多应用驱动，碳化硅未来可期！

近年来，随着5G、消费电子、工业能源转换及新能源车等需求拉升，基站、能源转换器及充电桩等应用需求随之大增，氮化镓、碳化硅功率器件需求强劲。

据TrendForce集邦咨询研究推估，第三代功率半导体产值将从2021年的9.8亿美元，至2025年将成长至47.1亿美元，年复合成长率达48%。

Source：TrendForce集邦咨询

Part.1碳化硅的三个典型应用

碳化硅具有高频、高效、高功率密度、耐高温、高压的性能特点，主要应用于新能源汽车、轨道交通、光伏发电和工业电源领域。

提到碳化硅，就不得不联想到新能源汽车，新能源汽车可以说是目前碳化硅应用最火热的赛道。据TrendForce集邦咨询研究，随着越来越多车企开始在电驱系统中导入SiC技术，预估2022年车用SiC功率元件市场规模将达到10.7亿美元，至2026年将攀升至39.4 亿美元。

在2022集邦咨询第三代半导体前沿趋势研讨会上，基本半导体技术营销副总监刘诚表示，碳化硅功率器件的最主要应用市场是新能源汽车，其中到电动汽车高电压平台对碳化硅功率模块的需求更是尤为迫切，除了主逆变器，碳化硅功率器件还可以应用于车载电源、电动汽车车载空调控制器、氢燃料电池汽车DC/DC变换器、氢燃料电池汽车空压机控制器等车载装置。

基本半导体 技术营销副总监 刘诚

目前，知名车企纷纷布局碳化硅，采用碳化硅器件的电驱系统，可实现体积节省40%、重量减轻30%、效率提升3%-8%。

充电桩方面，30kW及以下电源模块有碳化硅肖特基二级管的需求；40kW及以上模块电源对碳化硅MOSFET的需求增长正在逐步显现。

光伏作为碳化硅功率器件较早批量化应用的行业，对碳化硅器件的需求也在逐步增加；随着组件电流的增加，组串式/分布式光伏系统的MPPT装置中对碳化硅二极管的需求的迫切度也在快速提升。欧洲能源供应危机的加剧极大的促进了光储一体机的需求，光伏一体机中能量需要双向流动，对效率的要求更高，碳化硅器件可以助力光储一体机实现更高的效率。

作为国内第三代半导体领军企业，基本半导体碳化硅肖特基二极管和MOSFET单管累计出货超过2000万颗，在光伏储能、通信电源、服务器电源、充电桩电源、家用电器等行业超过600家客户批量应用。此外，基本半导体Pcore™6汽车级碳化硅功率模块已成功获得车企定点，年内实现量产。

Part.2碳化硅的高压应用

刘诚指出，碳化硅高压产品目前还未达到市场化状态，其高压特性高压特性没有得到充分的展示。而事实上，碳化硅高压器件在智能电网中具有广阔的应用场景。

我国大力发展新基建，有人的地方就有电，特高压输电工程对碳化硅功率器件具有重大需求，碳化硅材料的本征特性决定了其可以做成更高耐压的器件，且相同功率等级规格的器件，碳化硅器件具有更低的损耗，对智能电网来说具有巨大的吸引力。

而电网是非常庞大的系统，如果碳化硅成功应用量产，其需求量可能会成为不亚于电动汽车市场。

Part.3碳化硅，贵在哪里？

成本是碳化硅绕不开也躲不掉的话题。

原材料方面，碳化硅衬底材料生长速度较慢，一样的厚度，其生长速度是硅的1/500至1/1000，与此同时，高品质碳化硅外延的生长速度同样大幅度慢于硅材料材料成本在整个器件成本中的占比远远高于硅基器件；加工工艺方面，碳化硅材料很“硬”，这一特质决定了其加工难度和成本也会高于估计硅基产品。

据TrendForce集邦咨询调查显示，业界正尝试从诸多途径来进一步降低成本，相信未来随着碳化硅材料技术不断取得突破，以及芯片结构及模块封装工艺趋于成熟，SiC功率元件于车用市场渗透率将持续攀升，并由目前的高阶车型应用逐步延伸至中、低阶车型中，从而加速汽车电动化进程。

Part.4基本半导体

基本半导体成立于2016年，是中国第三代半导体行业领军企业，致力于碳化硅功率器件的研发与产业化。公司总部位于深圳，在北京、上海、南京、无锡以及日本名古屋设有研发中心和制造基地。公司核心成员主要是清华、剑桥等知名高校的博士团队。

基本半导体研发覆盖碳化硅功率器件的材料制备、芯片设计、封装测试、驱动应用等全产业链，核心产品有碳化硅芯片、碳化硅肖特基二极管&MOSFET、车规级全碳化硅功率模块、功率器件驱动芯片及模块、功率半导体测试设备。

（文：化合物半导体市场 Amber）