電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）在過去的2024年，SiC市場經(jīng)歷了動(dòng)蕩的一年。從過去的供不應(yīng)求，受到大規(guī)模產(chǎn)能釋放的影響，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楣┻^于求；另一方面，應(yīng)用需求也出現(xiàn)了分化，全球的電動(dòng)汽車、工業(yè)市場增長出現(xiàn)放緩，但在數(shù)據(jù)中心、光伏逆變器、儲能等領(lǐng)域，SiC卻迎來了需求爆發(fā)，新的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樘蓟钄U(kuò)展了更大的市場，甚至抵消了工業(yè)和汽車市場的低迷。

碳化硅產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，但從去年整個(gè)產(chǎn)業(yè)的情況來看，在高速發(fā)展的過程中，還面臨著一些復(fù)雜的挑戰(zhàn)。

安森美現(xiàn)場應(yīng)用工程經(jīng)理Richard Chen在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪時(shí)表示：“SiC為許多應(yīng)用打開了大門，但行業(yè)發(fā)展至今，在成本、應(yīng)用拓展、產(chǎn)能等方面還存在一些挑戰(zhàn)。”

成本和產(chǎn)能過去一直是制約SiC器件廣泛應(yīng)用的主要原因，SiC襯底、外延片的制造過程中，材料成本占了相當(dāng)大的比例。

而SiC功率器件成本可以從兩個(gè)角度去降低，一是增大襯底面積，提高單片晶圓上產(chǎn)出的芯片；另一方面是通過制造工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，將同規(guī)格的SiC器件尺寸縮小。

圖：安森美碳化硅Cascode JFET 與碳化硅 MOSFET 的競爭產(chǎn)品對比

面對成本挑戰(zhàn)，Richard Chen介紹到，安森美的碳化硅Cascode JFET通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和工藝，能夠在相同面積下實(shí)現(xiàn)更低的導(dǎo)通電阻（RDS(on)），從而減少材料使用量。

同時(shí)產(chǎn)能和良率也是制約行業(yè)發(fā)展的重要因素，安森美作為全球少數(shù)幾家可提供從晶體生長到晶圓制造再到成品封裝的垂直整合的供應(yīng)商之一，通過垂直整合策略可掌控生產(chǎn)規(guī)模、質(zhì)量和性能。

在終端應(yīng)用上，電動(dòng)汽車毫無疑問是SiC最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2023年全球功率SiC器件市場上，電動(dòng)汽車領(lǐng)域占到77%，工業(yè)應(yīng)用占21%，兩大市場幾乎包攬了整個(gè)SiC產(chǎn)業(yè)的需求。

盡管電動(dòng)汽車依然會是未來的趨勢，這個(gè)截至目前還是全球各大車企的共識，但這個(gè)“未來”到底還有多遠(yuǎn)？從2024年全球電動(dòng)汽車市場的狀況來看，根據(jù)Rho Motion 的數(shù)據(jù)，全球純電動(dòng)和插混汽車銷量同比增長25.6%，但其中不同地區(qū)呈現(xiàn)分化。

根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，中國市場去年新能源汽車銷量增長35.5%，是全球新能源汽車增長的主要推動(dòng)力。但歐洲主要大國新能源汽車整體增長有放緩跡象，以德國為例，根據(jù)EAFO數(shù)據(jù)，2024年純電動(dòng)汽車注冊量同比下降27.4%，插混汽車注冊了同比增長9.2%，整體新能源汽車注冊量是下滑的。

因此，對于SiC產(chǎn)業(yè)而言，將應(yīng)用拓展至更多領(lǐng)域，是未來保持高速增長的關(guān)鍵。而對于2025年，Richard Chen認(rèn)為SiC的需求增長點(diǎn)將集中在三大方向：數(shù)據(jù)中心、高性能新能源汽車、可再生能源。

數(shù)據(jù)中心

DeepSeek的卓越表現(xiàn)掀起了人工智能（AI）應(yīng)用落地浪潮，背后AI數(shù)據(jù)中心的需求高速增長有望為第三代半導(dǎo)體提供強(qiáng)勁的增長動(dòng)力。作為數(shù)據(jù)中心的運(yùn)算核心，GPU的功耗從700W增加到2700W，甚至更高，相應(yīng)的電源功率需求也不斷攀升，從現(xiàn)在的 30 kW，預(yù)計(jì)未來將提高到 300 kW。

高功耗需求促使數(shù)據(jù)中心對功率器件的效率、功率密度和散熱性能提出了更高的要求。SiC 功率轉(zhuǎn)換電路能夠?qū)崿F(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率和功率密度，有效降低電源損耗和散熱需求，預(yù)計(jì) 2025 年將有更多的數(shù)據(jù)中心采用第三代半導(dǎo)體器件來優(yōu)化服務(wù)器電源系統(tǒng)，從而推動(dòng)其在該領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用。

安森美此前收購Qorvo的SiC JFET技術(shù)業(yè)務(wù)及其子公司United Silicon Carbide，就極大地增強(qiáng)了其EliteSiC電源產(chǎn)品組合在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的競爭力。

圖：安森美碳化硅 Cascode JFET 器件框圖

據(jù)介紹，EliteSiC 共源共柵結(jié)型場效應(yīng)晶體管（Cascode JFET）基于獨(dú)特的“共源共柵（Cascode）”電路配置——將常開型碳化硅JFET器件與硅MOSFET共同封裝，形成一個(gè)集成化的常關(guān)型碳化硅FET器件。這種結(jié)構(gòu)允許使用標(biāo)準(zhǔn)硅基柵極驅(qū)動(dòng)器，即能夠便于數(shù)據(jù)中心電源等產(chǎn)品從現(xiàn)有的硅基轉(zhuǎn)換成SiC，大大加速了方案轉(zhuǎn)換周期。

同時(shí)EliteSiC具有低導(dǎo)通電阻（RDS(on)）和高開關(guān)頻率特性，能夠顯著提升電源模塊的效率，減少能量損耗，滿足AI數(shù)據(jù)中心對高功率密度和高效率的需求，是AI數(shù)據(jù)中心功率半導(dǎo)體的主要選擇。

高性能新能源汽車

在新能源汽車領(lǐng)域，高性能新能源汽車滲透率的持續(xù)提升，對高性能、高效率的動(dòng)力系統(tǒng)需求也日益增加。主驅(qū)逆變器、OBC、DC-DC等關(guān)鍵部位，都需要更高的功率密度，更高的轉(zhuǎn)換效率、以提高車輛的性能、續(xù)航里程以及更大的座艙空間。

安森美EliteSiC功率模塊可以提供更優(yōu)秀的性能、效率和功率密度，采用了最新的平面結(jié)構(gòu)的EliteSiC MOSFET，實(shí)現(xiàn)了從電池的直流800V到后軸交流驅(qū)動(dòng)的高效電源轉(zhuǎn)換。Richard Chen表示，在過去的一年，安森美繼續(xù)擴(kuò)展與多家汽車制造商的合作關(guān)系，致力于通過豐富的生態(tài)圈服務(wù)更多客戶。

可再生能源

隨著全球范圍內(nèi)對可再生能源的依賴加深，特別是對分布式光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)的日益重視，加之各國政府對清潔能源的政策扶持，如補(bǔ)貼、上網(wǎng)電價(jià)優(yōu)惠、強(qiáng)制性可再生能源配額等，使得逆變器作為提高光伏系統(tǒng)效率、安全性及靈活性的關(guān)鍵設(shè)備，市場需求持續(xù)增長。

安森美為中國的光儲充逆變器市場提供了一系列獨(dú)特的解決方案，特別是在可再生能源生產(chǎn)、電源管理和能源轉(zhuǎn)換方面，幫助客戶應(yīng)對光伏逆變器、儲能和快充等系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的挑戰(zhàn)。例如，在太陽能光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等分布式能源系統(tǒng)中，SiC器件可用于變流器，提高能源轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進(jìn)分布式能源的大規(guī)模接入和有效利用。隨著分布式能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比不斷提高，第三代半導(dǎo)體在該領(lǐng)域的市場規(guī)模有望逐步擴(kuò)大。