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應用在哪邊, 從應用回推, 市場有奪大
SiC最大的應用市場在新能源車的功率控制單元、逆變器、DC-DC轉換器、車載充電器等。以電動車為例，採用SiC晶片，將使電驅裝置的體積縮小為五分之一，電動車行駛損耗降低60%以上，相同電池容量下里程數顯著提高。
特斯拉(Tesla)先前在Model 3率先使用意法半導體(STMicroelectronics，ST)和英飛凌(Infineon)的SiC逆變器；2020年比亞迪新能源車「漢」的馬達控制器中開始應用SiC-MOSFET模組；今年3月，中國斯達半導體也宣佈加碼車規級SiC模組產線。據Yole Développement預計，到2025年，新能源車和充電樁領域的SiC市場將達到17.78億美元，約佔SiC總市場規模的七成左右。
資料顯示，目前全球SiC矽晶圓總年產能約在40~60萬片，而且同時期的矽晶圓已經由200mm (8吋)向300mm (12吋)進發，但SiC晶圓的主流尺寸一直是150mm (6吋)，每片晶圓能製造的晶片數量不大，遠不能滿足下游需求。
以特斯拉Model 3主逆變器為例，需要24個電源模組，每個電源模組均基於兩個SiC MOSFET裸晶，每輛汽車總共有48個SiC MOSFET裸晶。按照這個估算若循序漸進採用SiC後，平均2輛特斯拉的純電動車就需要一片150mm SiC晶圓。Wedbush證券分析師Dan Ives曾稱，到2022年特斯拉的交付量可能會達到100萬輛，如果預測成真，那屆時僅特斯拉就將消耗掉全球SiC矽晶圓總產量。
雖然在SiC市場上，整合元件製造商(IDM)佔據主導地位，SiC代工公司也不甘落後，希望能夠複製成功的矽代工廠的模式。德國X-Fab、英國Clas-SiC (150mm)、韓國YES POWERTECHNIX (YPT)，以及台灣漢磊(Episil)、廈門三安(SANAN)、蕪湖啟迪(TUS SEMI)都希望從中分到一杯羹。
包括SiC在內的第三代半導體產業鏈包括基板→磊晶→設計→製造→封裝。其中，基板是所有半導體晶片的底層材料，起物理支撐、導熱、導電等作用；磊晶是在基板材料上生長出新的半導體晶層，這些磊晶層是製造半導體晶片的重要原料，影響元件的基本性能；設計包括元件設計和IC設計，其中元件設計包括半導體元件的結構、材料，與磊晶相關性很大；製造需要通過微影、薄膜沉積、刻蝕等複雜製程流程在磊晶片上製作出設計好的元件結構和電路；封裝是指將製造好的晶圓切割成裸晶片。
SiC元件成本高的一大原因就是SiC基板製造困難。資料顯示，基板成本大約佔晶片加工總成本的50%，磊晶片佔25%，元件晶圓製造環節20%，封裝測試環節5%。SiC基板不止貴，生產製程還複雜，與矽相比，SiC很難處理。
規模化生長SiC單晶主要採用物理氣相輸運法(PVT)或籽晶的昇華法。這也就帶來了SiC晶體製備的兩個難點：
1.生長條件苛刻，需要在高溫下進行。一般而言，SiC氣相生長溫度在2,300℃以上，壓力350MPa，而矽僅需1,600℃左右。高溫對設備和製程控制帶來了極高的要求，生產過程幾乎是黑箱操作難以觀測。如果溫度和壓力控制稍有失誤，則會導致生長數天的產品失敗。
2.生長速度慢。PVT法生長SiC的速度緩慢，7天才能生長2cm左右。而矽棒拉晶2~3天即可拉出約2m長的8英吋矽棒。
SiC基元件與傳統的矽元件不同，SiC基板的品質和表面特性不能滿足直接製造元件的要求，因此在製造大功率和高壓高頻元件時，不能直接在SiC基板上製作元件，而必須在單晶基板上額外沉積一層高品質的磊晶材料，並在磊晶層上製造各類元件，目前效率也比較低。另外SiC的氣相同質磊晶一般要在1,500℃以上的高溫下進行。由於有昇華的問題，溫度不能太高，一般不能超過1,800℃，因而生長速率較低。
英飛凌為了提高產量，就曾在2018年收購了SiC晶圓切割領域的新銳公司Siltectra，據悉Siltectra的冷切割技術(Cold Spilt)相比傳統製程將提高90%的生產效率。
另外，在元件製造過程中SiC的難度也有所增加，主要在部分製程需要在高溫下完成：
1.摻雜步驟中，傳統矽基材料可以用擴散的方式完成摻雜，但由於SiC擴散溫度遠高於矽，無法使用擴散製程，只能採用高溫離子注入的方式；
2.高溫離子注入後，材料原本的晶格結構被破壞，需要用高溫退火製程進行修復。SiC退火溫度高達1,600℃，這對設備和製程控制都帶來了極大的挑戰。
由於「高溫」為核心的難關構築了較強的技術壁壘，SiC基板製造難度極大，所以大多數企業都是從Cree、羅姆等供應商處直接購買。目前Cree是全球最大的SiC基板和磊晶片供應商，約佔全球一半產能；羅姆、II-VI分列二、三位，合計佔有全球35%的產能。這三家廠商的長晶爐都是自行設計，掌握著關鍵的上游設備資源，同時他們又是元件供應商，所以與眾多客戶構成了直接競爭關係，且能夠透過SiC基板和磊晶片的銷售情況，獲取客戶的產品研發節奏、產能安排等核心商業資訊，未來這些SiC原廠們肯定會有所忌憚。
SiC元件製造必須要經過磊晶步驟，磊晶品質對元件性能影響很大。SiC基元件與傳統的矽元件不同，SiC基板的品質和表面特性不能滿足直接製造元件的要求，因此在製造大功率和高壓高頻元件時，不能直接在SiC基板上製作元件，而必須在單晶基板上額外沉積一層高品質的磊晶材料，並在磊晶層上製造各類元件，目前效率也比較低。另外SiC的氣相同質磊晶一般要在1,500℃以上的高溫下進行。由於有昇華的問題，溫度不能太高，一般不能超過1,800℃，因而生長速率較低。
2019年，意法半導體以近1.375億美元完成對瑞典SiC晶圓製造商Norstel AB的收購。雖然意法半導體持續其生產150mm裸晶和磊晶SiC晶圓，但這筆交易顯然針對的是200mm晶圓生產的研發。更先進、更具成本效益的200mm SiC量產，將有助於推動意法半導體為汽車和工業設計製造MOSFET和二極體。
儘管如此，為了加強SiC供應鏈，在此SiC功率元件成長時期，意法半導體也與Cree簽署晶圓供應協議。意法半導體將持續採用Cree的150mm SiC裸晶和磊晶晶圓，用於打造汽車和工業應用所需的功率元件。今年初，意法半導體並與SiCrystal簽署類似的多年供應協議，以加碼超過1.2億美元的先進150mm SiC晶圓供應。SiCrystal是一家總部位於德國紐倫堡的ROHM子公司，專注於SiC晶圓製造多年。
事實上，從寬能隙元件出現，一直到現在，其最受詬病的一點是成本較矽基元件高出許多，導致業者們有些卻步。意法半導體(STMicroelectronics)行銷經理陳錫成認為，車輛的電氣化發展的確為寬能隙元件帶來新的市場契機，但若是從電動車整個系統的成本來分析，採用SiC MOSFET反而較省成本。這是由於矽MOSFET與SiC MOSFET就單顆元件相比，SiC MOSFET成本可能較矽MOSFET高出300美元，但若從整個系統成本來看，SiC MOSFET可省下約2,000美元的成本，這將消弭業者們對採用寬能隙半導體會導致成本暴增的疑慮。因此，根據市調單位的統計數據，至2023年前，矽MOSFET與SiC MOSFET在市場的滲透率將各佔一半。
相較於傳統車輛，電動車中使用的零件總數大幅減少40~50%，測試也變得較簡潔，更著重於電池的充放電，以及馬達轉動等部份。
https://www.eettaiwan.com/20210623nt31-ev-are-not-hindered/
http://www.tainergy.com.tw/investor/upload/investorfp/20201118CHT.pdf
https://www.eettaiwan.com/20210809nt61-what-is-the-difficulty-of-sicwafer-manufacturing/
