功率碳化硅:材料、器件及應用(2019年版)
在電動汽車市場的帶動下,碳化硅功率器件市場蓬勃發展
因為特斯拉在其主逆變器中采用了碳化硅器件, 2018 - 2019年碳化硅功率器件市場引人注目;其他汽車廠商是否采用碳化硅器件也成了年度熱議話題。最近,汽車行業已投資超3000億美元,用于開發各類電動汽車,該市場呈爆炸式增長。這與傳統的內燃機汽車市場形成了鮮明的對比,后者增長放緩。電動汽車市場是硅功率器件市場的主要驅動力,也是碳化硅市場的興奮之源。
業內廠商對碳化硅的電動汽車市場市值的預測各執己見,有保守也有樂觀。2015年市場規模預測范圍從數億美元到30億美元,后者為意法半導體的預測。大家都認可電動汽車是最具潛力的市場,但對于它如何增長以及碳化硅如何滲透汽車市場所持意見各不相同。這些觀點基于每個廠商收集的數據以及他們對數據的解讀。
通過與業內廠商的交流,Yole認為氮化硅功率器件市場將繁榮發展。事實上,我們預計氮化硅功率半導體市場規模將在2024年實現20億美元,復合年增長率29%(2018年-2024年)。毫無疑問,汽車市場是最重要的驅動力,其碳化硅市場份額到2024年預計達到50%。
本報告概述了各類碳化硅功率器件市場,包括電動汽車和混合動力汽車(EV/HEV)、充電基礎設施、光伏、電源、鐵路、電機驅動、不間斷電源(UPS)和風能,以及Yole對碳化硅的應用分析和見解。
2018-2024年碳化硅市場預測(特別關注:汽車細分市場)
汽車市場的增長正在改變SIC市場動態和生態系統
在硅領域,功率模塊通常用于高額定功率的應用(如電動汽車主逆變器和軌道交通),分立功率器件則用于低額定功率的應用。如下圖所示,一些廠商,如英飛凌,兼顧分立器件和模塊;其他廠商,如丹弗斯和賽米控,則是純模塊封裝廠商;同時還有一些分立器件封裝廠商,其中包括多家封測廠商。
正如硅基IGBT,對于碳化硅,我們希望模塊也扮演關鍵角色。但是完整的SiC模塊將采用什么形式呢?盡管一些廠商采用標準硅封裝,大多數制造商開發了自有的碳化硅模塊。如特斯拉采用的碳化硅器件,既可以是非常小的模塊,也可以是先進的分立器件,這將取決于具體對象。
據了解,特斯拉,通過和意法半導體、博麥共同開發,已經成功構建了具有模塊設計自主知識產權的碳化硅供應鏈,相關器件由意法半導體制造。隨著銷量的增長,我們認為供應商還會增加,很可能是亞洲的OSAT,此前可能是一家分立器件制造商。事實上,汽車市場不僅推動了碳化硅功率器件市場,也在改變市場動態和生態系統,影響深遠。
本報告概述了SiC器件技術,包括介紹了分立器件和模塊開發,以及商業產品的現狀和可靠性。報告還全面總結了碳化硅功率器件產業,涵蓋整個價值鏈:從材料到外延到模塊。此外,Yole還分析了當前市場動態和未來發展趨勢。
分立功率器件 VS. 功率模塊:封裝企業概覽
晶圓還會持續供不應求么?
在過去的兩三年里,晶圓從4寸過渡到6寸,加之晶圓需求增加,晶圓供不應求。這是SiC功率產業討論最頻繁的話題之一,也是截至2018年的一個重大瓶頸。
面對日益增長的需求,晶圓廠商正大舉投資。作為碳化硅晶圓市場的領導者,科銳正進一步加強其領導地位。該公司已宣布投資4.5億美元擴大材料業務和發展材料超級工廠,以及建造第二個晶體生長工廠。與2017財年第一季度相比,這些舉措將促使2024財年碳化硅晶圓制造產能增加30倍。由于簽訂了多份長期供應晶圓協議,科銳已經有了重要的收入保障,可投入到未來幾年的材料業務。但科銳并不是唯一的投資者,貳陸和天科合達等公司也在跟進,還有一些新投資者也非常活躍,尤其是GTAT。
在我們看來,晶圓供應商的努力已經得到了回報,2019年的供應狀況已好轉。在外延片層面,情況也在迅速發展。例如,隨著技術成熟和外包比例增長,昭和電工在2015年、2016年和2018年持續擴大產能。
2018年碳化硅晶圓市場份額估測
報告概要
● 本報告涉及企業:
Alstom, Ascatron, Aymont, Bombardier, Basic Semiconductor, Brückwell Technology, Caly Technology, Clas-SiC Wafer Fab, CREE, CRRC, Danfoss, Delphi, DENSO, Dow Corning, Epiworld, Episil, Fraunhofer IISB, Fuji Electric, GE, GeneSiC, Global Power Device, Global Power Technology, Hestia Power, Hitachi, IBS, II-VI, Infineon, MicroSemi, Mitsubishi Electric, Norstel, Northrop Grumman, NXP, ON Semiconductor, Panasonic, Philips, Powerex, Raytheon, RENESAS, ROHM, Sanrex, Schneider Electric, Semikron, Shindengen, SICC, Siemens, SMA, STMicroelectronics, Toshiba, Toyota, United Silicon Carbide, WeEn, Wolfspeed, X-Fab, Yaskawa…
● 購買方式
如需購買報告,請聯系華進戰略部:0510-66679351 Xiaoyunzhang@ncap-cn.com
以上圖文譯自Yole Développement的Power SiC 2019: Materials, Devices, and Applications
原文請參考:https://www.i-micronews.com/products/power-sic-2019-materials-devices-and-applications/
● 活動預告
2019年集成電路先進封裝產業鏈協同創新發展論壇暨第六屆華進開放日將于11月22日(周五)在無錫新湖鉑爾曼舉行。活動預計接待300名來自封測、晶圓制造、終端、設計以及材料裝備等企業的專業觀眾。本屆論壇圍繞國家封測聯盟十周年榮譽盛典、Prismark權威市場報告、產業代表企業分享報告展開,將聚焦WLP(Fan in & Fan out)、高性能封裝(3D 堆疊、異質集成、AI及存儲)、SiP、先進封裝材料及裝備等熱門議題。
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