SiC 未来五年内的市场应用趋势如何

根据预测，2021年全球功率半导体市场规模将达441亿美元，年化增速为4.1%。其中，中国市场预计约159亿美元，占全球市场的36.1%。功率半导体在超高压输电、大数据中心、工业互联网、城际高铁以及新能源汽车和充电桩等行业被采用。

在终端需求大幅增加的情况下，IGBT、SiC等功率器件的市场机遇有多少?对此，业界一直有不同的几种声音：1、期待SiC的颠覆性作用不现实，将与IGBT长期并存近年来，随着下游应用需求的不断提升，IGBT技术在进一步提升性能方面遇到了一些困难。开关损耗与导通饱和压降降低相互制约，降低损耗和提升效率的空间越来越小，于是业界开始希望SiC能够成为颠覆性的技术。

但这样的看法显然不是很全面，以国际龙头企业的硅基IGBT产品为例，伴随着封装技术的进步，IGBT器件的性能和功率密度越来越高。同时，他们也在针对不同的应用而配套开发产品，可以针对性做一些特别的优化处理，提高硅器件在系统中的表现，进而提升系统性能和性价比。

所以，有声音称，第三代半导体的发展进程必然与硅器件相伴而行。他们认为除了技术发展之外，还有针对不同应用的大规模商业化价值因素的考量，期望第三代半导体器件能在所有应用场景中快速替代硅器件是不现实的。

我们可以看到SiC正在变得更有竞争力，特别是在汽车领域正在逐渐散发出光芒，自从2018年特斯拉Model3首次采用SiC MOSFET逆变器以来，国内外诸多车企将SiC电驱的研发提上日程。

所有行业有一部分声音认为，SiC将逐步抢占原先被IGBT占有的领域。特别是在电动汽车正在往800V电压平台转型的当下。目前，传统IGBT通常适应的高压平台在600-700V左右，如果直流母线电压提升到800V以上，那么对应的功率器件耐压则需要提高到1200V左右，以电压为参考标准，当电压为650 V时，SiC的性能会更有优势。不过他们也同时表示，当然在某些价格敏感型应用中，IGBT会被优先考虑。

与硅(Si)相比，碳化硅(SiC)是一种介电击穿强度更大、饱和电子漂移速度更快且热导率更高的半导体材料。SiC器件在用于半导体器件中时，可提供高耐压、高速开关和低导通电阻。SiC被视为功率器件的新一代材料，有助于降低能耗和缩小系统尺寸的器件的出现。

但碳化硅产业上下游供应商和各器件厂家仍待完善，供应链不完善带来的成本和良率等问题将会持续相当长的时间。

碳化硅衬底价差逐渐缩小

在600V-1700V电压应用领域中，与Si MOSFET和IGBT相比，SiC MOSFET具有更大的性能优势。随着产业链企业不断新建SiC制造产线，SiC功率器件的价格会持续下降，但Si技术也会更加成熟，SiC器件与Si器件会长期存在价格差。当然，市场对SiC MOSFET的高需求将促使用户接受这种价格差。

所以在这期间，Si和SiC器件将会互补共存，一部分对开关频率、耐压、功率损耗有较高要求，且成本相对宽松的产品，将会优先采用SiC器件，IGBT仍是主流应用。