【哔哥哔特导读】全球第三代半导体产业发展迅速，成为半导体技术研究的前沿和产业竞争的焦点。在新能源汽车等应用市场快速发展的推动下，国内外厂商正在积极布局碳化硅业务，发展前景究竟如何？
随着全球科技的飞速发展，半导体行业正迎来一场革命性的变革。第三代半导体材料，以其卓越的性能和广泛的应用前景，正逐渐成为推动这一变革的核心力量。
第三代半导体是指以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料。与前两代半导体材料相比，第三代半导体具备高频、耐高压、耐高温、抗辐射能力强等优越性能，在新能源车、光伏、风电、5G基站、高铁等领域有着很大应用潜力，引领着电子器件向更高效率、更高性能的方向发展。
以碳化硅为例，2024年国内外碳化硅领域发展现状是怎样的?企业投身碳化硅业务布局动向如何?
图源：包图网
01 | 新能源汽车市场推动碳化硅快速发展
全球第三代半导体产业发展迅速，正在成为半导体技术研究的前沿和产业竞争的焦点。
在宏观政策的推动，以及随着5G通信、新能源汽车、光伏储能等产业的快速发展，第三代半导体的市场需求持续增长。
相关数据显示，2023年我国第三代半导体市场规模已经达到152.15亿元，预计2028年将增长至583.17亿元，年复合增长率为30.83%。
《半导体器件应用网》整理自网络
以第三代半导体中的碳化硅为例，得益于新能源汽车市场的爆发，相关数据显示，2022-2027年碳化硅市场将保持快速增长;2027年后碳化硅市场增长保持在47%年均增速，并且未来新能源车及光伏在整体碳化硅市场比例将维持在50%左右。
新能源汽车及相关充电设施是我国第三代半导体功率电子应用最主要的市场，占比超过70%，消费电子和PFC也是主要应用市场。
全球主流供应厂商发布的数据中，英飞凌在2024年Q3财报中表示，2024财年在碳化硅市场中实现了6.5亿欧元的营收，同比增长30%以上，超过市场平均增速。并预计2025财年继续保持两位数的增长。
安森美的碳化硅业务在电动汽车市场的表现尤为突出，尤其是在中国市场的带动下，碳化硅业务取得了显著增长。2024年第三季度安森美在汽车业务方面实现了5%的环比增长，达9.51亿美元，预计将以接近50%的市场份额结束2024年中国碳化硅市场布局。
意法半导体预计到2030年碳化硅市场相关收入将达到50亿美元，占市场份额的30%以上。
从不同行业的渗透情况来看，800V高压平台的应用推动新能源汽成为碳化硅功率器件第一大爆发市场。据CASAResearch统计，全球已经有超过35家车企推出支持800V高压平台的车型，“800V+SiC”基本成为高端电动汽车标配。
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02 | 6英寸产线向8英寸发展，ST、英飞凌、安森美氮化镓业务大单不断
在碳化硅市场快速推动下，国内外布局第三代半导体的企业也越来越多。
从国外来看，意法半导体、安森美、英飞凌、Wolfspeed等头部厂商都在积极布局碳化硅市场业务。
作为欧洲领先的半导体企业，意法半导体在财报电话会议上宣布将重新调整生产布局，加速300毫米硅片和200毫米碳化硅(SiC)片产能的扩展，目标在2026年底实现每周4000片的产能。
在Catania晶圆厂，意法半导体将重点推进200毫米硅碳化物生产，进一步提升意法半导体在电动汽车、AI数据中心等新兴领域的竞争力。
Agrate晶圆厂 图源：意法半导体
上个月，雷诺集团创立的智能电动汽车纯制造商Ampere和意法半导体宣布双方战略合作的新一步，从 2026 年开始，意法半导体和雷诺集团将就碳化硅 (SiC) 功率模块的供应达成多年期协议，作为双方在 Ampere 超高效电动动力系统逆变器电源箱方面合作的一部分。
Ampere 和意法半导体共同优化了电源箱中的关键元件电源模块，以利用 Ampere 在电动汽车技术方面的专业知识和意法半导体在先进电力电子方面的专业知识，在电动动力系统中获得最高性能和最佳竞争力。
英飞凌也是SiC MOSFET模块的关键玩家之一。
英飞凌与汽车制造商和能源解决方案开发商建立了合作关系。例如，英飞凌与大众汽车达成了战略协议，为后者提供EliteSiC 1200V功率模块，用于主牵引逆变器。起亚也在其电动紧凑型跨界SUV EV6 GT中采用了英飞凌的EliteSiC系列。
同样在2024年底，英飞凌与Stellantis官宣将共同开发Stellantis电动汽车的功率架构，助力Stellantis实现为大众提供环保、安全、经济实惠的出行方式这一远大目标。其中合作包括：
-英飞凌的PROFET™智能功率开关将取代传统保险丝，减少布线，并使Stellantis成为首批实施智能电网管理的汽车制造商之一。
-SiC半导体将支持Stellantis实现功率模块标准化，提高电动汽车的性能和效率，并降低成本。
英飞凌已经暂缓了马来西亚居林3号晶圆厂的扩建，转而向200nm碳化硅晶圆的快速过渡。
另一家半导体巨头安森美也在发力第三代半导体，碳化硅在电动汽车中的应用为安森美开辟了新的增长空间。随着中国800伏电动汽车架构的普及，安森美的1200伏M3e碳化硅解决方案已经被中国主要的电动汽车OEM采用。
安森美在碳化硅市场供应链上通过将6英寸产线转向8英寸，确保在不显著增加成本的情况下提升产能。
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03 | 首条国产8英寸碳化硅芯片生产线将投产!国内厂商积极发力碳化硅领域!
国内半导体厂商也在积极发力碳化硅市场布局。
相关数据显示，2022年我国SiC衬底产能达到94万片/年(折合6英寸)，外延产能达到84万片/年(折合6英寸)，芯片/器件产能达到96万片/年，相较于2021年分别增加了30.6%、58.5%和62.7%。
2023年，我国碳化硅衬底、外延和芯片/器件产能分别达到120万片/年、115万片/年和144万片/年。
业界乐观预计，2024年中国碳化硅晶圆在全球的占比有望达到50%。目前，中国企业每月的总产能约为6万片，预计2024年月产能将达到12万片，年产能150万。
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当前，我国第三代半导体材料初步形成了京津冀鲁、长三角、珠三角、闽三角、中西部等五大重点发展区域。其中，江苏省第三代半导体代表性企业分布最多，如苏州纳维、晶湛半导体、英诺赛科等等。
国内厂商也在积极布局碳化硅业务。
例如华润微电子作为专注于功率器件的IDM公司，在多年前就布局了第三代半导体产业。基于自身硅基器件设计、制造和销售优势，在国内建设了第一条6吋碳化硅半导体生产线，覆盖从晶圆制造和成品封装。
目前6吋的SiC和GaN晶圆线均已稳定量产，如碳化硅JBS、碳化硅MOS能比肩国际先进水平，在消费、工业和汽车领域的较多标杆客户批量出货。
另一家代表性企业是三安光电。在碳化硅芯片领域，三安光电已分别在湖南、重庆两地投建工厂，其中在重庆与意法半导体(中国)投资有限公司合资投建的中西部地区第一条国产8英寸碳化硅芯片生产线预计将于2月底通线投片。
04 | 小结
回顾过去的一年，得益于市场增量，多家布局碳化硅业务的厂商取得了业绩增长。意法半导体、英飞凌、安森美等国内外头部半导体厂商纷纷加码布局碳化硅，为碳化硅为代表的第三代半导体的未来前景注入了更多活力。
但是，目前碳化硅面临着应用市场的挑战：除新能源汽车外，碳化硅在其他应用领域还没有得到广泛应用，相对单一的市场也导致了当下国内碳化硅市场的内卷局面。有数据显示，2024年国内在注销了5千多家企业的基础上，还有4千多家碳化硅企业存续，内卷程度可见一斑。
同时，碳化硅行业快速发展仍有许多问题待解决：碳化硅如何从8英寸转向12英寸?碳化硅如何拓展更多应用领域，以打造更大增量增量?在价格敏感的市场环境中，碳化硅如何做好成本控制?
虽然短期面临着挑战，但从长远来看，碳化硅市场仍有巨大的增量空间，除新能源汽车外，光伏、轨道交通、数据中心等都存在较大市场开发潜力。在市场和技术不断发展的情况下，碳化硅有望迎来更广阔的发展空间。
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