SiC是半導(dǎo)體領(lǐng)域最具成長力的材料，預(yù)計到2028年市場增長5倍。
來源：ST
SiC目前有兩大應(yīng)用市場,，一是電動車逆變器,、充電樁、太陽能發(fā)電,、直流電網(wǎng)中取代硅基IGBT,，二是以SiC基板（Substrate，大陸多稱之為襯底,，也有稱之為blankraw wafer,，空白晶圓）承載GaN做5G基地臺的RF功率放大。
SiC和GaN都是市場備受矚目的第三代半導(dǎo)體材料,，第一代是硅,，第二代則是砷化鎵。第三代又稱寬帶隙半導(dǎo)體,。其最主要應(yīng)用就是功率電子領(lǐng)域,，功率半導(dǎo)體兩個最重要參數(shù)，一個是電子的遷移速率即速度/電流,，另一個是能隙,，其決定了半導(dǎo)體的崩潰電場，即最高承受電壓,。
SiC和GaN能隙是硅的三倍多,，崩潰電場是硅的近10倍。功率元件通常都做開關(guān)電源用,，需要低導(dǎo)通電阻和大電流,，大功率電力系統(tǒng)為提高轉(zhuǎn)換功率需要盡量提高電壓，而電壓=電場x距離,。相同電壓下,，SiC和GaN可以減少大約十倍的操作距離，距離為電阻成正比,，即導(dǎo)通電阻很低,。因此相對硅基半導(dǎo)體SiC和GaN可以大幅度提高電力系統(tǒng)效率。
來源：YOLE
SiC功率系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈,，最上游的基板到器件設(shè)計,，然后是外延片，再后是芯片處理也就是晶圓代工,，然后是封測,，最后是系統(tǒng),。
此外，要說一下GaN,，GaN沒有安身立命的場所,，它必須依附在某種基板上，通常有三種基板：一是藍寶石,，藍寶石基板加GaN就是藍光或白光LED,，這在20年前已經(jīng)由日本廠家發(fā)明；二是SiC基板,，就是5G基站的射頻放大器,，此外大功率軍用雷達也是典型應(yīng)用；三是硅基板,，就是普通的功率元件,，特別適合用在手機快充領(lǐng)域的功率元件。
與硅基半導(dǎo)體不同,，SiC產(chǎn)業(yè)鏈多了外延片Epitaxy這個環(huán)節(jié),，臺灣稱之為磊晶，也有稱之為長晶,。Epitaxy來自希臘文,，epi代表在上方，而taxy指規(guī)則排列,。之所以有這個工序是為了制造一層單晶機構(gòu),，發(fā)揮復(fù)合半導(dǎo)體最大效能，它厚度很薄,，大約是一個分子或原子的高度,，通常有三種工藝，液相磊晶,、氣相磊晶（再分為化學(xué)氣相和物理氣相）和分子束磊晶,。
來源：英飛凌
SiC MOSFET的成本結(jié)構(gòu)，超過一半來自基板,，磊晶占的比例很低,。
基板是SiC元件最關(guān)鍵的原材料，也是最具技術(shù)含量和含金量的領(lǐng)域,，SiC元件成本中,，基板至少占一半，車載領(lǐng)域?qū)ι嵋蟾?，因此所占成本更高,，達65%。就6英寸晶圓來說SiC基板價格為900-1200美元，是硅的50倍,。
實際SiC比硅出現(xiàn)的更早,，早在1890年就已經(jīng)出現(xiàn)，但一直難于突破量產(chǎn)瓶頸,。SiC單晶生長溫度高達2600℃,，比硅基高1000°,，且碳化硅只有“固-氣”二相,，相比于第一代、第二代半導(dǎo)體的“固-液-氣”三相,，控制起來要困難得多,，沒有相關(guān)技術(shù)進行參考借鑒。加上SiC的單晶結(jié)構(gòu)差不多有200余種同分異構(gòu)體,，很多的晶型間的自由能差異非常小,，需要幾十年的時間來摸索最合適的工藝，這些都給其單晶的產(chǎn)業(yè)化生長制備帶來了很大的挑戰(zhàn),。
冷戰(zhàn)時代,，SiC材料是洲際導(dǎo)彈彈頭涂敷材料，美蘇都大力發(fā)展SiC材料制造工藝,，最終用在電動車上,。俄羅斯圣彼得堡工業(yè)大學(xué)是全球SiC單晶成長技術(shù)的發(fā)源地，其后輾轉(zhuǎn)進入了瑞典AMDS,。
基板領(lǐng)域,，Cree是絕對霸主，市場占有率超過60%,，車載領(lǐng)域超過80%,。Cree在SiC基板領(lǐng)域研發(fā)超過35年，主要技術(shù)來源實際是北卡萊羅納大學(xué)即NCSU,，1987年NCSU的研究生約翰·帕爾默（John Palmour）發(fā)明專利,，即SiC基MOSFET晶體管的發(fā)明，同年,，約翰·帕爾默在NCSU的三角研究園創(chuàng)立Cree,。但SiC基板一直無法突破，直到2006年Cree收購INTRINSIC Semiconductor,，而這家公司則收購了瑞典AMDS和Bandgap Technologies 公司,。最終歷經(jīng)30年研究，在2011年發(fā)布全球首個SiC MOSFET功率器件,，然后依靠SiC基板技術(shù),，大力發(fā)展LED。
2015年9月，Cree公司將旗下功率和射頻部門（Power ＆ RF）分拆為獨立的“Wolfspeed”公司,。英飛凌試圖收購該公司,，被美國政府以牽涉國家安全為理由拒絕。
2019年,，Cree成為大眾汽車集團FAST（Future Automotive Supply Tracks,，未來汽車供應(yīng)鏈）項目SiC獨家合作伙伴。
Cree的產(chǎn)能已被下游大客戶買斷,，主要客戶包括ST,、英飛凌、安森美,。需要指出,，ST不僅簽署了超5億美元的SiC基板購買合同，同時也以1.375億美元現(xiàn)金收購了瑞典SiC晶圓制造商Norstel AB,。
II-VI主要致力于SiC-GaN,，即射頻領(lǐng)域。SiCrystal是日本SiC第一大廠羅姆的子公司,，SiCrystal于2009年被羅姆低價收購,。早在1999年，羅姆就開始聚焦SiC,，最初的SiC MOSFET開發(fā)始于2002年,，初始樣品于2005年出貨。隨后2007年試制了300A MOSFET,，并于2008年發(fā)布了溝槽式器件,。
2009年Rohm收購了SiC晶圓供應(yīng)商SiCrystal，隨后在2010年推出首批批量生產(chǎn)的SiC肖特基二極管和MOSFET,，2012年批量生產(chǎn)全SiC模塊,，2017年交付了6英寸SBD。SiCrystal是羅姆成為ST意法半導(dǎo)體之外最大的SiC元件大廠的主要原因,，2020年初SiCrystal與ST簽署了1.2億美元的供貨大單,。SiCrystal也是中國SiC設(shè)計公司最多采購的供應(yīng)商。
中國碳化硅材料供應(yīng)商有山東天岳,。2019年中期,，華為旗下的哈勃科技投資了以碳化硅為主要業(yè)務(wù)的山東天岳公司，并占股10%,。早在2008年6月4日,，山東天岳公司團隊就提供了一項名為“用于半導(dǎo)體單晶生長的高純碳化硅粉的人工合成方法”的發(fā)明專利（申請?zhí)枺?00810016665.6）。
SiC磊晶領(lǐng)域所占價值很低,，主要廠家是臺灣的嘉晶電子和昭和電工,。國際大廠IQE、IET，臺灣聯(lián)亞,、全新光電也有能力,，但目前他們主要還是集中在市場更大的手機PA和VCSEL領(lǐng)域。
晶圓代工領(lǐng)域,，SiC功率器件廠家基本上都自己擁有晶圓廠,，不會委外代工。實際不止SiC功率器件領(lǐng)域內(nèi)如此,，所有硅基功率器件領(lǐng)域內(nèi)也是如此,。主要是考慮到成本控制問題，自有晶圓廠產(chǎn)品才能有競爭力,。當然,，中國大陸廠家是能外包的都外包，降低固定資產(chǎn)投入,。
目前SiC功率器件晶圓代工領(lǐng)域恐只有臺灣漢磊一家，漢磊是累積了8年經(jīng)驗才開始從事SiC功率器件晶圓代工,。環(huán)宇,、嘉晶也有能力，但對此都缺乏興趣,。漢磊幾乎是唯一選擇,。漢磊的主力也不在此，畢竟市場太小了,，基于SiC的GaN晶圓代工才是焦點,，因為難度極高，一般廠家做不來,，只有多年從事復(fù)合半導(dǎo)體晶圓代工的廠家才行,。臺灣有全球前三大復(fù)合半導(dǎo)體晶圓代工廠，穩(wěn)懋,、宏捷科,、全新光電合計市場占有率超90%，比硅晶圓代工市場集中度更高,。
下游SiC元件領(lǐng)域,，ST占據(jù)絕對霸主地位，市場占有率超過50%,，目前ST接獲的68個項目中工業(yè)和汽車領(lǐng)域各占一半,。特斯拉是ST獨家供應(yīng)，比亞迪也在使用ST的SiC MOSFET,。除ST外,，英飛凌和羅姆占了大約40%的市場。安森美在SiC二極管領(lǐng)域也有一席之地。
來源：YOLE
現(xiàn)代和雷諾可能會是羅姆的大客戶,，羅姆通過大陸汽車動力總成事業(yè)群分拆的Vitesco供應(yīng)給現(xiàn)代和雷諾,，此外PSA-FCA電驅(qū)動軸也是Vitesco主要客戶。豐田則由電裝供應(yīng),。大眾,、奧迪和奔馳未來可能由英飛凌供應(yīng)。這中間都需要通過電驅(qū)動軸廠家配合,。中國宇通則是采用常州斯達半導(dǎo)體的SiC MOSFET 1200V,，由Cree提供成品晶圓，斯達半導(dǎo)體只做封裝測試,。
中國SiC產(chǎn)業(yè)鏈