當首款碳化硅(SiC)二極管于2001年推出時，整個產(chǎn)業(yè)都對SiC功率半導體的未來發(fā)展存在疑慮，它會有市場嗎?它能夠真正實現(xiàn)商業(yè)化嗎?然而15年之后的今天，人們不再會有這樣的疑慮。SiC功率半導體市場是真實存在的，而且具有廣闊的發(fā)展前景。2015年，SiC功率半導體市場(包括二極管和晶體管)規(guī)模約為2億美元，到2021年，其市場規(guī)模預計將超過5.5億美元，這期間的復合年均增長率預計將達19%。毫無懸念，消耗大量二極管的功率因素校正(power factor correction， PFC)電源市場，仍將是SiC功率半導體最主要的應用。
緊隨PFC電源市場之后的應用領域是光伏逆變器。目前，許多光伏逆變器制造商將SiC二極管和金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)應用于他們的產(chǎn)品之中。SiC二極管的應用能夠為光伏逆變器提供諸多性能優(yōu)勢，包括提高效率、降低尺寸和重量等。此外，SiC二極管能在一定功率范圍內(nèi)降低系統(tǒng)成本。Yole Développement收到越來越多的來自市場的正面反饋，我們期待著其它光伏逆變器制造商也逐漸開始應用SiC二極管，在未來幾年，使SiC二極管在光伏領域獲得快速發(fā)展。
SiC功率器件帶來的性能提升和成本降低等優(yōu)勢，將推動SiC在不同應用領域的應用。本報告闡述了SiC在不同應用領域的應用情況，并提供關于SiC功率器件市場數(shù)據(jù)(按應用領域劃分)的全面總結，這些應用領域包括：PFC電源、光伏、純電動及混合動力汽車、不間斷電源(UPS)、電機驅(qū)動器、風能發(fā)電以及鐵路運輸?shù)阮I域。
市售SiC二極管
SiC器件制造商須為系統(tǒng)制造商提供支持，以促進SiC器件的應用。設計師們非常清楚SiC的優(yōu)勢，但是他們也知道他們需要面對的挑戰(zhàn)：應用SiC器件的新產(chǎn)品意味著研發(fā)投入、更高的器件成本、與他們熟悉的硅器件的差異以及相關數(shù)據(jù)的缺失。所有的這些因素都是SiC應用所面臨的障礙。
為加速SiC的應用，需要持續(xù)的向終端用戶灌輸應用SiC的系統(tǒng)級優(yōu)勢;更重要的是，在他們的應用過程中，要為他們提供多方面的支持。Yole Développement很高興的看到，SiC器件制造商們已經(jīng)逐漸從他們的經(jīng)驗中吸取了教訓，開始向正確的方向積極采取行動。例如，面對關于SiC器件可靠性的疑慮，SiC器件供應商們提供了來自其內(nèi)部或第三方的越來越詳細的可靠性數(shù)據(jù)。并且，許多不同的SiC功率器件制造商就可靠性問題，還成立了聯(lián)盟來建立新的產(chǎn)品標準。
同樣，一款新模組的發(fā)布通常也伴隨著一款新的驅(qū)動解決方案，以幫助設計師們克服與驅(qū)動有關的困難。例如，Wolfspeed推出了一款專為SiC開發(fā)的在線設計模擬工具，以簡化設計師的工作。不僅如此，額外的集成解決方案如功率堆棧(power stack)(或稱動力總成“power assembly”、功率模塊“power block”)等已經(jīng)在市場上出現(xiàn)。例如，GE推出了一款“即插即用”型功率模塊解決方案，以避免設計師可能遇到的集成困難。
即將問世的SiC產(chǎn)品
SiC功率半導體為許多不同類型的供應商創(chuàng)造了市場機遇。受SiC市場發(fā)展?jié)摿ξ絹碓蕉嗟膹S商開始進入這一領域，并在該領域價值鏈上尋找自己的位置：
- 模組封裝層面，Starpower剛剛在2016年5月展示了其SiC模組;
- 器件層面，Littlefuse自2015年投資Monolith Semiconductors之后，在今年五月，發(fā)布了其SiC二極管產(chǎn)品，并將繼續(xù)開發(fā)一整套產(chǎn)品系列。器件層面的新進廠商還包括：Brückewell、YangJie Technology(揚州揚杰科技)、Gengol，他們都具有不同的背景和商業(yè)模式;
- 材料方面，SiC生長爐供應商Aymont開始供應SiC晶圓。
SiC器件市場發(fā)展趨勢
同時，現(xiàn)有SiC廠商將會擴展其產(chǎn)品系列。例如，英飛凌剛剛發(fā)布了1200V SiC MOSFET，并計劃于2017年實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。另外，F(xiàn)uji(富士電機)的全SiC模組即將上市。隨著越來越多的功率SiC產(chǎn)品上市，Yole Développement預計功率SiC市場將會加速發(fā)展。功率SiC市場的增長將為許多不同類型的供應商帶來市場機遇，這些供應商包括：無源元件供應商、材料供應商、測試設備供應商等。<
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