2025-2037 年全球市場規模、預測與趨勢亮點
金剛砂 2024 年市場規模為 41 億美元，預計到 2037 年底將達到 175 億美元，在預測期內（即 2025-2037 年）複合年增長率為 11.8%。 2025年碳化矽產業規模預估為46億美元。
由於對窯具、製程組件和電場分級等各種電子應用的需求不斷增加，金剛砂市場正在不斷擴大。被稱為碳化矽 (SiC) 或碳化矽的合成磨料是透過將細粉碳（石油焦）與優質矽砂在電爐中高溫（1600 – 2500°C）熔融而製成的。由於其卓越的特性，碳化矽正迅速被視為電動車、電力電子和半導體設備等各種應用中傳統矽半導體的替代品。
此外，主要領導者正在對碳化矽或碳化矽進行廣泛投資，以擴大其產能並鞏固其碳化矽市場地位。例如，美國商務部和美國寬頻隙半導體製造商Wolfspeed Inc.根據《晶片和科學法案》簽署了一份價值高達7.5億美元的不具約束力的初步諒解備忘錄(PMT)。此外，包括 Apollo、The Baupost Group、Fidelity Management & 等投資集團組成的財團。 Research Company 和 Capital Group 承諾為 Wolfspeed 提供額外 7.5 億美元融資。這些投資加強了國內碳化矽生產並支持 Wolfspeed 的長期擴張目標。
此外，安森美半導體公司 (Onsemi) 擴建了其位於韓國富川市的尖端、世界一流的碳化矽製造工廠。該廠每年滿載生產超過100萬片200毫米碳化矽晶圓。此外，為各種電子應用領域的客戶提供服務的全球半導體領導者意法半導體在義大利卡塔尼亞建造了一座新的大批量 200mm 碳化矽製造工廠，用於功率裝置和模組以及測試和封裝。預計 2026 年開始生產，到 2033 年達到滿載生產，目標是每週生產 15,000 片晶圓。該設施的總投資約為 50 億美元，其中義大利政府根據《歐盟晶片法案》提供了約 20 億美元的支持。
全球領先的碳化矽製造商
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公司 |
市佔率 |
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意法半導體公司 |
36.5% |
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英飛凌科技股份公司 |
17.9% |
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Wolfspeed, Inc. |
16.3% |
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安森美半導體公司 (Onsemi) |
11.6% |
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羅姆有限公司 |
8.1% |
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其他 |
9.6% |
金剛砂市場：成長動力與挑戰
成長動力
- 碳化矽應用的新興趨勢：奈米級碳化矽目前作為提高功率密度和能量儲存的一種可能方法而受到關注。與傳統碳基材料相比，其獨特的物理和化學特性，如優異的機械強度、耐高溫性和優異的化學穩定性，引發了各種研究興趣。碳化矽的優點在超級電容器領域尤其明顯。此外，碳化矽正在成為量子技術的下一代材料平台，由於其優異的自旋相干特性以及與標準半導體製造技術的兼容性，最近的研究證明了其在自旋量子位元方面的潛力。
此外，SiC功率裝置的改進也需要不斷提高。封裝技術的進步極大地提高了電氣性能和熱管理。整合式基板技術和直接液體冷卻等先進封裝技術可實現有效散熱和降低熱阻，從而提高了 SiC 功率模組在嚴酷工作條件下的整體可靠性和耐用性。此外，金剛砂在 5G 基地台和軍用電子設備中高速運行的高頻開關中的應用越來越廣泛，因為它可以在高溫和高頻環境中高效運作。 - 全球貿易活動不斷增加：隨著汽車、電子和再生能源等不同產業的需求增加，碳化矽的高效能、廣泛分佈在滿足生產需求方面發揮關鍵作用。根據經濟複雜性觀察站（OEC）統計，2022年碳化矽貿易總額為13.8億美元，位居全球第1853位。不斷增長的貿易透過確保穩定的供應鏈、增強全球可及性並促進關鍵行業的技術進步，促進了市場擴張。
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國家 |
碳化矽出口額（百萬美元） |
國家 |
碳化矽進口價值（百萬美元） |
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中國 |
6060 |
美國 |
2520 |
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挪威 |
1460 |
德國 |
1770 |
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德國 |
6950 |
日本 |
1610 |
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荷蘭 |
6310 |
韓國 |
7800 |
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巴西 |
6290 |
印度 |
6760 |
資料來源：OEC
挑戰
- 金剛砂設備成本高：金剛砂或碳化矽是透過昇華方法生產的，需要大量能量才能達到高溫。此過程產生的最終晶塊長度不超過 25 毫米，並且具有較長的生長持續時間。與矽晶圓相比，這導致成本增加。此外，小工具製造和外延是額外的成本考慮因素，涉及昂貴的耗材和高溫。最終的成本驅動因素是每個階段的產量，包括無用的晶錠晶圓數量以及外延後和製造沖銷。因此，金剛砂設備的高價格阻礙了金剛砂市場的擴張。
- SiC 裝置中的材料、設計和封裝製程有缺陷：SiC 材料的晶體中遍布稱為微管的微小間隙。 SiC 裝置在生產更大晶圓的過程中容易出現多種缺陷，包括堆疊層錯、位錯和原型夾雜物。這些缺陷是由於壓力的局部變化或矽和碳前驅物的比例不平衡所造成的。溫度。因此，這些缺陷會降低設備的電氣品質並影響其有效性。
全球領先的碳化矽製造商
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基準年 |
2717 |
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預測年份 |
2025-2037 |
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複合年增長率 |
11.8% |
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基準年市場規模（2024 年) |
41億美元 |
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預測年份市場規模（2037) |
175億美元 |
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區域範圍 |
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金剛砂細分
產物類型（黑色 SiC、綠色 SiC）
到 2037 年底，黑碳化矽細分市場可能會佔據碳化矽市場份額的 54.5% 以上。此產品類別有塊狀、顆粒狀和粉末狀。該產品通常以顆粒形式使用，特別是在電弧爐中用於生產鋼和鐵。東南亞鋼鐵協會(SEAISI)估計，從2023年的18.9億噸到2030年的19.7億噸，全球粗鋼產量預計將增加近4%。此外，全球電弧爐鋼鐵產量將從 2023 年的約 5.5 億噸增加到 2030 年的 7.9 億噸。
應用程式（鋼鐵、汽車、航太、軍事與國防、電氣與電子、醫療保健）
電氣和碳化矽市場的電子部分將在預測期內佔據顯著份額。該產品在創造有效電子晶片方面日益重要，將繼續成為該領域擴張的主要因素。碳化矽的卓越品質，例如帶隙增大、高頻功能、化學穩定性和高溫電阻率，將在電氣和電子領域受到關注。
此外，電力電子領域的各種功率元件負責將系統內的交流電轉變為直流電，反之亦然，旨在減少能量損耗並提高系統效率。與傳統矽基元件相比，SiC 功率半導體具有更高的耐高工作溫度能力、更高的電壓和電流容差以及更高的功率轉換效率。
我們對全球金剛砂市場的深入分析包括以下細分市場：
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產品類型 |
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應用 |
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定制此报告金剛砂產業 - 區域概要
亞太地區市場統計
預計到 2037 年，亞太地區金剛砂市場將佔據超過 39.4% 的收入份額。由於這些國家擁有大量鋼鐵生產基地，許多外國供應商在亞太地區建立了業務。此外，該地區的經濟發展由於其製造能力而發生了顯著變化，這鼓勵了下游產業的建設並促進了該地區碳化矽的滲透。此外，人們對再生能源興趣的增加正在推動該地區金剛砂市場的成長。
在印度，未來戰鬥系統對更輕、更緊湊電源的需求不斷增長，促使碳化矽/碳化矽技術在軍事和商業領域（包括電動車和再生能源）的通訊、情報、偵察和無人系統中的使用激增。政府對提高電動車和再生能源採用率的支持將擴大該國的金剛砂市場。據印度品牌股權基金會 (IBEF) 稱，NITI Aayog 於 2023 年 7 月制定了印度電動車擴張策略，與政府到 2070 年實現淨零排放的目標相一致。
此外，在中國，對碳化矽功率裝置以及耐火材料和磨料等傳統應用領域的需求將推動碳化矽市場的成長。此外，國外汽車半導體供應商正在尋求與SiC晶圓供應商的長期合作夥伴關係。 2023年5月，為了獲得更具競爭力的碳化矽（SiC）來源並擴大SiC材料供應商基礎，英飛凌科技股份公司與中國供應商中金公司達成了一項安排。根據協議，SICC 將為這家德國半導體製造商提供高品質且具有競爭力的 150 毫米晶錠和晶圓，用於生產 SiC 半導體，佔長期預期需求的兩位數部分。
歐洲市場分析
歐洲金剛砂市場預計在評估期間內將顯著成長。市場成長受到該地區對節能技術、電動車 (EV) 和再生能源的大力投入的影響。金剛砂設備在各行業的使用不斷增加，很大程度上得益於歐盟對降低碳排放的嚴格規定以及對綠色技術的大力支持。歐洲雄心勃勃的氣候目標和計畫（例如《歐洲綠色協議》）加速了向風能和太陽能等再生能源的轉變。
此外，隨著英國在未來 10 到 15 年內轉向電動車生產，對關鍵電力電氣設備和系統的需求預計將會增加，某些製造商和品牌承諾最早在 2025 年實現完全電動化。政府正在推出多項計畫來提高國內碳化矽產量。其中一項耗資 2,063 萬美元的 ESCAPE（汽車電力電子端到端供應鏈開發）計畫由 Innovate UK 和先進推進中心資助，旨在支援從外延沉積到功率轉換器製造的國內 SiC 供應鏈。
主導金剛砂市場的公司
- 意法半導體有限公司
- 公司概覽
- 商業策略
- 主要產品
- 財務表現
- 關鍵績效指標
- 風險分析
- 近期發展
- 區域業務
- SWOT 分析
- 英飛凌科技股份公司
- 半導體元件工業股份有限公司
- Wolfspeed, Inc.
- AGSCO 公司
- 金剛砂環球有限公司
- 華盛頓米爾斯
- CoorsTek, Inc.
- Entegris, Inc.
眾多供應商位於價值鏈的不同階段，導致金剛砂市場嚴重分散。雖然一些成熟的供應商正在嘗試整合電子產業的增值產品開發，但主要供應商專注於開發碳化矽基磨料。隨著碳化矽市場的重大發展，包括新產品發布、合約、增加投資以及與其他參與者的合作，各公司也在實施各種措施來擴大其全球影響力。
In the News
- 2024 年 9 月，為各種電子應用領域的客戶提供服務的全球半導體先驅意法半導體推出了第四代 STPOWER 碳化矽 (SiC) MOSFET 技術。第 4 代技術為能源效率、密度和穩健性設定了新目標。
- 2024 年 3 月，英飛凌科技股份公司宣布推出最新一代碳化矽 (SiC) MOSFET 溝槽技術。與上一代產品相比，全新英飛凌 CoolSiC MOSFET 650 V 和 1200 V 第 2 代將關鍵 MOSFET 性能指標（例如儲存能量和電荷）提高了 20%，而不會影響品質和可靠性水平，從而提高整體能效並有助於脫碳。
作者致谢: Rajrani Baghel
- Report ID: 6999
- Published Date: Jan 16, 2025
- Report Format: PDF, PPT
