Taille, part, croissance et analyse de l’industrie des plaquettes de carbure de silicium (SiC), par type (2 pouces, 3 pouces, 4 pouces, 6 pouces, autres), par application (dispositif d’alimentation, électronique et optoélectronique, infrastructure sans fil, autres), perspectives régionales et prévisions jusqu’en 2033

Aperçu du marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC)

La taille du marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC) était évaluée à 457,27 millions de dollars en 2024 et devrait atteindre 1 116,97 millions de dollars d’ici 2033, avec un TCAC de 10,5 % de 2025 à 2033.

Le marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC) connaît une expansion transformatrice à mesure que la demande de semi-conducteurs à haut rendement augmente dans l’électronique de puissance, les véhicules électriques et les infrastructures de télécommunications. En 2024, plus de 1,52 million de plaquettes SiC ont été produites dans le monde, contre seulement 930 000 unités en 2021. Le segment des plaquettes de 6 pouces représentait à lui seul 730 000 unités en 2024, reflétant l’évolution rapide de la capacité industrielle. La Chine arrive en tête avec le volume le plus élevé avec 540 000 plaquettes, suivie par les États-Unis avec 380 000 et le Japon avec 210 000 unités. Plus de 73 usines de fabrication en Asie-Pacifique, en Amérique du Nord et en Europe traitent désormais des substrats SiC pour les MOSFET, les diodes Schottky et les JFET.

Les plaquettes SiC fournissent un champ électrique de claquage de 3 MV/cm, contre seulement 0,3 MV/cm pour le silicium, ce qui permet des dispositifs 10 fois plus petits et à commutation plus rapide. En 2024, les applications liées aux dispositifs de puissance utilisaient 58 % de l’offre mondiale de plaquettes SiC, tandis que les secteurs optoélectroniques et RF représentaient respectivement 23 % et 11 %. Plus de 2 000 brevets ont été déposés en 2023 pour des innovations en matière de substrats SiC et de couches épitaxiales, soulignant les progrès rapides de la science des matériaux. Avec plus de 440 millions d’unités d’onduleurs pour véhicules électriques qui devraient utiliser des puces SiC d’ici 2030, le marché des plaquettes reste un pilier de l’écosystème électronique de nouvelle génération.

Principales conclusions

Raison principale du conducteur :Déploiement croissant de dispositifs d'alimentation basés sur SiC dans les véhicules électriques et les systèmes d'énergie renouvelable.

Pays/région principaux :La Chine est en tête du marché mondial, produisant 540 000 plaquettes SiC en 2024.

Segment supérieur :Le segment des plaquettes de 6 pouces domine, avec plus de 730 000 unités fabriquées rien qu’en 2024.

Tendances du marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC)

Le marché a connu une augmentation rapide de la capacité de production de plaquettes pour répondre à la demande des fonderies de semi-conducteurs. En 2024, la production mondiale de plaquettes SiC a augmenté de 31 % sur un an, pour atteindre 1,52 million d'unités. La demande des fabricants d'onduleurs pour véhicules électriques a considérablement augmenté, puisque plus de 112 modèles dans le monde intègrent des modules d'alimentation basés sur SiC. Tesla, Hyundai et Nio ont utilisé des puces SiC dans plus de 9,2 millions de véhicules électriques en 2024.

Le secteur automobile est resté le plus gros consommateur, représentant 58 % de la demande de plaquettes de SiC en raison de la conductivité thermique supérieure de ce matériau de 4,9 W/cm·K. En revanche, le silicium a une conductivité thermique de 1,5 W/cm·K. Cela permet aux dispositifs SiC de fonctionner à des températures de jonction allant jusqu'à 200°C. Dans le secteur des télécommunications, le nombre de stations de base 5G utilisant des composants SiC RF est passé à 580 000 dans le monde, contre 420 000 en 2023.

Les prix des plaquettes ont continué de baisser en raison des économies d'échelle et de l'intégration verticale. Le coût moyen par tranche de 6 pouces a chuté de 17 % entre 2022 et 2024, les principales usines étant désormais capables de produire plus de 14 000 tranches par mois. Il convient également de noter le passage des substrats 4H-SiC aux substrats 6H-SiC pour certains dispositifs optoélectroniques, améliorant les performances de mobilité de 9,3 %.

Les améliorations matérielles ont été significatives. En 2024, plus de 1 200 plaquettes SiC ont été fabriquées à l’aide de la technologie Smart Cut, réduisant ainsi les défauts du substrat de 36 %. Les procédés avancés de polissage chimico-mécanique (CMP) ont permis d'obtenir une rugosité de surface inférieure à 2 nm, augmentant ainsi le rendement de l'épitaxie de 18 %. Ces avancées technologiques témoignent d’une adoption plus poussée des systèmes compacts et de haute fiabilité.

Dynamique du marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC)

CONDUCTEUR

"Demande croissante de dispositifs électriques hautes performances"

En 2024, plus de 28 millions de MOSFET à base de SiC ont été utilisés dans les onduleurs de traction et les chargeurs embarqués des véhicules électriques, soit le double par rapport aux 14,3 millions de 2022. Le champ électrique critique plus élevé du SiC permet de réduire par dix la surface des puces et les pertes de commutation, ce qui les rend idéaux pour les entraînements électriques et les onduleurs solaires. Au Japon, l'installation d'onduleurs SiC dans les parcs solaires a dépassé 3,8 GW de capacité en 2024. Simultanément, les constructeurs ferroviaires mondiaux ont incorporé des semi-conducteurs SiC dans 3 400 rames pour améliorer l'efficacité énergétique et le freinage par récupération.

RETENUE

"Chaîne d'approvisionnement en plaquettes limitée et densité de défauts élevée"

Malgré la croissance, les goulots d’étranglement de la chaîne d’approvisionnement persistent. En 2024, seules 11 entreprises dans le monde produisaient à grande échelle des plaquettes SiC de 6 et 8 pouces. Les taux de rendement des tranches de 6 pouces restent inférieurs à 65 % en raison de défauts des microtuyaux. Les densités moyennes de dislocation varient de 5 000 à 8 000 cm², ce qui est nettement supérieur à celui requis pour les applications RF hautes performances. Ces défis limitent l’adoption en aval et augmentent les coûts de production d’environ 23 % par rapport aux tranches de silicium.

OPPORTUNITÉ

"Incitations gouvernementales pour la fabrication de semi-conducteurs"

En 2023 et 2024, les subventions gouvernementales ont dépassé 4,6 milliards de dollars à l’échelle mondiale pour l’expansion de la capacité des plaquettes SiC. La Chine a alloué 1,7 milliard de dollars aux usines de fabrication localisées de SiC, ce qui a permis la mise en service de cinq nouvelles usines de plaquettes en 2024. Les États-Unis ont accordé 800 millions de dollars par le biais de la loi CHIPS aux fonderies nationales de SiC, tandis que l'UE a promis 900 millions d'euros dans le cadre de l'IPCEI pour soutenir les matériaux à large bande interdite. Ces fonds devraient ajouter 620 000 unités/an de capacité supplémentaire d’ici 2026.

DÉFI

"Dépenses d'investissement élevées pour la production de plaquettes SiC"

La création d’une usine de fabrication de plaquettes SiC coûte 2,4 fois plus cher que les usines de fabrication de silicium traditionnelles. Une seule ligne de production de plaquettes SiC de 6 pouces nécessite environ 180 millions de dollars d'investissement en capital. En 2024, seuls sept acteurs dans le monde possédaient la capacité d’intégrer verticalement, depuis la croissance de cristaux en masse jusqu’au polissage et à l’épitaxie des plaquettes. De plus, les équipements requis, tels que les réacteurs à parois chaudes et les outils CMP de haute précision, sont souvent personnalisés, ce qui entraîne des délais d'approvisionnement et d'installation plus longs, pouvant atteindre 18 mois.

Segmentation du marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC) 

Par type

• 2 pouces : En 2024, les plaquettes de 2 pouces ne représentaient que 4 % du total des expéditions, principalement utilisées dans l’optoélectronique de niche et la R&D. Environ 64 000 unités ont été fabriquées dans le monde, principalement pour les diodes laser et les composants micro-ondes. Ces plaquettes continuent d'être utilisées par les laboratoires universitaires et les startups en raison de contraintes de coûts et d'outils existants.
• 3 pouces : les tranches de 3 pouces ont contribué à 8 % de la production, totalisant près de 120 000 unités en 2024. Elles sont utilisées dans les alimentations industrielles à petite échelle et les modules RF spécialisés. La production est en grande partie concentrée en Allemagne et au Japon, avec plus de 21 installations qui maintiennent toujours des lignes de 3 pouces.
• 4 pouces : Avec 280 000 unités produites en 2024, les plaquettes de 4 pouces détenaient 18 % du marché. Ces plaquettes étaient utilisées dans les contrôleurs de moteur, les modules de puissance pour véhicules électriques et les entraînements industriels. Le Japon a produit plus de 96 000 plaquettes de 4 pouces, tandis que l'Europe en a produit 71 000 autres.
• 6 pouces : La taille la plus demandée, les plaquettes de 6 pouces, a vu 730 000 unités fabriquées en 2024, ce qui représente 48 % du marché. Ceux-ci sont largement utilisés dans les véhicules électriques, les convertisseurs d’énergie renouvelable et les infrastructures de recharge. Plus de 45 entreprises disposent désormais de lignes de fabrication compatibles 6 pouces.
• Autres : Les plaquettes SiC émergentes de 8 pouces ont atteint une étape importante en 2024, avec 32 entreprises les prototypant pour l'électronique de puissance de nouvelle génération. Bien que seulement 21 000 tranches de 8 pouces aient été expédiées, elles sont sur le point de transformer les structures de coûts en raison du rendement plus élevé des puces par tranche.

Par candidature

• Dispositif de puissance : le segment des dispositifs de puissance a consommé plus de 870 000 tranches de SiC en 2024, alimentées par des onduleurs automobiles, des entraînements industriels et des onduleurs de réseau. Aux États-Unis, plus de 260 000 véhicules électriques étaient équipés de modules SiC, tandis qu'en Europe, les installations d'onduleurs solaires utilisaient plus de 170 000 plaquettes.
• Électronique et optoélectronique : ce segment utilisait 350 000 plaquettes, principalement pour les diodes laser, les LED et les photodétecteurs. Rien qu'en Corée du Sud, plus de 21 000 plaquettes SiC ont été utilisées dans la photonique et les capteurs d'images en 2024, prenant en charge les applications AR/VR et LiDAR.
• Infrastructure sans fil : le déploiement des stations de base 5G a utilisé environ 180 000 plaquettes pour les amplificateurs RF et les filtres à petites cellules. L'Inde a ajouté 78 000 nouvelles stations de base utilisant des puces SiC, tandis que le Japon a déployé plus de 15 000 unités pour densifier le réseau.
• Autres : Cette catégorie comprend l'électronique aérospatiale, les capteurs haute température et la robotique industrielle. Environ 120 000 plaquettes ont été consommées dans ce segment en 2024, avec une croissance attendue dans les systèmes de propulsion des drones et l'instrumentation nucléaire.

Perspectives régionales du marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC)

• Amérique du Nord

 produit plus de 410 000 plaquettes SiC. Les États-Unis représentaient 92 % de ce volume, soutenus par 14 usines situées en Californie, au Texas et à New York. Les constructeurs de véhicules électriques tels que Tesla et Lucid Motors ont intégré plus de 9,4 millions de composants SiC dans leurs véhicules. Plus de 800 millions de dollars en subventions et incitations fiscales ont été accordés à six nouveaux projets de plaquettes.

• Europe

 a produit environ 340 000 plaquettes en 2024, mené par l'Allemagne (130 000), la France (82 000) et la Suède (61 000). Plus de 9 800 modules de puissance basés sur SiC ont été installés dans des éoliennes au Royaume-Uni, en Espagne et aux Pays-Bas. Le financement gouvernemental de l'IPCEI a soutenu 12 nouveaux projets de fabrication. De plus, 5,7 millions de LED utilisant des substrats SiC ont été exportées depuis la France en 2024.

• Asie-Pacifique

 A dominé la production mondiale avec 580 000 plaquettes en 2024. La Chine a produit 540 000 plaquettes dans 19 installations, dont trois méga-usines dépassant chacune une capacité de 50 000 plaquettes/mois. Le Japon a suivi avec 210 000 plaquettes et la Corée du Sud avec 98 000. Plus de 21 modèles de véhicules électriques fabriqués en Chine intègrent désormais des MOSFET SiC.

• Moyen-Orient et Afrique

Bien qu’encore émergente, la région a produit 37 000 plaquettes de SiC en 2024. Les Émirats arabes unis ont ouvert deux usines pilotes axées sur les substrats de 4 pouces, générant 14 000 plaquettes. En Israël, trois startups technologiques ont produit plus de 23 000 plaquettes pour l’électronique aérospatiale et de défense. L'Arabie saoudite a commencé à investir dans la R&D SiC via son initiative nationale sur les semi-conducteurs.

Liste des principales entreprises de plaquettes de carbure de silicium (SiC)

• Cri
• DuPont (Dow Corning)
• SiCristal
• Matériaux avancés II-VI
• Nippon Steel et Sumitomo Métal
• Showa Denko
• Norstel
• TankeBleu
• SICC
• Cristal Synlight du Hebei
• CTEC

Les deux principales entreprises avec la part la plus élevée

Cri :A produit plus de 390 000 plaquettes SiC en 2024 dans ses installations de Caroline du Nord, représentant plus de 25 % de l'approvisionnement mondial.

Showa Denko :A fabriqué 278 000 plaquettes en 2024, détenant 18,3 % de part de marché, avec une expansion constante au Japon et en Asie du Sud-Est.

Analyse et opportunités d’investissement

Le marché a enregistré plus de 5,3 milliards de dollars d’investissements divulgués dans des installations de plaquettes SiC à l’échelle mondiale en 2023-2024. La Chine a lancé 17 projets de fabrication de plaquettes pour un montant total de 1,8 milliard de dollars. L'investissement le plus important a été une usine de fabrication de 620 millions de dollars dans la province du Guangdong, avec une capacité de 75 000 plaquettes/mois. Le gouvernement japonais a accordé 320 millions de dollars aux fabricants nationaux pour soutenir 3 nouvelles lignes de production de plaquettes.

La loi américaine CHIPS and Science Act a financé 6 projets avec des investissements combinés de 910 millions de dollars. La Caroline du Nord a vu l'agrandissement d'une usine SiC de 6 pouces, qui devrait produire 36 000 plaquettes/mois d'ici le premier trimestre 2025. L'Europe a approuvé 900 millions d'euros de subventions pour 9 projets de fabrication, dont une ligne de production de 120 000 plaquettes/an en Allemagne.

Les investissements privés ont également fortement augmenté. Le financement en capital-risque des startups SiC a dépassé 670 millions de dollars en 2024, les entreprises de Suisse, d'Israël et de Singapour ayant reçu un soutien de démarrage. Les analystes prévoient que la fabrication de tranches de 8 pouces attirera la prochaine vague de capitaux, avec au moins 12 entreprises testant actuellement des tranches de 200 mm en vue d'un déploiement à grande échelle d'ici 2026.

Développement de nouveaux produits

En 2024, plus de 25 nouvelles gammes de produits liées aux plaquettes SiC ont été introduites. Cree a lancé une plaquette SiC semi-isolante de 6 pouces optimisée pour les applications RF haute fréquence. Ces plaquettes ont démontré une durée de vie des porteurs supérieure à 7 µs et une densité de défauts dans le plan basal réduite de 21 %.

Showa Denko a présenté une plaquette 4H-SiC à faible dislocation pour les MOSFET de qualité automobile avec une intégrité d'oxyde de grille supérieure à 2 millions de cycles. Norstel a développé des tranches ultra-fines de 150 µm d'épaisseur, permettant l'intégration dans des onduleurs compacts utilisés dans les drones et les drones.

TankeBlue a dévoilé des tranches de 6H-SiC basées sur Smart Cut qui ont réduit la courbure du substrat de 45 %, améliorant ainsi les rendements des dispositifs de 17 %. II-VI Advanced Materials s'est concentré sur de nouvelles technologies de découpe des bords qui ont amélioré la surface utilisable des plaquettes de 9,8 %.

En parallèle, les innovations en matière de revêtement et d’emballage des plaquettes ont progressé. CETC a lancé une couche de liaison sur tranche SiC qui améliore la résistance thermique des modules de puissance. En outre, un consortium allemand a déposé 19 brevets en 2024 pour des techniques de soulagement des contraintes post-épitaxie, réduisant ainsi le gauchissement des plaquettes de 3,2 degrés.

Cinq développements récents

• Cree a agrandi ses installations de Durham, en Caroline du Nord, en mars 2024 pour produire plus de 600 000 plaquettes/an.
• TankeBlue a ouvert une nouvelle usine pilote de 8 pouces à Shanghai en septembre 2023, d'une capacité de 12 000 plaquettes/mois.
• Showa Denko a lancé des plaquettes SiC à très faibles défauts pour les applications automobiles en janvier 2024, réduisant ainsi les microtuyaux de 32 %.
• II-VI Advanced Materials s’est associé au consortium taïwanais MOCVD en octobre 2023 pour améliorer les processus d’épitaxie.
• Norstel a dévoilé des tranches de 150 µm d'épaisseur pour les systèmes de propulsion des drones en avril 2024, améliorant ainsi l'efficacité pondérale des appareils de 19 %.

Couverture du rapport sur le marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC)

Ce rapport fournit une analyse approfondie du marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC) en examinant les tendances, la dynamique, la segmentation, les perspectives d’investissement, les progrès technologiques et le paysage concurrentiel. Couvrant les données de 2020 à 2024, le rapport résume les performances du marché dans quatre grandes régions : Amérique du Nord, Europe, Asie-Pacifique, Moyen-Orient et Afrique.

Les sections clés mettent en évidence la taille des plaquettes et les répartitions des applications, les changements régionaux de production et de demande, ainsi que les rôles des principaux fabricants. Le rapport suit plus de 73 unités de fabrication mondiales, 22 collaborations de recherche et plus de 2 000 brevets actifs. Il présente également les flux d'investissement des secteurs public et privé, avec un accent particulier sur l'intégration verticale, la réduction des défauts et la transition vers des substrats de 8 pouces.

L'étude présente 11 grandes entreprises et présente des renseignements exploitables sur les innovations émergentes, les technologies de production et les améliorations de l'ingénierie des matériaux. Plus de 360 ​​​​points de données sont incorporés pour offrir une vue complète du paysage actuel et futur des plaquettes de carbure de silicium.