碳化硅半导体市场估值 – 2024-2031

SiC 的导通电阻低于硅，这减少了运行期间的能量损失并提高了整体效率。与硅相比，SiC 的高击穿场使功率器件的阻断电压区域厚度大约减小 10 倍，掺杂量增加 10 倍。这种配置允许在相同额定电压下将阻断区域的电阻降低大约 100 倍，从而提高性能和效率。因此，SiC 半导体提高了整体效率，推动市场规模在 2024 年超过 8.0293 亿美元，到 2031 年达到 36.1424 亿美元。

SiC 器件能够处理比典型硅器件更高的电压应用。此功能拓宽了潜在应用的范围，并增加了电力电子的设计自由度。因此，SiC 半导体可以处理更高的电压操作，从而使市场在 2024 年至 2031 年期间的复合年增长率达到 15.90%。

碳化硅半导体市场：定义/概述

碳化硅 (SiC) 半导体是使用碳化硅作为半导体材料的电子设备。 SiC 半导体因其与标准硅基半导体相比的独特特性和优势而被应用于各种应用，尤其是电力电子领域。

碳化硅 (SiC) 是一种由硅 (Si) 和碳 (C) 组成的复合半导体，属于宽带隙 (WBG) 类材料。其强大的物理键合使半导体具有出色的机械、化学和热稳定性。SiC 器件具有宽带隙和更好的热耐久性，可以在比硅更高的结温下工作，甚至高于 200°C。

碳化硅在电力应用中的根本优势是其低漂移区电阻，这对于高压电力设备至关重要。碳化硅基半导体具有更高的热导率、更高的电子迁移率和更低的功率损耗。SiC 二极管和晶体管可以在高频率和高温下工作，同时保持可靠性。

SiC 半导体具有巨大的潜力，可以彻底改变电力电子，并为更可持续的未来做出贡献。材料科学、集成技术的不断进步以及对能源效率的日益重视将为 SiC 成为未来技术的基础组件铺平道路。

电子、汽车和可再生能源行业越来越多地采用碳化硅，如何加速碳化硅半导体市场的增长？

碳化硅半导体在电子、汽车和可再生能源行业中越来越多地被采用，这要归功于它们对高温和高压的有效处理。碳化硅半导体在高功率应用中表现更好。SiC 的宽带隙能量和低本征载流子浓度使其能够在比硅高得多的温度下表现出半导体行为。因此，与硅基半导体器件相比，SiC 半导体器件可以在高得多的温度下有效工作。

将非制冷高温半导体电子器件直接集成到热环境中的能力为汽车、航空航天和深井钻探等行业提供了显著的优势。SiC 的高击穿场和热导率，加上其在高结温下工作的能力，理论上使 SiC 器件能够实现极高的功率密度和效率。

SiC 高功率固态开关有可能显著提高电力管理和控制的效率。利用 SiC 电子器件可以使公共电力系统满足日益增长的消费者电力需求，而无需额外的发电厂。此外，它可以通过实施“智能”电源管理系统来提高电能质量和运行可靠性。

SiC 提高了运行可靠性、降低了维护成本并提高了燃油效率，从而推动了 SiC 航空和电子行业的增长。高温、高功率 SiC 器件的非冷却操作有可能推动飞机系统的突破性进展。喷气式飞机用可在恶劣环境条件下生存的分布式智能机电控制装置取代液压控制装置和辅助动力装置，从而显著减轻重量。这一变化可以降低维护要求、减少排放、提高燃油效率并提高运行可靠性。

此外，旨在减少温室气体排放和环境问题的政府法律正在推动全球向电动汽车的转变。电动汽车 (EV) 行业对更快充电、更大行驶里程和卓越整体性能的需求推动了 SiC 半导体的需求，而所有这些都是由基于 SiC 的电力电子技术实现的。为了鼓励使用电动汽车、可再生能源和节能技术，世界各国政府和监管机构都在提供激励措施和补贴。这些活动降低了进入门槛并刺激了需求，从而营造了有利于 SiC 半导体行业扩张的氛围。

SiC 的高成本如何阻碍碳化硅半导体市场的增长？

SiC 半导体通常比硅基半导体更昂贵。这种初始支出可能会阻止一些用户，特别是那些对成本敏感的企业，因为基于 SiC 的系统需要昂贵的组件，例如电源模块和设备。SiC 晶圆和设备的生产能力低于硅基替代品。各行业对 SiC 半导体的需求增加可能会导致供应瓶颈，从而延长交货时间，并可能使产品开发和部署受挫。制造 SiC 晶圆和设备比制造硅基半导体更复杂，资源密集型。这种复杂性会增加制造成本，导致无法确保产品质量的一致性，尤其是在大规模生产中。

将基于 SiC 的组件集成到现有系统和基础设施中，尤其是在以硅基技术为主导的行业中，可能会产生兼容性问题。通常需要额外的工程工作和融资来处理 SiC 半导体的特殊电气和热性能，这可能会阻碍采用率。全球 SiC 半导体行业的特点是存在多家制造商和供应商，导致市场分散和竞争激烈。这种竞争格局可能会给价格和利润率带来压力，尤其是对于那些缺乏强大技术优势或特色的公司而言。

SiC 半导体制造商可能难以遵守行业标准和监管限制，尤其是在汽车和飞机等安全关键型应用中。满足繁琐的认证标准可能会导致更高的成本和交货时间，从而降低基于 SiC 的系统的市场竞争力。尽管在许多方面都超过了基于硅的竞争对手，但潜在购买者仍然担心 SiC 半导体的寿命和长期可靠性。要实现广泛采用，需要通过严格的测试和验证程序建立对 SiC 器件可靠性和使用寿命的信任。

按类别划分的敏锐度

电动汽车和各种工业应用如何推动碳化硅半导体中 SiC 功率模块细分市场的发展？

SiC 功率模块细分市场在碳化硅半导体市场中占据主导地位，这要归功于其在能源、电动汽车和工业领域的广泛应用。这些模块可用作高效的电源转换开关，提高电源效率并降低运营成本。此外，碳化硅功率模块与肖特基势垒二极管和金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 的组合可大大降低开关损耗，而硅基替代品则无法实现。这一优势很可能在预测期内推动市场大幅增长。

碳化硅功率模块的日益普及也推动企业推出新产品，加速品类增长。例如，安森美半导体公司（ON Semi）开发了专为电动汽车高压DC-DC转换而设计的APM32功率模块系列，这表明该领域正朝着创新和扩张的方向发展。此外，SiC功率模块提高了转换效率，与Si-IGBT和SI-FRD相比，它能够显着降低开关损耗。

SiC模块通过允许更小、更便宜的散热器或冷却系统简化了热管理。它们甚至可以用自然冷却方法代替水冷或强制风冷。SiC模块开关频率的提高允许缩小电感器和电容器等无源元件的尺寸。此外，使用多数载流子器件的SiC模块在温度变化时开关损耗的变化很小。尽管阈值电压在较高温度下会降低，但随着工作温度的升高，SiC 功率模块的 Eon 值往往会降低，而 Eoff 值会略高。

此外，SiC 模块可以替代额定电流更高的 IGBT 模块，因为它们的开关损耗可以忽略不计，并且在处理大电流时支持高开关速度。但是，需要注意的是，由于模块或其外围的导线电感而产生的浪涌电压 (V=-L×dI/dt) 可能会超过额定电压，因此需要在设计和实施时仔细考虑。

生产成本降低如何推动碳化硅半导体市场 1 英寸和 4 英寸细分市场的增长？

由于该工具有助于减少设备产量，1 英寸至 4 英寸细分市场在碳化硅半导体市场中占据主导地位。通过采用化学气相沉积 (CVD) 工艺，SiC 外延晶片的表面缺陷更少，从而提高了产量。此尺寸范围包括厚度为 350 ± 25 微米的 N 型和 P 型晶片。

具有 P 型衬底的碳化硅晶片是生产绝缘栅双极晶体管等功率器件的首选。相比之下，N 型衬底经过氮处理以提高功率器件的导电性。这些版本不仅提供卓越的机械质量，而且还与当前的器件生产程序兼容。

此外，1 至 4 英寸碳化硅晶片的量产可行性使其价格实惠，工业应用推动了需求。它们能够减小设备尺寸，这增强了它们的吸引力，使其在预测期内的使用率更高。

商业规模碳化硅晶圆制造的日益普及如何推动碳化硅半导体市场中 10 英寸细分市场的增长？

由于商业规模碳化硅晶圆制造的出现，预计 10 英寸细分市场在预测期内将经历增长最快的细分市场。这些晶圆使制造氮化镓 (GaN) 设备（例如电源和发光二极管）变得更加容易。

此外，使用碳化硅涂层可以减缓硅向 GaN 的扩散，每片硅晶圆的成本仅为 25.0 至 35.0 美元。与普通硅相比，碳化硅晶片有望提供更高的成本效益和功率效率，从而推动预测期内该领域的增长。

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国家/地区敏锐度

不断增加的制造业活动投资如何推动亚太地区碳化硅半导体市场的增长？

亚太地区在碳化硅半导体市场中占据主导地位，由于该地区主要行业参与者的存在，预计在预测期内将继续增长。此外，亚太地区对开发和制造活动的投资不断增加是市场增长的重要驱动力。该地区汽车行业的快速发展推动了该地区碳化硅半导体的增长。据印度计划到 2024 年底将其汽车产业规模扩大一倍至 15 千亿卢比。从 2000 年 4 月到 2022 年 9 月，该行业吸引了总计 337.7 亿美元的 FDI 流入，约占同期印度 FDI 流入总额的 5.48%。

2000 年 4 月至 2023 年 9 月，汽车行业的累计股权 FDI 流入达到 354 亿美元。到 2030 年，印度有望成为最大的电动汽车市场，未来 8-10 年的投资机会估计将超过 2000 亿美元。这一巨大的投资潜力凸显了中国致力于促进电动汽车行业增长和发展的决心。此外，中国汽车行业发展迅速，目前已成为全球汽车市场的主要参与者。中国政府认识到汽车行业，尤其是汽车零部件制造业的战略重要性，并将其视为国家支柱产业之一。这一观点强调了政府致力于促进中国汽车行业的发展和增长。

此外，该地区是一个重要的电子中心，每年生产数百万件电子产品，用于国际出口和国内消费。如此大量的电子元件和设备制造量对于增加该地区所考察市场的市场份额至关重要。例如，根据中国的数据，2023年，中国1月至9月手机产量达到10.9亿部，同比增长0.8%。具体来说，仅在9月份，中国手机产量就比上年增长了11.8%。此外，亚太地区各终端制造商对效率更高、尺寸更小、重量更轻的 SiC 半导体的需求不断增长，推动了市场扩张。

该地区主要参与者的存在如何促进预测期内北美碳化硅半导体市场的增长？

预计北美将成为预测期内碳化硅半导体市场增长最快的地区。Gene Sic Semiconductor 和 ON SEMICONDUCTOR CORPORATION (ON Semi) 等主要参与者拥有相当大的存在和集中度。这些企业拥有庞大的客户群，这是该地区市场扩张的主要驱动力。此外，主要参与者在北美的集中促进了电力电子制造商采用新型 SiC 半导体器件。这些设备提高了效率，从而转向在各种应用中使用它们。

此外，主要的区域公司正在积极探索推动北美市场增长的战略努力。这些活动可能涉及研发投资、战略合作或产能增长，所有这些都是为了加速创新和市场渗透。因此，预计北美将在未来几年崛起，SiC 半导体市场将大幅扩张。

竞争格局

碳化硅半导体市场可能会继续增长和整合。老牌企业预计将保持主导地位，而拥有颠覆性技术的新进入者可能会出现。合作和战略伙伴关系将在加速进步和推动市场扩张方面发挥关键作用。随着 SiC 成本的下降和其性能优势的日益明显，它很可能成为下一代电力电子中无处不在的组成部分，塑造各个行业的未来。

这些组织正专注于创新其产品线，以服务于不同地区的广大人口。碳化硅半导体市场的一些知名参与者包括：

• Wolfspeed
• 英飞凌科技
• 罗姆半导体
• 安森美半导体
• 意法半导体
• 三菱电机
• GeneSiC 半导体
• TT 电子
• Vishay Intertechnology

碳化硅半导体最新发展：

• 2021 年 8 月，安森美半导体公司 (on semi) 宣布与知名 SiC 和蓝宝石材料制造商 GT Advance Technologies Inc. 达成收购协议。这一战略决策有望增强安森美半导体的 SiC 供应能力，使公司能够满足客户对 SiC 基产品日益增长的需求。
• 东芝电子元件及存储装置株式会社于 2022 年 3 月宣布投资 1000 亿日元（8.39 亿美元），以增强其功率元件产能。

报告范围

碳化硅半导体市场，按类别

产品类型：

• SiC 功率器件
• SiC 功率模块
• SiC 功率分立器件
• SiC 裸片器件

应用：

• 汽车
• 航空航天
• 航空航天和国防
• 消费电子
• 工业
• 电力电子

晶圆尺寸：

• 1英寸至4英寸
• 6英寸
• 8英寸
>
• 上方 10 英寸

地区：

• 北美
• 欧洲
• 亚太地区
• 南美洲
• 中东和中东地区非洲

市场研究的研究方法：

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基于细分市场的定性和定量分析。