第三代半导体资料开展加快：碳化硅晶片下流运用商场猜测剖析（图）

  现有的功率器材大多依据硅半导体资料，因为硅资料物理功能的约束，器材的能效和功能已逐步挨近极限，难以满意迅速添加和改变的电能运用新需求。碳化硅功率器材以其优异的耐高压、耐高温、低损耗等功能，可以有用满意电力电子体系的高功率、小型化和轻量化要求，在新能源轿车、光伏发电、轨道交通、智能电网等范畴具有显着优势。

  通过近30年研讨和开发，碳化硅衬底和功率器材制作技能在近年逐步老练，并快速推广运用，正在掀起一场节能减排和新能源范畴的巨大革新。碳化硅功率器材的运用范畴如下图所示：

  依据IC Insights《2019 年光电子、传感器、分立器材商场剖析与猜测陈述》， 2018 年全球功率器材的销售额添加率为14%，到达163亿美元。未来，跟着碳化硅和氮化镓功率器材的加快开展，全球功率器材的销售额估计将继续坚持添加。估计2018 至2023 年期间，全球功率器材的销售额复合年添加率到达 3.3%，2023 年全球功率器材收入将到达 192 亿美元。

  依据 IHS Markit 数据，2018 年碳化硅功率器材商场规模约3.9 亿美元，受新能源轿车巨大需求的驱动，以及电力设备等范畴的带动，估计到 2027 年碳化硅功率器材的商场规模将超越100亿美元，碳化硅衬底的商场需求也将大幅添加。

  碳化硅功率器材运用于电机驱动体系中的主逆变器，可以显着下降电力电子体系的体积、分量和本钱，进步功率密度。碳化硅器材运用于车载充电体系和电源转化体系，可以大大下降开关损耗、进步极限作业时分的温度、进步体系功率，现在全球已有超越 20 家轿车厂商在车载充电体系中运用碳化硅功率器材；碳化硅器材运用于新能源轿车充电桩，能减小充电桩体积，进步充电速度。

  在光伏发电运用中，依据硅基器材的传统逆变器本钱约占体系10%左右，却是体系能量损耗的大多数来自之一。运用碳化硅MOSFET 或碳化硅MOSFET 与碳化硅SBD 结合的功率模块的光伏逆变器，转化功率可从96%进步至99%以上，能量损耗下降50%以上，设备循环寿数进步50 倍，然后可以缩小体系体积、添加功率密度、延伸器材惯例运用的寿数、下降出产所带来的本钱。高效、高功率密度、高牢靠和低本钱是光伏逆变器的未来开展的新趋势。在组串式和集中式光伏逆变器中，碳化硅产品估计会逐步代替硅基器材。估计2025年全球光伏逆变器中碳化硅功率器材占比将达50%。

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