2025年高压碳化硅（SiC）设备市场报告：增长驱动、技术创新及2030年战略预测

• 执行摘要和市场概述
• 高压碳化硅设备的关键技术趋势
• 竞争格局和主要参与者
• 市场增长预测（2025-2030年）：CAGR、收入和销量分析
• 区域市场分析：北美、欧洲、亚太和其他地区
• 挑战、风险和市场准入障碍
• 机会和战略建议
• 未来展望：新兴应用和长期预测
• 来源与参考

执行摘要和市场概述

高压碳化硅（SiC）设备正在快速改变电力电子的格局，提供超过传统基于硅的组件的显著优势。这些设备，包括SiC MOSFET、二极管和模块，设计用于在通常高于1200V的电压下高效运行，非常适合电动汽车（EV）、可再生能源系统、工业电机驱动和电力网等要求高的应用。

据Yole Group预测，全球高压SiC设备市场在2025年将迎来强劲增长，驱动因素为电气化趋势加速和对能源效率的迫切需求。预计高压细分市场将在2025年占据SiC设备市场超过30亿美元的可观份额，尤其是在电动汽车逆变器、快速充电基础设施和与电网连接的可再生逆变器的应用中。SiC卓越的材料特性，如更高的击穿电压、更大的热导率和更低的开关损耗，使系统设计师能够实现更高的功率密度、减少冷却需求并提高整体系统的可靠性。

包括Wolfspeed、STMicroelectronics、Infineon Technologies和onsemi在内的主要行业参与者正在大量投资扩展SiC晶圆生产和设备制造能力，以满足激增的需求。例如，STMicroelectronics宣布对其SiC供应链进行重大投资，旨在确保长期增长并满足汽车和工业客户的需求。

汽车行业仍然是高压SiC设备最大的、增长最快的终端市场，尤其是在汽车制造商过渡到800V电动汽车架构以实现更快的充电和更长的驾驶范围时。据IDC，预计到2025年，SiC在电动汽车动力系统中的采用将加速，领先的OEM正在集成基于SiC的逆变器和车载充电器。此外，可再生能源行业也越来越多地在太阳能逆变器和风力发电转换器中部署SiC设备，以提高效率并减少系统尺寸。

总的来说，2025年高压SiC设备市场的特点是快速的技术进步、不断扩大的生产能力以及汽车和可再生能源行业的强劲需求。这些趋势预计将推动市场的持续扩展和创新，巩固SiC作为下一代电力电子的基石技术地位。

高压碳化硅设备的关键技术趋势

高压碳化硅（SiC）设备处于电力电子创新的前沿，与传统基于硅的组件相比，提供显著的效率、热性能和电压处理优势。随着市场在2025年的成熟，若干关键技术趋势正在塑造高压SiC设备在电动汽车（EV）、可再生能源和工业电力系统等行业的发展和采用。

• 200mm晶圆技术的进展：由于对更高产量和更低制造成本的需求，从150mm到200mm SiC晶圆的转变正在加速。领先的制造商正在投资200mm晶圆生产线，这使得设备产量更高，规模经济得以改善。这一转变预计将显著降低SiC设备每安培的成本，使其更具竞争力，相比于硅替代品（Wolfspeed）。
• 设备结构的突破：诸如沟槽MOSFET和堆叠级联结构等创新正在提升高压SiC设备的性能。这些结构提供了更低的导通电阻、更高的阻断电压（高达3.3kV及以上）和改进的可靠性，这对电网基础设施和牵引逆变器等要求苛刻的应用至关重要（STMicroelectronics）。
• 数字和模拟控制的集成：先进的栅极驱动器和数字控制电路的集成使SiC设备能够在高电压下更加精确和高效地运行。这一趋势支持智能功率模块（IPM）的发展，将SiC MOSFET与嵌入式传感和保护特性相结合，简化系统设计并提高安全性（Infineon Technologies AG）。
• 增强的可靠性和资格标准：随着SiC设备渗透到任务关键的领域，制造商正专注于严格的可靠性测试和符合国际标准，如汽车应用中的AEC-Q101。改进的封装技术，包括烧结银和先进的陶瓷基板，进一步提升了设备的稳健性和热管理能力（onsemi）。
• 扩展到超高压细分市场：开发10kV及以上额定值的SiC设备正在为高压直流（HVDC）传输和大规模可再生能源系统开辟新的机会。这些超高压SiC模块承诺在与传统硅解决方案相比减少系统体积、重量和能量损失（Cree, Inc.）。

综合来看，这些技术趋势正在推动高压SiC设备的快速演变和更广泛的采用，使其成为2025年及以后下一代电力电子的基石。

竞争格局和主要参与者

2025年高压碳化硅（SiC）设备的竞争格局特点是快速创新、战略合作及来自成熟半导体巨头和专业SiC技术公司的重大投资。市场的驱动力是对电动汽车（EV）、可再生能源系统和工业应用中高效电力电子的日益需求，SiC设备在性能上优于传统硅基组件。

主导高压SiC设备市场的关键参与者包括Infineon Technologies AG、onsemi、STMicroelectronics、Wolfspeed, Inc.和ROHM Co., Ltd.。这些公司建立了健全的供应链、先进的制造能力和广泛的知识产权组合，使其能够保持竞争优势。

• Infineon Technologies AG扩展了其SiC产品组合并投资新制造设施，例如位于马来西亚的Kulim工厂，以满足对高压SiC MOSFET和二极管的日益增长的需求，尤其是在汽车和工业领域（Infineon Technologies AG）。
• onsemi通过垂直集成强化其市场地位，确保长期的SiC衬底供应并提升其在捷克共和国工厂的生产。该公司EliteSiC产品组合针对电动汽车牵引逆变器和快速充电基础设施等高增长细分市场（onsemi）。
• STMicroelectronics继续在SiC产能上进行投资，重点关注汽车和工业客户。与汽车OEM的长期供应协议和合作伙伴关系突显了其推动SiC采用的承诺（STMicroelectronics）。
• Wolfspeed, Inc.依然是技术领袖，利用其端到端的SiC供应链和位于北卡罗来纳州的全球最大SiC材料设施。该公司专注于800V及更高电压平台，使其处于下一代电动汽车和电网应用的最前沿（Wolfspeed, Inc.）。
• ROHM Co., Ltd.扩展了其SiC设备产品，并与汽车和工业合作伙伴加深了合作，旨在加速高压SiC模块的商业化（ROHM Co., Ltd.）。

竞争环境还受到新进入者、合资企业和地区倡议的进一步影响，特别是在亚洲和欧洲，因为各国政府和行业利益相关者寻求本地化SiC供应链，减少对传统硅技术的依赖。因此，2025年高压SiC设备市场预计将保持动态，领先参与者利用规模、创新及战略联盟来捕捉新兴机会。

市场增长预测（2025-2030年）：CAGR、收入和销量分析

高压碳化硅（SiC）设备市场预计在2025年至2030年间将实现强劲扩张，驱动力为电动汽车（EV）、可再生能源系统和工业电力电子的加速采用。根据Yole Group的预测，全球SiC设备市场预计在此期间将实现约30%的复合年增长率（CAGR），高压细分市场（≥1.2 kV）在高效、高功率应用中的关键角色使其增长速度快于整体SiC市场。

收入预测显示，高压SiC设备细分市场到2030年将超过60亿美元，较2025年的约15亿美元大幅增长。这一激增可归因于对电动汽车牵引逆变器、快速充电基础设施和与电网连接的可再生能源逆变器中SiC MOSFET和二极管的需求不断增加。MarketsandMarkets预测，汽车行业将继续是主要的收入贡献者，到2030年将占高压SiC设备销售的60%以上，因为OEM过渡到800V及更高架构以提高效率和续航。

在销量方面，高压SiC设备的出货量预计将从2025年的约2500万台增长到2030年的超过1.2亿台。这一销量增长受到交通电气化和可再生能源装置规模化快速发展的支撑，特别是在中国、欧洲和北美。OMICS International强调，亚太地区将在收入和销量上领先，得益于积极的政府政策和对电动汽车及电网现代化的投资。

• CAGR（2025-2030年）： 高压SiC设备约30%
• 收入（2030年）： 超过60亿美元（从2025年约15亿美元上升）
• 销量（2030年）： 超过1.2亿台（从2025年约2500万台增长）

总体而言，高压SiC设备市场即将发生指数级增长，技术进步、供应链扩展和政策支持将在2030年前成为收入和销量加速的关键推动因素。

区域市场分析：北美、欧洲、亚太和其他地区

高压碳化硅（SiC）设备的全球市场正在经历强劲增长，各地区的动态受到不同水平的工业化、电气化和政策支持的影响。到2025年，北美、欧洲、亚太和其他地区（RoW）各自呈现出独特的SiC设备采用机会和挑战。

北美仍然是主要的创新者，受益于对电动汽车（EV）、可再生能源和电网现代化的强大投资。尤其是美国，得益于领先的SiC制造商和成熟的汽车行业。联邦激励和州一级的清洁能源法规正在加速SiC基电力电子设备在电动汽车和太阳能逆变器中的使用。据SEMI，预计北美SiC设备需求将在2025年前以超过30%的CAGR增长，汽车和工业应用是主要驱动因素。

欧洲的特征是激进的脱碳目标和对电气化交通的强烈关注。欧盟的“Fit for 55”计划和各国政策正在刺激对电动汽车基础设施和可再生能源整合的投资，这些都青睐于因其效率和热性能而更加使用高压SiC设备。主要汽车OEM和一级供应商正越来越多地与SiC技术供应商合作。Yole Group报告称，预计到2025年，欧洲的SiC设备市场份额将占全球收入的25%，德国、法国和北欧国家是主要的增长引擎。

• 亚太地区是最大和增长最快的区域，由中国、日本和韩国主导。中国在电动汽车生产方面的主导地位及其积极的电网现代化计划正在推动对SiC设备的巨大需求。当地制造商正在扩大生产能力，政府补贴支持供给和需求两侧。日本和韩国则利用SiC技术推动工业自动化和高速铁路的发展。根据IC Insights的数据显示，预计亚太地区将在2025年占全球SiC设备出货量的50%以上。
• 其他地区（RoW）市场，包括拉丁美洲和中东，处于SiC应用的早期阶段。增长主要受可再生能源项目和新兴电动汽车市场的推动。虽然销量仍然较小，但政策转变和基础设施投资预计将逐渐提高SiC设备的渗透率。

总的来说，虽然亚太地区在数量上领先，但北美和欧洲对创新和高价值应用至关重要，为2025年动态和区域多样化的高压SiC设备市场奠定了基础。

挑战、风险和市场准入障碍

2025年，高压碳化硅（SiC）设备市场面临着复杂的挑战、风险和准入障碍，塑造了其竞争动态和增长轨迹。尽管SiC技术相比传统硅具有显著优势，如更高的效率、更大的热导率以及能够在更高电压下运行，但多个因素阻碍了其广泛采用和新市场进入者的进入。

技术和制造挑战

• 材料质量和收益：生产高质量、缺陷最少的SiC晶圆仍然是一个重大障碍。SiC衬底的缺陷密度高于硅，导致收益低，成本增加。需要先进的制造工艺来提高晶圆质量，这需要大量的研发投资和技术专长（Cree | Wolfspeed）。
• 设备可靠性：确保高压SiC设备的长期可靠性至关重要，尤其是在汽车和电网应用中。门氧化物的可靠性和高电场下的降解等问题构成持续风险（STMicroelectronics）。

成本障碍

• 高生产成本：SiC晶圆和设备制造的成本显著高于硅，主要由于原材料费用和复杂的加工步骤。这一成本溢价限制了在对价格敏感的细分市场中的采用，并对缺乏规模经济的新进入者构成挑战（Yole Group）。
• 资本支出：建立SiC设备制造设施需要在专用设备和洁净室基础设施上进行大量资本投资，进一步提高了进入门槛（Infineon Technologies）。

市场和生态系统风险

• 供应链限制：SiC供应链仍在成熟中，优质衬底和外延材料的供应商有限。任何中断都可能影响设备的可用性和定价（Oxford Economics）。
• 知识产权（IP）障碍：领先参与者拥有广泛的知识产权组合，使新进入者在不侵犯现有专利的情况下进行创新变得困难（onsemi）。
• 客户资格周期：高压SiC设备，尤其是用于汽车和工业应用的设备，通常需要长时间和严格的资格过程，延误新进入者的市场时间（Renesas Electronics Corporation）。

总的来说，尽管高压SiC设备市场具有可观的增长潜力，但其特点是高技术、财务和监管障碍，Favours established players and deters new entrants in 2025.

机会和战略建议

2025年的高压碳化硅（SiC）设备市场有望实现显著扩张，驱动因素为电动汽车（EV）、可再生能源系统和工业电力电子的加速采用。SiC的优越特性，如更高的击穿电压、更大的热导率和比传统硅更低的开关损耗，使其在这些领域开辟了新的应用和性能标准。

机会：

• 电动汽车和充电基础设施：全球向电气化的转变正加剧对高压SiC MOSFET和二极管在电动汽车动力系统和快速充电站中的需求。SiC设备使车载充电器和逆变器在效率和紧凑性上更高，直接支持汽车制造商实现更长续航和更快充电的目标（STMicroelectronics）。
• 可再生能源整合：SiC的高电压和高温处理能力使其理想用于太阳能逆变器和风力涡轮转换器，在这些领域，效率和可靠性至关重要。随着全球可再生能源装机容量的增长，对基于SiC的解决方案的可寻址市场也在扩大（Infineon Technologies）。
• 工业和电网应用：高压SiC设备在工业电机驱动、不间断电源（UPS）和智能电网基础设施中的使用日益增加，这些应用提供了节能和系统小型化的方案（Wolfspeed）。

战略建议：

• 投资垂直整合：公司应确保SiC晶圆供应，并投资内部外延和设备制造，以减轻供应链风险并控制成本，因为供应限制仍然是一个挑战（onsemi）。
• 专注于特定应用的解决方案：为目标应用定制SiC设备特性，比如汽车级可靠性或电网级电压评级，可以使产品差异化，捕获高端市场细分。
• 在整个价值链中进行合作：与汽车制造商、可再生能源整合者和工业OEM战略性合作，可以加速设计胜利并确保与不断变化的技术要求保持一致。
• 扩大下一代设备的研发：在设备架构（如沟槽MOSFET、先进封装）方面的持续创新将对保持性能领先地位和应对新兴高压应用至关重要。

未来展望：新兴应用和长期预测

展望2025年及以后，高压碳化硅（SiC）设备的未来展望受到快速扩展新兴应用和稳健的长期增长预测的标志。SiC卓越的材料特性，如更高的击穿电压、更大的热导率和更低的开关损耗，推动其在效率、功率密度和可靠性至关重要的行业的应用。

一个重要的新兴应用是在电动汽车（EV）动力系统和充电基础设施中。随着汽车制造商加速向电气化的过渡，基于SiC的逆变器和车载充电器越来越受到青睐，因其能够减少能量损失并实现更快充电。据STMicroelectronics称，SiC设备可提高电动车的续航里程达10%，并减少充电时间，使其成为下一代车辆的关键推动者。

可再生能源系统，特别是太阳能逆变器和风力涡轮转换器，也有望受益于高压SiC技术。更高的电压和温度工作能力允许更紧凑、高效和可靠的电能转换系统。Infineon Technologies预测，随着电网运营商对更高效率和更低总拥有成本的要求，SiC在太阳能和储能应用中的采用将加速。

工业应用，包括电动机驱动、不间断电源（UPS）和高压直流（HVDC）传输，也代表着另一增长前沿。在这些领域部署SiC设备预计将提高系统性能并降低维护成本，特别是在恶劣或高需求环境中。

市场分析师预测高压SiC设备市场将实现强劲的长期增长。Yole Group估计，全球SiC设备市场到2027年将超过60亿美元，高压细分市场（高于1200V）将占据显著份额，因为它们在汽车、工业和能源领域的应用正在不断扩大。供应链也在不断演变，主要参与者如onsemi和Wolfspeed正在大量投资SiC晶圆生产和设备制造，以满足预期需求。

总的来说，高压SiC设备的未来特点是向新应用的多样化、技术进步和强劲的市场动力。随着各行业优先考虑能源效率和可持续性，SiC将在全球向电气化和可再生能源系统的过渡中发挥核心作用。

来源与参考

• Wolfspeed
• STMicroelectronics
• Infineon Technologies
• IDC
• Cree, Inc.
• ROHM Co., Ltd.
• STMicroelectronics
• MarketsandMarkets
• OMICS International
• IC Insights
• Oxford Economics