碳化硅市场规模及份额

碳化硅市场分析

碳化硅市场规模预计到2025年为48.2亿美元，预计到2030年将达到79.9亿美元，预测期内复合年增长率为10.64% （2025-2030）。动力源于向 200 毫米晶圆的转变，英飞凌于 2025 年 2 月首次实现了这一转变，这使每个基板的芯片产量几乎翻了一番，并降低了单位成本。电动汽车 (EV) 制造商转向 800 V 架构、可再生能源逆变器寻求 98% 的效率，以及数据中心运营商的目标是削减 25-40% 的冷却成本，从而加剧了需求增长。政府激励措施放大了增长：美国芯片法案向 Wolfspeed 的北卡罗来纳工厂拨款 7.5 亿美元，而欧洲芯片法案则向意法半导体的意大利工厂拨款 50 亿欧元，增强了地区供应安全。亚太保留规模优势，但西方主权倡议被削弱即使量子光子研究为碳化硅市场开辟了新的非电力电子领域，供应链图也令人惊叹。

全球碳化硅市场趋势和见解

电力电子需求激增

汽车 OEM 过渡到 800 V传动系统现在指定能够在 100 kHz 以上开关的 SiC MOSFET，如 onsemi 的 EliteSiC M3e 系列所示，与之前的节点相比，该系列的关断损耗减少了一半。英飞凌的 1200 V CoolSiC 器件使充电器能够在 900 V 以上运行，无需额外绝缘，从而加速了电动汽车平台的采用。数据中心运营商报告称，当基于 SiC 的整流器将转换效率提升至 98% 时，冷却效果可节省 25-40%。这些用例共同推动晶圆需求到 2050 年与硅基板持平。随着工业电机驱动、铁路牵引和服务器电源迁移到宽带隙解决方案，在高频下超越硅 IGBT，碳化硅市场将继续扩大。

可再生能源利用率的提高

Fraunhofer ISE 的 3.3 kV SiC 晶体管可提供效率高达 98.4% 的太阳能逆变器直接连接到中压电网，消除了笨重的变压器。太阳能装置可实现 2% 的额外系统效率和 70% 的低能耗与硅二极管相比，能量损失较小，而风力涡轮机利用 SiC 的导热性来处理 200 °C 的转子侧温度，而无需额外冷却。基于 SiC 构建的双向转换器支撑着车辆到电网方案，可在高峰需求期间稳定网络。强制分布式发电的欧洲政策框架加大了对高性能逆变器的吸引力，维持了碳化硅市场的长期发展势头。

SiC 陶瓷在极端温度设备中的快速采用

NASA 的 SiC 纤维增强复合材料在高超音速试验台中可承受 2,700°F 的高温，在损伤容限方面超越金属高温合金^{[1]NASA，“用于高超音速应用的 SiC 复合材料”，nasa.gov}。圣戈班的碳化硅耐火材料在 1,600 °C 以上仍能保持强度，使工业炉中的热分布均匀。石化反应器现在指定使用比钢寿命更长的碳化硅管在腐蚀性、高温流下，其损失率是原来的四倍。国防项目将碳化硅砖集成到重返大气层飞行器的热防护系统中，利用该材料的辐射硬度来确保传感器的生存能力。这些进步共同扩大了碳化硅市场的下游需求向量。

政府对宽带隙晶圆厂的激励措施

美国《芯片法案》为 Wolfspeed 提供了 7.5 亿美元，为博世提供了 2.25 亿美元，占预计国内 SiC 晶圆产能的 40% 以上。欧洲的 430 亿欧元《芯片法案》力求到 2030 年将地区半导体份额翻倍至 20%，并特别支持意法半导体意大利工厂投资 50 亿欧元进行 SiC 扩张。 301条款下的贸易政策调查聚焦于中国的宽带差计划，促使美国买家转向北美来源。政府的快速资助压缩了项目时间并加剧了资本流入碳化硅市场。

原材料成本波动

晶圆投入占 SiC 器件成本的 55-70%。能源密集型的艾奇逊路线运行温度超过 2,000°C，每公斤消耗 10.5-13 千瓦时，因此电价飙升直接影响现金成本。俄罗斯和乌克兰的供应中断导致 2024 年原料供应紧张，而中国的环保限制周期性地导致全球 70% 的金属硅产量闲置。将晶体尺寸扩大到 200 毫米需要新的熔炉和 CVD 反应器，从而增加了资金压力。来自苏的试点回收流程Steon 承诺通过甲烷热解可减少 75% 的二氧化碳排放，每公斤原料可节省 10-20 美元，但商业化还需要数年时间。 

替代品的可用性

氮化镓 (GaN) 在 650 V 以下的电压下表现出色，工作频率高于 1 MHz，在快速充电器插座中占据主导地位，其中占地面积胜过热余量^{[2]IEEE Spectrum，“GaN 挑战 SiC在电力电子领域，”ieee.org}。由于芯片成本较低，增强型硅解决方案、超级结 MOSFET 和反向导通 IGBT 在中压驱动器中保留了份额。氧化镓原型现在显示出 8 MV/cm 的击穿电压，是 SiC 的两倍以上，但仍仅限于实验室。因此，应用驱动的隔离依然存在：GaN 优先考虑高频、低压节点；尽管定价较高，SiC 仍拥有高功率、高温空间，在碳化硅市场中保持差异化

地理分析

亚太地区占 52.87%预计到 2024 年，其营收将占全球收入的比重，复合年增长率将达到 12.18%，这得益于广东天宇半导体和瀚天科技等 28 个活跃的中国晶圆项目。韩国 IDM 增加 SiC 工艺节点来为现代和起亚提供服务，而台湾的代工集群则为无晶圆厂芯片制造商提供灵活的产能。 RIR Power Electronics 在奥里萨邦投资 6.2 亿美元，建设印度第一条专线，从而进入印度碳化硅市场。 

北美受益于 CHIPS 法案 527 亿美元的激励涵盖从晶体生长到模块组装的所有内容。 Wolfspeed 的北卡罗来纳工厂将成为世界上最大的 SiC 材料工厂，博世的加州工厂将为 2026 年汽车项目准备 200 毫米晶圆。特斯拉和通用汽车锚定了该地区的需求，而加拿大则提供高纯度石英原料，而墨西哥则发展组装集群。 

欧洲通过了一项耗资 430 亿欧元（约合 502.3 亿美元）的《芯片法案》，旨在到 2030 年将大陆半导体份额翻一番。英飞凌通过马来西亚后端生产线增强了奥地利前端产量，以提高成本效率，而大众、宝马和 Stellantis 则锁定了多年承购合同。较小的中东和非洲市场进口 SiC 设备用于公用事业规模的太阳能发电场和石化加热器，依赖欧洲和亚洲 OEM 供应。

竞争格局

市场高度整合在大自然中。意法半导体利用意大利的垂直整合来控制晶体、晶圆、器件和模块阶段，而英飞凌的汽车血统确保了德国和中国原始设备制造商的设计胜利。 onsemi 凭借 EliteSiC M3e 产品组合脱颖而出，该产品组合将开关损耗减半，并支撑其 20 亿美元的捷克扩张。战略重点集中在 200 毫米迁移、垂直整合和长期汽车供应合同上。即将到来的量子计算浪潮，SiC 托管室温单光子源，为掌握材料纯度和缺陷控制的参与者提供了空白收入，扩大了碳化硅市场的机会范围。