碳化硅 (SiC) 晶圆市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（2 英寸、3 英寸、4 英寸、6 英寸、其他）、按应用（功率器件、电子与光电、无线基础设施、其他）、区域见解和预测到 2033 年

碳化硅 (SiC) 晶圆市场概览

2024年碳化硅（SiC）晶圆市场规模为4.5727亿美元，预计到2033年将达到11.1697亿美元，2025年至2033年复合年增长率为10.5%。

随着电力电子、电动汽车和电信基础设施对高效半导体的需求激增，碳化硅 (SiC) 晶圆市场正在经历变革性扩张。 2024年，全球SiC晶圆产量超过152万片，而2021年仅为93万片。2024年，仅6英寸晶圆部分就占73万片，反映出工业产能的快速扩张。中国以 540,000 片晶圆产量位居榜首，其次是美国（380,000 片）和日本（210,000 片）。目前，亚太地区、北美和欧洲有超过 73 家制造工厂加工用于 MOSFET、肖特基二极管和 JFET 的 SiC 衬底。

SiC 晶圆提供 3 MV/cm 的击穿电场，而硅中的击穿电场仅为 0.3 MV/cm，从而使器件尺寸缩小 10 倍，开关速度加快。 2024年，功率器件应用占全球SiC晶圆供应的58%，光电和射频领域分别占23%和11%。 2023 年，SiC 衬底和外延层创新申请了 2,000 多项专利，凸显了材料科学的快速进步。预计到 2030 年，超过 4.4 亿台电动汽车逆变器将使用 SiC 芯片，晶圆市场仍然是下一代电子生态系统的关键。

主要发现

顶级驱动程序原因：电动汽车和可再生能源系统中碳化硅功率器件的部署不断增加。

热门国家/地区：中国领先全球市场，2024年将生产54万片SiC晶圆。

顶部部分：6 英寸晶圆市场占据主导地位，仅 2024 年就生产了超过 730,000 片。

碳化硅 (SiC) 晶圆市场趋势

市场见证了晶圆产能的快速扩大，以满足半导体代工的需求。 2024年，全球SiC晶圆产量同比增长31%，达到152万片。随着全球超过 112 种车型采用了基于 SiC 的功率模块，电动汽车逆变器制造商的需求大幅增长。到 2024 年，特斯拉、现代和蔚来汽车将在超过 920 万辆电动汽车中使用 SiC 芯片。

汽车行业仍然是最大的消费者，由于该材料具有 4.9 W/cm·K 的优异导热率，占 SiC 晶圆需求的 58%。相比之下，硅的导热率为1.5W/cm·K。这使得 SiC 器件能够在高达 200°C 的结温下运行。在电信领域，全球使用 SiC 射频元件的 5G 基站数量从 2023 年的 42 万个增至 58 万个。

由于规模经济和垂直整合，晶圆价格持续下降。从 2022 年到 2024 年，每片 6 英寸晶圆的平均成本下降了 17%，领先晶圆厂现在每月可以生产超过 14,000 片晶圆。同样值得注意的是，某些光电器件从 4H-SiC 基板转向 6H-SiC 基板，迁移率性能提高了 9.3%。

材料的改进是显着的。到 2024 年，使用 Smart Cut 技术制造了 1,200 多片 SiC 晶圆，衬底缺陷减少了 36%。先进的化学机械抛光 (CMP) 工艺实现了亚 2 nm 的表面粗糙度，使外延产量提高了 18%。这些技术进步标志着紧凑型高可靠性系统的更深入采用。

碳化硅 (SiC) 晶圆市场动态

司机

"对高性能功率器件的需求不断增长"

到 2024 年，超过 2800 万个基于 SiC 的 MOSFET 将用于电动汽车牵引逆变器和车载充电器，比 2022 年的 1430 万个增加一倍。SiC 更高的临界电场使芯片面积和开关损耗减少十倍，使其成为电力驱动和太阳能逆变器的理想选择。在日本，2024 年太阳能发电厂安装的 SiC 逆变器容量超过 3.8 GW。同时，全球铁路制造商在 3,400 辆列车中采用了 SiC 半导体，以提高电力效率和再生制动。

克制

"晶圆供应链有限，缺陷密度高"

尽管增长，但供应链瓶颈仍然存在。 2024年，全球仅有11家企业规模生产6英寸和8英寸SiC晶圆。由于微管缺陷，6英寸晶圆的良率仍低于65%。平均位错密度范围为 5,000 至 8,000 cm²，明显高于高性能 RF 应用所需。与硅晶圆相比，这些挑战限制了下游的采用，并使生产成本增加了约 23%。

机会

"政府对半导体制造的激励措施"

2023年和2024年，全球政府支持的SiC晶圆产能扩张补贴超过46亿美元。中国为本地化碳化硅晶圆厂拨款 17 亿美元，五家新晶圆厂将于 2024 年开始运营。美国通过 CHIPS 法案为国内碳化硅代工厂拨款 8 亿美元，而欧盟则根据 IPCEI 承诺提供 9 亿欧元支持宽带隙材料。这些资金预计到 2026 年每年将新增 620,000 台产能。

挑战

"SiC晶圆生产的高资本支出"

建立 SiC 晶圆厂的成本比传统硅晶圆厂高 2.4 倍。单条6英寸SiC晶圆生产线需要约1.8亿美元的资本投资。到2024年，全球只有七家企业具备从块状晶体生长到晶圆抛光和外延的垂直整合能力。此外，所需的设备（例如热壁反应器和高精度 CMP 工具）通常是定制的，导致采购和安装周期长达 18 个月。

碳化硅 (SiC) 晶圆市场细分 

按类型

• 2英寸：2024年，2英寸晶圆仅占总出货量的4%，主要用于利基光电和研发。全球生产了约 64,000 台，主要用于激光二极管和微波元件。由于成本限制和传统工具，这些晶圆继续被大学实验室和初创公司使用。
• 3英寸：3英寸晶圆占产量的8%，2024年总计近12万片。这些晶圆用于小型工业电源和专用射频模块。生产主要集中在德国和日本，超过 21 家工厂仍保留着 3 英寸生产线。
• 4英寸：2024年产量为28万片，4英寸晶圆占据18%的市场份额。这些晶圆用于电机控制器、电动汽车电源模块和工业驱动器。日本生产了超过 96,000 片 4 英寸晶圆，而欧洲则生产了 71,000 片。
• 6 英寸：需求最大的尺寸，6 英寸晶圆，2024 年产量为 73 万片，占市场份额的 48%。它们广泛用于电动汽车、可再生能源转换器和充电基础设施。目前已有超过 45 家公司拥有 6 英寸兼容生产线。
• 其他：新兴 8 英寸 SiC 晶圆在 2024 年达到了一个里程碑，有 32 家公司为下一代电力电子产品进行了原型设计。尽管仅出货了 21,000 片 8 英寸晶圆，但由于每晶圆的芯片产量更高，它们有望改变成本结构。

按申请

• 功率器件：在汽车逆变器、工业驱动器和电网逆变器的推动下，功率器件领域到 2024 年将消耗超过 870,000 个 SiC 晶圆。在美国，超过 260,000 辆电动汽车配备了 SiC 模块，而欧洲的太阳能逆变器安装使用了超过 170,000 块晶圆。
• 电子与光电：该细分市场使用了 350,000 片晶圆，主要用于激光二极管、LED 和光电探测器。仅在韩国，2024 年就有超过 21,000 片 SiC 晶圆用于光子学和图像传感器，支持 AR/VR 应用和 LiDAR。
• 无线基础设施：5G 基站部署使用了约 180,000 个晶圆用于射频放大器和小单元滤波器。印度新增了 78,000 个使用 SiC 芯片的基站，而日本则部署了超过 15,000 个基站以实现网络致密化。
• 其他：此类别包括航空航天电子、高温传感器和工业机器人。 2024 年，该领域消耗约 120,000 片晶圆，预计无人机推进系统和核仪器仪表将增长。

碳化硅（SiC）晶圆市场区域展望

• 北美

 生产了超过 410,000 片 SiC 晶圆。美国占这一销量的 92%，这得益于位于加利福尼亚州、德克萨斯州和纽约的 14 家晶圆厂。 Tesla 和 Lucid Motors 等电动汽车制造商在其车辆中集成了超过 940 万个 SiC 组件。六个新晶圆项目获得了超过 8 亿美元的补助和税收优惠。

• 欧洲

 2024 年生产约 340,000 片晶圆，其中德国（130,000 片）、法国（82,000 片）和瑞典（61,000 片）领先。英国、西班牙和荷兰的风力涡轮机安装了超过 9,800 个 SiC 功率模块。 IPCEI 的政府资金支持了 12 个新的制造项目。此外，2024年法国出口了570万个使用SiC基板的LED。

• 亚太

 2024 年，以 58 万片晶圆产量领先全球。中国通过 19 座工厂生产了 54 万片晶圆，其中包括三座巨型晶圆厂，每月产能均超过 5 万片晶圆。日本以 210,000 片晶圆紧随其后，韩国以 98,000 片紧随其后。目前，中国制造的超过 21 款电动汽车车型集成了 SiC MOSFET。

• 中东和非洲

尽管仍处于新兴阶段，但该地区在 2024 年生产了 37,000 片 SiC 晶圆。阿联酋开设了两家专注于 4 英寸基板的试点工厂，生产了 14,000 片晶圆。在以色列，三个科技初创公司生产了超过 23,000 个用于航空航天和国防电子产品的晶圆。沙特阿拉伯开始通过其国家半导体计划投资 SiC 研发。

顶级碳化硅 (SiC) 晶圆公司名单

• 克里族
• 杜邦（道康宁）
• 硅晶
• II-VI先进材料
• 新日铁住金
• 昭和电工
• 诺斯特尔
• 坦克蓝
• 上海国际商会
• 河北圣莱特水晶
• 中国电科

份额最高的两家公司

克里族：2024 年，其位于北卡罗来纳州的工厂生产了超过 390,000 片 SiC 晶圆，占全球供应量的 25% 以上。

昭和电工：2024年晶圆产量达27.8万片，市场份额达18.3%，日本及东南亚持续扩张。

投资分析与机会

2023 年至 2024 年，全球已披露的碳化硅晶圆设施投资超过 53 亿美元。中国启动了17个晶圆制造项目，总金额达18亿美元。最大的单笔投资是在广东省建设一座价值 6.2 亿美元的晶圆厂，产能为 75,000 片/月。日本政府向国内制造商拨款3.2亿美元，支持3条新的晶圆生产线。

美国芯片和科学法案资助了 6 个项目，总投资达 9.1 亿美元。北卡罗来纳州扩建了一座 6 英寸 SiC 工厂，预计到 2025 年第一季度，每月产量将达到 36,000 片晶圆。欧洲批准了 9 亿欧元的补贴，用于 9 个制造项目，其中包括德国的一条年产 120,000 片晶圆的生产线。

民间投资也大幅增长。 2024 年，SiC 初创公司的风险投资资金超过 6.7 亿美元，其中瑞士、以色列和新加坡的公司获得了早期支持。分析师预计 8 英寸晶圆制造将吸引下一波资本，目前至少有 12 家公司正在测试 200 毫米晶圆，以便在 2026 年全面推广。

新产品开发

2024年，将推出超过25条新的SiC晶圆相关产品线。 Cree 推出针对高频 RF 应用优化的 6 英寸半绝缘 SiC 晶圆。这些晶圆的载流子寿命超过 7 µs，基面缺陷密度降低了 21%。

Showa Denko 推出了用于汽车级 MOSFET 的低位错 4H-SiC 晶圆，其栅极氧化物完整性超过 200 万次循环。 Norstel 开发了 150 µm 厚度的超薄晶圆，可集成到无人机和无人机中使用的紧凑型逆变器中。

TankeBlue 推出了基于 Smart Cut 的 6H-SiC 晶圆，可将基板弯曲度降低 45%，从而将器件良率提高 17%。 II-VI Advanced Materials 专注于新的边缘修整技术，该技术将可用晶圆表面积提高了 9.8%。

与此同时，晶圆涂层和封装创新也取得了进展。 CETC推出了SiC晶圆键合层，可增强功率模块的热阻。此外，德国财团于 2024 年申请了 19 项外延后应力消除技术专利，将晶圆翘曲减少了 3.2 度。

近期五项进展

• Cree 于 2024 年 3 月扩建了北卡罗来纳州达勒姆工厂，年产量超过 600,000 片晶圆。
• TankeBlue于2023年9月在上海开设了一座新的8英寸试点工厂，产能为12,000片晶圆/月。
• 昭和电工于 2024 年 1 月推出用于汽车应用的超低缺陷 SiC 晶圆，将微管削减 32%。
• II-VI Advanced Materials 于 2023 年 10 月与台湾 MOCVD 联盟合作，以增强外延工艺。
• Norstel 于 2024 年 4 月推出了用于无人机推进系统的 150 µm 薄晶圆，将设备重量效率提高了 19%。

碳化硅 (SiC) 晶圆市场报告覆盖范围

该报告通过研究趋势、动态、细分、投资前景、技术进步和竞争格局，对碳化硅 (SiC) 晶圆市场进行了深入分析。该报告涵盖 2020 年至 2024 年的数据，概括了北美、欧洲、亚太地区以及中东和非洲四个主要地区的市场表现。

关键部分重点介绍了晶圆尺寸和应用细分、区域生产和需求变化以及领先制造商的角色。该报告追踪了超过 73 个全球制造单位、22 个研究合作项目以及 2,000 多项有效专利。它还概述了来自公共和私营部门的投资流，特别关注垂直整合、减少缺陷以及向 8 英寸基板的过渡。

该研究介绍了 11 家主要公司，并提供了有关新兴创新、生产技术和材料工程改进的可行情报。整合了 360 多个数据点，提供当前和未来碳化硅晶圆格局的全方位视图。