21世纪经济报道记者骆轶琪 广州报道
作为在“双碳”时代将发挥重要作用的材料，化合物半导体如今正走在高速发展时期。在这其中，头部公司的动态和理解某种程度上也是一种行业风向标。
8月9日由TrendForce集邦咨询主办的第三代半导体前沿趋势研讨会上，Wolfspeed中国区销售与市场副总裁张三岭在演讲时表示，鉴于终端应用市场对于高效率、高功率密度、节能省耗的系统设计需求日益增强，与此同时，各国能效标准也不断演进，在此背景下，碳化硅凭借耐高温、开关更快、导热更好、低阻抗、更稳定等出色特性，正在不同的应用领域发光发热。
且经过多年沉淀发展，Wolfspeed在8英寸碳化硅晶圆量产方面也走在加速的转折期。
系统性成本降低
张三岭介绍，简单来说，碳化硅电压、功率比较集中，虽然电流没有IGBT模块大，速度没有氮化镓快，但它符合绝大多数功率应用场景。
目前在商用的硅基MOSFET中，较少有超过1000伏的产品。但对于碳化硅来说，做1200伏产品是每家厂商第一步的选择，它最具优势的是1200伏-1700伏范围，晶片不需要那么厚、那么大。可以带来很多应用场景的方便使用。当然再往上的6000伏、甚至10千伏都可以商用落地。
在常见平面结构下，对同样900伏耐压等级的硅基MOS和碳化硅MOS器件做对比可发现，外延层厚度会有明显差距。原因在于，采用碳化硅材料可以令器件每微米耐电压程度比硅基高出10倍，因此碳化硅相关器件外延层只需要硅基器件的1/10，令成本降低，技术参数下降。
另以电动汽车的22kW OBC应用为例，碳化硅器件有助于减少30%的功率损耗、缩短充电时间，并将功率密度提升50%，带动系统效率的提升及系统成本下降。
那么总体看，碳化硅器件能够带来的不仅是性能改善，更是系统拓扑的革新，令器件数量大大降低，如开关、驱动IC、DCDC功率器件等都能减少一半的数量。这些减少后，就意味着功率器件的设计可以更简洁可靠、成本可控，同时功率密度提升。从而令用户感受到性价比提升。
由此发现，在同一个功率密度要求下，采用碳化硅器件实现的系统成本降低效果，已经可以低于硅基相关器件。
应用场景拓维
结合第三方机构的预估，张三岭也提出了对碳化硅应用趋势的思考和判断。
“我们认为碳化硅在中国增长最大的市场是电动汽车；其次是光伏和储能，这两年在快速增长，光伏装机量和出口量都可观。”他补充道，第三是充电桩市场，此前行业应用还相对萧条，但自2020年开始，厂商相继推出高效版充电桩，以追求效益、节能和可靠性等，由此也带来对碳化硅器件的需求。
近两年来，碳化硅有显著的加速应用趋势。究其原因，张三岭分析道，其一，各行各业都追求更高效率和更高功率密度与可靠性的融合，诸如充电桩市场，都在拼成本的背景下，就必须通过性能革新来应对；其二，行业能效标准在不断迭代驱动；其三也是最重要的，如今碳化硅行业已经有越来越多的参与者，国内外厂商加起来有十余家，由此带来丰富的供应、成本下降、更好的服务等，推动系统工程师可以积极进行相关模块设计。
综合看，在能源效率新时代，碳化硅开始加速渗透电动汽车、光伏储能、电动车充电桩、PFC/开关电源、轨道交通、变频器等应用场景，接下来将逐步打开更大发展空间。
8英寸碳化硅晶圆路
作为碳化硅领域的龙头公司，Wolfspeed目前在碳化硅材料市场占据超过60%的行业份额，且在加速推进碳化硅器件研发和生产。
据介绍，今年4月，Wolfspeed全球最大的首座8英寸（200mm）碳化硅工厂正式开业，该工厂预计2024年达产，届时产能将达2017年的30倍。
市场拓展方面，Wolfspeed已与多家器件厂商、车企签订了衬底、器件相关的长期供货协议，碳化硅车用等业务规模稳步扩大。
（目前全球碳化硅晶圆市场份额分布，Wolfspeed占据超过六成份额。图源：Wolfspeed结合Yole数据在官网的展示）
即便此前行业中还存在“是否一定需要现阶段向8英寸推进研发”的声音。但一种观点认为，Wolfspeed的技术演进正为后来者向8英寸加速研发带来推动力。
张三岭介绍，自2017年公司开始逐步推进产能扩充至今，已经经历了转变、爬坡、执行三段曲线发展。如今能推出可量产的8英寸碳化硅晶圆，Wolfspeed也是自2015年发布第一代后继续迭代演进，至今到了8英寸碳化硅晶圆的第三代才实现，期间有诸多不易。
根据Wolfspeed的目标，在碳化硅材料领域，其希冀长期保持60%以上的市场份额；公司同时在推进碳化硅器件和模块的发展，对器件也有较高成长目标。
（作者：骆轶琪 编辑：张伟贤）