日本企业正争相确保碳化硅（SiC）晶圆的稳定供应，这种晶圆是制造下一代功率半导体器件的关键材料。电装和三菱电机将各自向一家新成立的碳化硅公司投资5亿美元（约合745亿日元）。 丰田汽车公司已决定向公司 提升碳化硅晶圆质量技术的公司 提供技术合作。瑞萨电子已支付20亿美元（约合2980亿日元）定金，并与最大的碳化硅晶圆制造商签署了长期供货合同。以汽车行业为主的日本企业已开始采取重大举措，以确保获得高质量的碳化硅晶圆。
由于预计未来对碳化硅（SiC）功率器件的需求将迅速扩大，日本企业正积极采购碳化硅晶圆。 据富士经济（东京都中央区）科研 ，碳化硅（SiC）市场规模预计将从2022年的1707亿日元快速增长至2030年的2.208万亿日元。尽管2022年其占整个功率半导体市场的份额不足10%，但预计到2030年将占到近30%。 与此同时，碳化硅（SiC）晶圆市场也将快速增长。据富士经济预测，该市场规模预计将从2022年的3.584亿美元（约合535亿日元）增长至2030年的22.144亿美元（约合3310亿日元）。
汽车是这一发展的驱动力。预计电动汽车（EV）的需求将大幅增长。这些系统包括车载充电器、DC-DC转换器以及驱动主电机的逆变器。在地面安装的快速充电器中，碳化硅（SiC）也发挥着重要作用。
碳化硅（SiC）之所以备受关注，是因为与普通硅（Si）相比，它能显著降低功率损耗。 降低功率损耗将带来更长的续航里程。如果续航里程保持不变，由于功率损耗减少，电池容量可以相应降低，从而降低电池成本。正因这些优势，碳化硅正从高端电动汽车开始逐步应用。预计这一趋势未来将加速发展，到2025年左右，碳化硅有望被广泛应用于众多电动汽车中。
随着未来对碳化硅（SiC）功率器件需求的快速增长，晶圆的采购将决定企业的成败。因此，功率半导体企业已开始着手确保碳化硅晶圆的供应。此前，行业关注的焦点主要集中在那些在该器件制造基地投入巨资的海外企业。最近，以汽车行业为主的日本企业也正投入巨资，加入这场碳化硅晶圆的争夺战。
瑞萨引发了这场火灾
瑞萨电子是2023年公司 开启这一公司 。7月，公司 公司 最大的碳化公司 公司 为期10年的碳化硅晶圆长期供应合同。瑞萨将支付20亿美元（约合2900亿日元）的定金。
对于功率半导体行业而言，这笔投资金额非常高，特别是对于日本功率半导体企业来说，其投资额通常在数十亿至数百亿日元之间。瑞萨之所以不惜重金寻求碳化硅晶圆，是因为它在碳化硅行业还算是个“新来者”。
瑞萨迄今为止一直致力于硅功率器件的研发，并将于2025年开始量产碳化硅功率器件。对于此前从未采购过碳化硅晶圆的瑞萨而言，支付这笔定金似乎是必要的，以此来表明其对碳化硅业务的“诚意”。 通过此项合同，瑞萨将采购目前主流的150毫米（6英寸）碳化硅晶圆，以及未来将开始全面量产的200毫米（8英寸）碳化硅晶圆。
电装与三菱电机加入竞争
2023年10月，又有更多日本企业着手采购碳化硅（SiC）晶圆。三菱电机和电装分别宣布将向美国碳化公司 Carbide各投资5亿美元（约合745亿日元）。此举完成后，电装和三菱电机将各持有Silicon Carbide 12.5%的股份。
借助此次投资，电装（DENSO）和三菱电机分别签署了碳化硅及SiC晶圆的长期供货合同。两家公司将能够稳定采购6英寸和8英寸的产品。
碳化硅（Silicon Carbide）是一家由美国公司 高意（II-VI）于2023年4月公司 ，该公司将其碳化硅晶圆业务剥离出来。高意 其前身II-VI高意 生产碳化硅晶圆。其中，该公司在用于高频器件的“半绝缘”碳化硅晶圆领域拥有卓越的业绩。此外，该公司还生产功率器件相关产品，有望追赶功率器件公司 Wolfspeed。
电装（DENSO）是一家主要的汽车公司 生产碳化硅（SiC）功率器件以及采用这些器件的逆变器。三菱电机生产配备碳化硅功率器件的模块产品（功率模块），面向包括汽车应用、可再生能源及工业 在内的多种市场。
公司 致力于碳化硅（SiC）功率器件的量产。例如，三菱电机将投资约1000亿日元，在熊本县新建一座碳化硅功率器件工厂。 该工厂计划于2026年投产。结合现有设施的扩建，公司 在2026财年将碳化硅功率器件的产能提升至2022财年的约五倍。最初，三菱电机曾与高意 合作开发高意 该新工厂的8英寸晶圆。
丰田聚焦初创企业
丰田汽车公司也采取了行动。为了确保高质量碳化硅（SiC）晶圆的稳定供应体系，该公司与拥有提升碳化硅晶圆质量和生产效率技术的科研 兵库县三田市）签署了技术开发外包协议。该公司将主要支持 量产技术支持 。
QureDA科研 公司 2023年3月的公司 关西学院（运营关西学院大学及其他学校的教育集团）与丰田通商以各持50%股份公司 。 该项目的核心是“动态老化（DA）”技术，该技术基于科研 首席执行官科研 关西学院大学工程学教授金子忠昭领导的科研 的研究成果。 通过热处理等方法晶体 显著减少晶体 切割晶圆时产生的晶体缺陷和畸变。这将有助于提高SiC功率器件的质量和良率。
借助该协议，丰田将把与开发量产设备及建立质量保证 相关的一部分工作外包出去，以实现DA技术的商业化。丰田将科研 QureDA科研 提供其在汽车制造过程中积累的技术诀窍。 例如，质量保证 产品热处理质量保证 工艺规划、设备开发及质量保证 等概念。据悉，材料热处理技术（即通过施加热量和力使材料成形的工艺）与热管理至关重要的DA技术具有兼容性。此外，公司 科研 提供关于维持量产质量的标准化规则科研 专有技术。
QureDA科研 掌握着提升 SiC 晶体质量所需的晶体评估技术。我们将向外部机构授权 DA 技术及该评估技术。公司 在 2025 年推出采用 DA 技术的 8 英寸 SiC 晶圆产品。
关键词：
SiC：一种由碳（C）和硅（Si）组成的化合物，称为碳化硅。它既有聚晶体也有晶体，其中晶体 用作功率半导体。由于其作为功率半导体的材料性能优于硅（Si），因此被视为新一代功率半导体之一。
当碳化硅（SiC）功率半导体器件（功率器件）应用于变流器和逆变器等电力转换设备时，与硅（Si）器件相比，可显著降低功率损耗。它能在超过200摄氏度的温度下工作，而硅功率器件则难以做到这一点。凭借其低功率损耗和耐高温工作的特性，它非常适合用于缩小电力转换设备的体积。
尽管碳化硅（SiC）具有优异的特性，但其成本较高。特别是，制造功率器件所需的碳化硅晶圆成本高于硅晶圆，且直径较小。不过，这些问题正在得到解决，其应用正逐年增加。预计从2025年起，碳化硅将应用于电动汽车领域。 此外，在能源基础设施、可再生能源、铁路及工业 等需要高输出功率和耐高压的应用领域，碳化硅功率器件的采用将日益广泛。