的雙向逆變器中，應用于太陽能發電、儲能、電動汽車充電三合一系統，另外也助力布魯姆能源的燃料電池和電解系統效率提升。

　　作者：許子皓　　來源：中國電子報、電子信息產業網

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