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      車用SiC迎來風口,中國市場規模將達129.9億元

      車用SiC迎來風口,中國市場規模將達129.9億元

      • 分類:行業新聞
      • 作者:
      • 來源:半導體行業觀察
      • 發布時間:2022-10-25
      • 訪問量:0

      【概要描述】

      車用SiC迎來風口,中國市場規模將達129.9億元

      【概要描述】

      • 分類:行業新聞
      • 作者:
      • 來源:半導體行業觀察
      • 發布時間:2022-10-25
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      “2022年全球和中國汽車IGBT和SiC研究報告”報告預測,2025年,中國車用SiC市場規模將達到129.9億元,年均增長率保持在97.2%。

       

      具有耐高壓、耐高頻特性的碳化硅(SiC)器件在新能源汽車中的應用越來越多。目前,SiC器件常用于主驅動逆變器、OBC(車載充電器)、DC-DC車載電源轉換器和大功率DCDC充電設備。

       

      SiC器件尺寸緊湊,可以大大降低新能源汽車的功率損耗,使其在200℃高溫下仍能正常工作。微型輕量化的 SiC 器件還可以減少因車輛本身重量而導致的能耗。
       

      據悉,相比主流的第一代半導體——硅材料,碳化硅的禁帶寬度是硅的3倍;導熱率為硅的4-5倍;擊穿電壓為硅的8-10倍;電子飽和漂移速率為硅的2-3倍。

       

      碳化硅晶體材料應用優點:

      碳化硅半導體產業鏈


      據估計,2022年中國車用SiC基板需求量約為16.9億元人民幣。由于新能源汽車市場的增長和SiC產品的廣泛采用,2025年中國車用SiC基板市場規模將達到129.9億元人民幣,顯示 97.2% 的年均增長率。

       

      投資銀行 Canaccord Genuity 估計,碳化硅晶圓產能將從 2021 年的 12.5 萬片 6 英寸晶圓增加到 2030 年超過 400 萬片 6 英寸等效晶圓,以滿足電動汽車市場的需求。

       

      碳化硅襯底正在取代更多的汽車硅基 IGBT。從SiC器件成本結構(基板46%、外延片23%、模塊20%)可以看出,2025年中國新能源汽車SiC器件市場規模將達到282.4億元,
       

      Needham 分析師 Rajvindra Gill 在最近給客戶的一份報告中表示,碳化硅“有可能徹底改變多個市場”。他還指出,電動汽車和充電基礎設施是推動采用碳化硅芯片的大趨勢。

       

      “對于特斯拉等公司而言,更小的外形尺寸(更長的 10% 范圍)和更高的電壓(充電速度加快 50%)所帶來的效率提升超過了 SiC 晶圓的更高成本,”Gill 說。他說,特斯拉目前從 STMicro 采購其 SiC 功率芯片,但可能會將 Onsemi 作為第二個來源。

       

      Gill 估計,電動汽車的碳化硅芯片收入將從今年的 12 億美元增至 2030 年的 144 億美元。

       

      與此同時,主要的碳化硅芯片制造商正在積極投資新工廠來制造 SiC 晶圓和器件。


      國外供應商正在布局6英寸到8英寸的基板,中國公司4英寸到6英寸。

      碳化硅供應商是需求旺盛時期最忙碌的參與者。

       

       

      外企:

      意法半導體:2018年以來,來自特斯拉的需求推動意法半導體650V SiC MOSFET訂單激增。2022年6月,供應商投資2.44億美元在摩洛哥新建SiC生產線,獨家供應特斯拉。

      博世:2021年10月至2022年7月,博世共投資8億歐元擴建半導體產能和SiC無塵室,希望成為全球領先的電動汽車用SiC芯片供應商。

      安森美半導體:自 2021 年起,安森美半導體為梅賽德斯-奔馳 EQ 車隊提供逆變器 SiC 模塊。還將為奔馳VISION EQXX概念車提供SiC產品(2024年SOP)?;趯κ袌龅臉酚^估計,安森美半導體于 2022 年 7 月在日本京畿道富川市建立了新的研究中心和晶圓制造廠。供應商預計其 SiC 產品將在 2023 年貢獻 10 億美元和 2 美元的收入。2024年6億。

       

      此外,還有羅姆、英飛凌、恩智浦、瑞薩電子、Wolfspeed等一眾國外優質企業在此布局。

       

       

      中國企業:

      比亞迪半導體:2022年6月,比亞迪半導體推出1200V 1040A SiC功率模塊,在不改變原有封裝尺寸的情況下,功率提升近30%。根據比亞迪的規劃,到2023年,其旗下所有電動汽車都將使用碳化硅功率半導體,而不是硅基IGBT。

      三安光電:2021年6月,湖南半導體基地投產,為比亞迪提供車載充電器用碳化硅。此外,2022年2月,三安光電與理想汽車成立合資公司,研究碳化硅技術,拓展碳化硅市場。

      同光半導體:2021年12月29日,合成光半導體與長城汽車簽署戰略投資協議,合成光半導體將為長城汽車的機甲龍車型提供碳化硅產品。隨后的一系列模型也將主要使用 SiC 產品。

       

      此外,國內還有一些布局包括碳化硅在內的第三代半導體的企業,在紛紛加速布局之中。

       

      從供應商布局來看,中國企業與國外同行仍有較大差異:

      國外企業已實現6英寸基板量產,正在布局8英寸產品;中國企業正處于4到6英寸階段。

      國外產業鏈更加完整。例如,Wolfspeed、安森美、意法半導體等已經構建了“SiC襯底-外延片-器件-模組”的垂直供應體系,而中國玩家仍停留在產業鏈的一個環節。

      未來,為滿足市場需求,獲得更多競爭優勢,中國供應商除了生產線建設外,還需要解決產業鏈擴張、車規級SiC MOSFET研發、批量制造能力、良率提升等問題。

       

      電動汽車的增長正在推動對下一代功率半導體的需求,尤其是那些由碳化硅制成的半導體。這激發了碳化硅芯片制造商的興趣,例如安森美半導體和Wolfspeed 。

       

      與傳統的硅基半導體相比,碳化硅半導體可以在更高的電壓、溫度和頻率下工作。這使它們成為電動汽車、太陽能轉換、5G 無線、航空航天和其他應用的更好選擇。

       

      此外,碳化硅或 SiC 芯片的最大初始市場是電動汽車。碳化硅芯片為電動汽車提供更快的充電速度和更長的續航里程。

       

      投資銀行 Canaccord Genuity 估計,碳化硅晶圓產能將從 2021 年的 12.5 萬片 6 英寸晶圓增加到 2030 年超過 400 萬片 6 英寸等效晶圓,以滿足電動汽車市場的需求。

       

      主要的碳化硅芯片制造商包括英飛凌、Onsemi、羅姆半導體、意法半導體和 Wolfspeed。

       

      Cowen 分析師 Matthew Ramsay 最近提高了他對碳化硅芯片市場的估計,并指出“供應方和需求方面的強勁勢頭”。他現在預計 2026 年碳化硅器件的銷售額為 71 億美元,而他之前估計為 54 億美元。此外,他估計 2022 年碳化硅芯片的銷售額為 22 億美元,高于 2021 年的 17 億美元。

       

      “投資者對新興碳化硅市場的興趣和關注度繼續以幾乎與 TAM(總可尋址市場)一樣快的速度增長,”拉姆齊在給客戶的一份報告中說。“碳化硅似乎在一夜之間從深奧變成了必需品。”

       

      Ramsay 表示,至少在本世紀下半葉之前,對 SiC 芯片的需求可能會超過供應。

       

      Needham 分析師 Rajvindra Gill 在最近給客戶的一份報告中表示,碳化硅“有可能徹底改變多個市場”。他還指出,電動汽車和充電基礎設施是推動采用碳化硅芯片的大趨勢。

       

      “對于特斯拉等公司而言,更小的外形尺寸(更長的 10% 范圍)和更高的電壓(充電速度加快 50%)所帶來的效率提升超過了 SiC 晶圓的更高成本,”Gill 說。他說,特斯拉目前從 STMicro 采購其 SiC 功率芯片,但可能會將 Onsemi 作為第二個來源。

       

      Gill 估計,電動汽車的碳化硅芯片收入將從今年的 12 億美元增至 2030 年的 144 億美元。

       

      與此同時,主要的碳化硅芯片制造商正在積極投資新工廠來制造 SiC 晶圓和器件。

       

      四大廠商宣布擴產SiC襯底

       

      對 SiC 芯片的興趣激增,特別是因為它們在快速充電、電池供電的電動汽車中的實用性。芯片制造商紛紛做出回應,增加碳化硅產能并開設新工廠。像CHIPS+ 法案這樣的政府財政激勵措施是對公司投資用于工業和汽車應用的功率半導體的額外刺激。

       

      圖片

       

      Wolfspeed 在北卡羅來納州建造世界上最大的晶圓廠

       

      繼今年早些時候在紐約馬西開設 Wolfspeed 的莫霍克谷工廠后,該公司最近宣布再次擴建到附近的達勒姆工廠。新工廠位于北卡羅來納州查塔姆縣。Wolfspeed 打算在現場生產 200 毫米 SiC 晶圓。

       

      在距離達勒姆僅 40 英里的 445 英畝土地上,第一筆 13 億美元的投資計劃于 2024 年進行。到 2030 年,總投資可能達到 50 億美元,創造 1,800 個新工作崗位。該設施最終將在占地 445 英畝的場地上占地 100 萬平方英尺,使其成為世界上最大的 SiC 材料設施。

       

      先進半導體制造的行業領導者希望通過 CHIPS+ 法案的資金支持其新成立的業務。除了獲得當地政府的投資外,Wolfspeed 還通過 Wolfspeed 捐贈學者計劃獲得了北卡羅來納州農業技術州立大學的本地人才和專業知識,該計劃于 2020 年開始,為期兩年。

       

      ST 鞏固歐洲 SiC 領先地位

       

      另一家希望加強其供應鏈彈性的公司是意法半導體,據 EE Power 稱,該公司剛剛宣布在意大利西西里島的卡塔尼亞開設一家新的 200 毫米晶圓廠。

       

      意法半導體歐洲工廠背后的理念不僅是制造需求量大的 200 毫米芯片,而且還通過基于溝槽技術生產具有新厚度和外延的 SiC 晶圓來重塑制造技術。

       

      雖然 ST 主要依賴外包碳化硅,但新西西里工廠的目的是開發內包做法,以減少增長過程對外部供應商的依賴。

       

      與其他半導體制造商一樣,ST 與當地教育工作者(在本例中為卡塔尼亞大學)合作,建立一個由工程師和學生共同研究先進電力電子 的指導和教育社區。

       

      SK Siltron 在密歇根開設新的 SiC Fab

       

      據 TheElec 報道,總部位于韓國的 SK Siltron 宣布即將在密歇根州貝城開設 SiC 晶圓廠 ,并計劃增加 6 英寸 SiC 晶圓的產量。2020年,SK Siltron收購了杜邦的SiC晶圓業務。SK Siltron 計劃到 2023 年擴大到 8 英寸用于電力電子的晶圓和 120,000 片 6 英寸 SiC 晶圓。

       

      SK Siltron 將使用新設施熔化硅,將其生長成硅錠,并將所得材料切割成晶圓。 

       

      Onsemi 瞄準新罕布什爾州的 SiC 站點

       

      新罕布什爾州哈德遜市將成為Onsemi 新 SiC 工廠的所在地,該工廠將采用垂直整合的制造工藝。onsemi 聲稱,這個新設施將幫助其將端到端的電力電子解決方案推向市場——從采購原材料到制造可銷售的全封裝 SiC 器件。onsemi 計劃在未來五年內擴大其基板產能并投資 40 億美元,以建立一個彈性的電動汽車供應鏈。

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