作為新材料的SiC與傳統(tǒng)硅材料相比，從物理特性來看，電子遷移率相差不大，但其介電擊穿場強、電子飽和速度、能帶隙和熱導率分別是硅材料的10倍、2倍、3倍和3倍。

這意味著基于SiC材料的功率半導體具有高耐壓、低導通電阻、寄生參數小等優(yōu)異特性，當應用于開關電源領域中時，具有損耗小、工作頻率高、散熱性等優(yōu)點，可以大大提升開關電源的效率、功率密度和可靠性，也更容易滿足器件輕薄短小的要求。

Si、SiC和GaN關鍵參數對比

Omdia《2020年SiC和GaN功率半導體報告》顯示，得益于混合動力和電動汽車、電源和光伏(PV)逆變器的需求，新興的碳化硅和氮化鎵功率半導體市場的銷售收入預計將從2018年的5.71億美元增至2020年底的8.54億美元，并在2021年突破10億美元大關。未來十年內，該市場的規(guī)模將以年均兩位數的增長率，并一路攀升至2029年的50億美元。

GaN和SiC功率半導體的全球市場收入預測(百萬美元)

SiC器件領域玩家眾多，作為一家相對較新的SiC器件供應商，安森美半導體于2017年進入該市場，技術來自2016年末收購的飛兆(Fairchild)半導體。

安森美半導體電源方案部產品市場經理王利民日前在接受采訪時表示，電動汽車、電動汽車充電樁、可再生能源、和電源將是公司SiC戰(zhàn)略重點關注的四大市場。

安森美半導體電源方案部產品市場經理王利民

電動汽車(EV)/混動汽車(HEV)

其實，SiC最初的應用場景主要集中在光伏儲能逆變器、數據中心服務器UPS電源和智能電網充電站等需要轉換效率較高的領域。

但人們很快發(fā)現，碳化硅的電氣(更低阻抗/更高頻率)、機械(更小尺寸)和熱性質(更高溫度的運行)也非常適合制造很多大功率汽車電子器件。

根據Yole在《功率碳化硅(SiC)：材料、器件及應用-2019版》報告中的預計，到2024年，碳化硅功率半導體市場規(guī)模將增長至20億美元，2018-2024年期間的復合年增長率將高達29%。

其中，汽車市場無疑是最重要的驅動因素，其碳化硅功率半導體市場份額到2024年預計將達到50%。

“EV是未來幾年SiC的主要驅動力，約占SiC總體市場容量的60%，因為SiC每年可增加多達750美元的電池續(xù)航力，目前幾乎所有做主驅逆變器的廠家都將SiC作為主攻方向?！蓖趵裾f除了主驅市場外，在車載充電器(OBC)/非車載充電樁和電源轉換系統(tǒng)(車載DC/DC)領域中，受到全球多國利好政策，

例如美國加利福尼亞州已簽署行政命令，到2030年實現500萬輛電動汽車上路的目標;2019年歐洲的電動汽車銷量增長67%;電動汽車在中國各大一線城市可以零費用上牌等的影響，絕大部分廠家正在將SiC作為高效、高壓和高頻的功率器件使用，市場需求急速攀升。

5G電源和開關電源

電源是碳化硅器件最傳統(tǒng)，也是目前市場份額相對較大的應用市場。從最早通信電源的金標、銀標、到現在的5G通信電源、數據中心電源，都對功率密度和高能效提出了非常高的要求，而碳化硅器件由于沒有反向恢復，電源能效通常能夠達到98%，受到追捧并不令人感到意外。

電動汽車充電器/樁

現有充電樁多數為1級/2級，但消費者要求等效于在加油站加滿油(直流充電)，這就需要更高的充電功率和充電效率，因此隨著功率和速度的提高，對SiC MOSFET的需求越來越強。

太陽能逆變器

無論是歐盟20-20-20目標(到2020年，能效提高20%，二氧化碳排放量降低20%，可再生能源要達到20%)，還是NEA設定了清潔能源目標，到2030年要滿足中國20%的能源需求，以太陽能為代表的清潔能源始在各國能源計劃中終占據重要地位。

而在目前的太陽能逆變器領域中，碳化硅二極管的使用量也非常巨大，安裝量持續(xù)增長，主要用于替換原來的三電平逆變器復雜控制電路。

王利民認為，目前SiC行業(yè)廠商提供的產品或服務大致相同，因此，各大廠家主要還是依靠差異化競爭策略。

而安森美半導體的競爭優(yōu)勢，主要體現在領先的可靠性、高性價比、能夠提供從單管到模塊的完整產品線、所有產品都符合車規(guī)級標準等方面。

例如在H3TRB測試(高溫度/濕度/高偏置電壓)中，安森美半導體的SiC二極管可以通過1000小時的可靠性測試，實際測試中則會延長到2000小時;1200V 15A的碳化硅二極管在毫秒級有10倍過濾，在微秒級有50倍過濾。

此外，為了實現高性價比，安森美半導體的做法

一是通過設計、技術進步來降低成本;

二是通過領先的6英寸晶圓的制造工藝與良率來實現好的成本;

三是通過不斷地擴大生產規(guī)模以降低成本。

“整個SiC市場會一直呈現分立器件和模塊兩者共存的局面，但模塊絕對是SiC器件的一個重要發(fā)展方向。”王利民表示，電動汽車領域SiC MOSFET或二極管市場確實是以模塊為主，之所以叫模塊是因為用戶會將SiC分立器件的成品封裝到模塊之中，所以它既是模塊，也是一個單管的分立器件成品。

目前來看，模塊化設計主要集中在較大型功率器件上，比如幾十千瓦或幾百千瓦級別的車載逆變器，但電動汽車的OBC和DC-DC設計卻都以單管為主，因此在汽車領域，可以認為一大半的趨勢是模塊，一小半是單管。

而在非汽車領域，諸如太陽能逆變器、5G及通信電源、電動汽車充電樁，市場上還沒有客戶采用模塊化的方案，基本都是單管方案。按照數量，市場是以單管為主;按照金額，或許更多市場將會是模塊方向。

晶圓短缺一直以來被認為是制約碳化硅市場發(fā)展的重要原因之一，與其它仍采用4英寸SiC晶圓的廠商不同，

安森美半導體從入局開始就選擇了6英寸晶圓，并已簽署兩個長期供應協議(LTSA)，不斷評估新的基板制造商并在內部開發(fā)基板，確保晶圓供應。

王利民強調說，SiC材料相當堅硬，機械上很難處理纖細的大尺寸晶圓，所以SiC不像硅材料般容易做到超大尺寸。8英寸大小的SiC晶圓仍然是太過超前的技術概念，目前幾乎所有廠商都無法處理超薄的超大晶圓，進而進行批量生產。