碳化硅因其在高温、高压、高频等条件下的优异性能表现,成为当前最受关注的半导体材料之一,在交流-直流转换器等电源转换装置中得到大量应用,SiC在功率模组中取代Si成为行业发展的必然。目前整个碳化硅行业仍处于发展初期,SiC模块是传统Si模块价格的5-7倍,价格因素成为阻碍SiC进入民用功率半导体市场的主要原因。
根据新思界产业研究中心公布的《2017-2022年中国碳化硅模块封装市场发展前景及投资机遇》显示,目前全球碳化硅模块封装集中在欧美、日本和台湾地区。美国、日本和欧洲功率模块厂商大部分属于IDM厂商,而我国台湾的厂商则绝大多数属于Fabless厂商。碳化硅所具备的高功率转换、低功耗等特性,所以它特别适合深井钻探、太阳能逆变器(实现直流与交流的转换)、风能逆变器、电动汽车与混合动力汽车、工业驱动以及轻轨牵引等需要大功率电源转换的应用。随着SiC产量的快速提升,其生产成本将不断下降,其封装市场规模不断扩大,碳化硅模块封装市场规模已由2013年的0.04亿美元增加到2016年的0.18亿美元。随着下游行业对半导体功率器件轻量化、高转换效率、低发热特性需求的持续增加,预计2020年全球碳化硅模块封装市场规模将达到0.5亿美元。
全球碳化硅产业生产技术主要由美国、台湾等公司主导,并限制向中国的技术输出,国内SiC功率器件的研究始于20世纪末,直到2014年,国内SiC二极管实现了量产化,但并没有形成完整产业链,国内碳化硅模块封装以理论研究为主,仅有少数企业掌握了该项技术,国内碳化硅模块主要依赖进口,基本被国外欧美、日本企业垄断。与国外的产业规模相比有很大差距,2016年国内碳化硅模块封装市场规模为0.36亿元。
国家意志推动半导体行业崛起,作为高铁、军工中关键的功率半导体器件,国家会给予政策和资金上的支持。2014年6月,国家斥资1200亿元人民币成立集成电路发展基金,主要用于支持中国集成电路的发展。2015年5月国务院正式发布了《中国制造2025》强国战略,明确提出:2020年中国芯片自给率要达到40%,2025年要达到50%,这为我国碳化硅模块产业封装提供了机遇。
新思界
产业研究员认为,碳化硅功率模组多用于新能源汽车、智能电网、轨道交通等各传统和新兴产业中的 DC/AC 逆变器、整流器、驱动控制电路方面,受益于我国新能源汽车等产业的强势发展,近年来国内功率半导体器件/模组市场需求加速提升,预计2020年碳化硅模块封装市场规模将达到1.32亿元。