2025-2037 年全球市场规模、预测和趋势亮点
金刚砂 2024 年市场规模为 41 亿美元，预计到 2037 年底将达到 175 亿美元，在预测期内（即 2025-2037 年）复合年增长率为 11.8%。 2025年碳化硅产业规模预计为46亿美元。
由于对窑具、工艺组件和电场分级等各种电子应用的需求不断增加，金刚砂市场正在不断扩大。被称为碳化硅 (SiC) 或碳化硅的合成磨料是通过将细粉碳（石油焦）与优质硅砂在电炉中高温（1600 – 2500°C）熔融而制成的。由于其卓越的特性，碳化硅正在迅速被视为电动汽车、电力电子和半导体设备等各种应用中传统硅半导体的替代品。
此外，主要领导者正在对碳化硅或碳化硅进行广泛投资，以扩大其产能并巩固其碳化硅市场地位。例如，美国商务部和美国宽带隙半导体制造商Wolfspeed Inc.根据《芯片和科学法案》签署了一份价值高达7.5亿美元的不具约束力的初步谅解备忘录(PMT)。此外，包括 Apollo、The Baupost Group、Fidelity Management & 等投资集团组成的财团。 Research Company 和 Capital Group 承诺为 Wolfspeed 额外提供 7.5 亿美元融资。这些投资加强了国内碳化硅生产并支持 Wolfspeed 的长期扩张目标。
此外，安森美半导体公司 (Onsemi) 扩建了其位于韩国富川市的尖端、世界一流的碳化硅制造工厂。该工厂每年满负荷生产超过100万片200毫米碳化硅晶圆。此外，为各种电子应用领域的客户提供服务的全球半导体领导者意法半导体在意大利卡塔尼亚建造了一座新的大批量 200mm 碳化硅制造工厂，用于功率器件和模块以及测试和封装。预计将于 2026 年开始生产，到 2033 年达到满负荷生产，目标是每周生产 15,000 片晶圆。该设施的总投资约为 50 亿美元，其中意大利政府根据《欧盟芯片法案》提供了约 20 亿美元的支持。
全球领先的碳化硅制造商
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公司 |
市场份额 |
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意法半导体公司 |
36.5% |
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英飞凌科技股份公司 |
17.9% |
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Wolfspeed, Inc. |
16.3% |
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安森美半导体公司 (Onsemi) |
11.6% |
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罗姆有限公司 |
8.1% |
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其他 |
9.6% |
金刚砂市场：增长动力和挑战
增长动力
- 碳化硅应用的新兴趋势：纳米级碳化硅目前作为提高功率密度和能量存储的一种可能方法而受到关注。与传统碳基材料相比，其独特的物理和化学特性，如优异的机械强度、耐高温性和优异的化学稳定性，引发了各种研究兴趣。碳化硅的优点在超级电容器领域尤其明显。此外，碳化硅正在成为量子技术的下一代材料平台，由于其优异的自旋相干特性以及与标准半导体制造技术的兼容性，最近的研究证明了其在自旋量子位方面的潜力。
此外，SiC功率器件的改进也需要不断提高。封装技术的进步极大地提高了电气性能和热管理。集成基板技术和直接液体冷却等先进封装技术可实现有效散热和降低热阻，从而提高了 SiC 功率模块在严酷工作条件下的整体可靠性和耐用性。此外，金刚砂在 5G 基站和军用电子设备中高速运行的高频开关中的应用越来越广泛，因为它可以在高温和高频环境中高效运行。 - 全球贸易活动不断增加：随着汽车、电子和可再生能源等不同行业的需求不断增加，碳化硅的高效、广泛分布在满足生产需求方面发挥着关键作用。据经济复杂性观察站（OEC）统计，2022年碳化硅贸易总额为13.8亿美元，位居全球第1853位。2021年至2022年，碳化硅出口额从10.3亿美元增长33.8%至13.8亿美元，占全球贸易额的0.0058%。不断增长的贸易通过确保稳定的供应链、增强全球可及性并促进关键行业的技术进步，促进了市场扩张。
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国家/地区 |
碳化硅出口额（百万美元） |
国家/地区 |
碳化硅进口价值（百万美元） |
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中国 |
6060 |
美国 |
2520 |
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挪威 |
1460 |
德国 |
1770 |
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德国 |
6950 |
日本 |
1610 |
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荷兰 |
6310 |
韩国 |
7800 |
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巴西 |
6290 |
印度 |
6760 |
来源：OEC
挑战
- 金刚砂设备成本高：金刚砂或碳化硅是通过升华方法生产的，需要大量能量才能达到高温。此过程产生的最终晶块长度不超过 25 毫米，并且具有较长的生长持续时间。与硅晶圆相比，这导致成本增加。此外，小工具制造和外延是额外的成本考虑因素，涉及昂贵的耗材和高温。最终的成本驱动因素是每个阶段的产量，包括无用的晶锭晶圆数量以及外延后和制造冲销。因此，金刚砂设备的高价格阻碍了金刚砂市场的扩大。
- SiC 器件中的材料、设计和封装工艺存在缺陷：SiC 材料的晶体中遍布着称为微管的微小间隙。 SiC 器件在生产更大晶圆的过程中很容易出现多种缺陷，包括堆垛层错、位错和原型夹杂物。这些缺陷是由于压力的局部变化或硅和碳前体的比例不平衡造成的。温度。因此，这些缺陷会降低设备的电气质量并影响其有效性。
全球领先的碳化硅制造商
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基准年 |
2024 |
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预测年份 |
2025-2037 |
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复合年增长率 |
11.8% |
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基准年市场规模（2024 年） |
41亿美元 |
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预测年份市场规模（2037) |
175亿美元 |
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区域范围 |
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金刚砂细分
产品类型（黑色 SiC、绿色 SiC）
到 2037 年底，黑碳化硅细分市场可能会占据碳化硅市场份额的 54.5% 以上。由于电弧炉的应用不断增加，鼓励使用较少的天然原材料，该细分市场正在不断扩大。该产品类别有块状、颗粒状和粉末状。该产品通常以颗粒形式使用，特别是在电弧炉中用于生产钢和铁。东南亚钢铁协会(SEAISI)估计，从2023年的18.9亿吨到2030年的19.7亿吨，全球粗钢产量预计将增长近4%。此外，全球电弧炉钢铁产量将从 2023 年的约 5.5 亿吨增加到 2030 年的 7.9 亿吨。
应用（钢铁、汽车、航空航天、军事与国防、电气与电子、医疗保健）
电气和碳化硅市场的电子部分将在预测期内占据显着份额。该产品在创造有效电子芯片方面日益重要，将继续成为该领域扩张的主要因素。碳化硅的卓越品质，例如带隙增大、高频功能、化学稳定性和高温电阻率，将在电气和电子领域受到关注。
此外，电力电子领域的各种功率器件负责将系统内的交流电转变为直流电，反之亦然，旨在减少能量损耗并提高系统效率。与传统硅基器件相比，SiC 功率半导体具有更高的耐高工作温度能力、更高的电压和电流容差以及更高的功率转换效率。
我们对全球金刚砂市场的深入分析包括以下细分市场：
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产品类型 |
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应用 |
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定制此报告金刚砂行业 - 区域概要
亚太地区市场统计数据
预计到 2037 年，亚太地区金刚砂市场将占据超过 39.4% 的收入份额。中国、印度、日本和韩国等钢铁生产国都是该区域市场的一部分。由于这些国家拥有大量钢铁生产基地，许多外国供应商在亚太地区建立了业务。此外，该地区的经济发展由于其制造能力而发生了显着变化，这鼓励了下游产业的建设并促进了该地区碳化硅的渗透。此外，人们对可再生能源兴趣的增加正在推动该地区金刚砂市场的增长。
在印度，未来战斗系统对更轻、更紧凑电源的需求不断增长，促使碳化硅/碳化硅技术在军事和商业领域（包括电动汽车和可再生能源）的通信、情报、侦察和无人系统中的使用激增。政府对提高电动汽车和可再生能源采用率的支持将扩大该国的金刚砂市场。据印度品牌股权基金会 (IBEF) 称，NITI Aayog 于 2023 年 7 月制定了印度电动汽车扩张战略，与政府到 2070 年实现净零排放的目标相一致。此外，印度电动汽车注册数量显着增长了 11 倍，从 2018 年的 130 万辆增至 2023 年的 1,529 万辆。
此外，在中国，对碳化硅功率器件以及耐火材料和磨料等传统应用领域的需求将推动碳化硅市场的增长。此外，国外汽车半导体供应商正在寻求与SiC晶圆供应商的长期合作伙伴关系。 2023年5月，为了获得更具竞争力的碳化硅（SiC）来源并扩大SiC材料供应商基础，英飞凌科技股份公司与中国供应商中金公司达成了一项安排。根据协议，SICC 将为这家德国半导体制造商提供高质量且具有竞争力的 150 毫米晶锭和晶圆，用于生产 SiC 半导体，占长期预计需求的两位数部分。
欧洲市场分析
欧洲金刚砂市场预计在评估期内将显着增长。市场增长受到该地区对节能技术、电动汽车 (EV) 和可再生能源的大力投入的影响。金刚砂设备在各行业的使用不断增加，很大程度上得益于欧盟对降低碳排放的严格规定以及对绿色技术的大力支持。欧洲雄心勃勃的气候目标和计划（例如《欧洲绿色协议》）加速了向风能和太阳能等可再生能源的转变。
此外，随着英国在未来 10 到 15 年内转向电动汽车生产，对关键电力电气设备和系统的需求预计将会增加，某些制造商和品牌承诺最早在 2025 年实现完全电动化。英国碳化硅市场将因这种需求而增长。政府正在推出多项计划来提高国内碳化硅产量。其中一项耗资 2,063 万美元的 ESCAPE（汽车电力电子端到端供应链开发）计划由 Innovate UK 和先进推进中心资助，旨在支持从外延沉积到功率转换器制造的国内 SiC 供应链。
主导金刚砂市场的公司
- 意法半导体有限公司
- 公司概览
- 业务战略
- 主要产品
- 财务业绩
- 关键绩效指标
- 风险分析
- 近期发展
- 区域业务
- SWOT 分析
- 英飞凌科技股份公司
- 半导体元件工业有限责任公司
- Wolfspeed, Inc.
- AGSCO 公司
- 金刚砂环球有限公司
- 华盛顿米尔斯
- CoorsTek, Inc.
- Entegris, Inc.
众多供应商位于价值链的不同阶段，导致金刚砂市场严重分散。虽然一些成熟的供应商正在尝试整合电子行业的增值产品开发，但主要供应商专注于开发碳化硅基磨料。随着碳化硅市场的重大发展，包括新产品发布、合同、增加投资以及与其他参与者的合作，各公司也在实施各种措施来扩大其全球影响力。
In the News
- 2024 年 9 月，为各种电子应用领域的客户提供服务的全球半导体先驱意法半导体推出了第四代 STPOWER 碳化硅 (SiC) MOSFET 技术。第 4 代技术为能效、密度和稳健性设定了新目标。
- 2024 年 3 月，英飞凌科技股份公司宣布推出最新一代碳化硅 (SiC) MOSFET 沟槽技术。与上一代产品相比，全新英飞凌 CoolSiC MOSFET 650 V 和 1200 V 第 2 代将关键 MOSFET 性能指标（例如存储能量和电荷）提高了 20%，而不会影响质量和可靠性水平，从而提高整体能效并有助于脱碳。
作者致谢: Rajrani Baghel
- Report ID: 6999
- Published Date: Jan 16, 2025
- Report Format: PDF, PPT
