功率SIC晶圆前端设备市场将于 2026 年达到 50亿美元的峰值

大规模产能扩张推动功率 SIC WFE 市场于 2026 年达到峰值 5.1B

数十亿的功率碳化硅市场正在吸引各个层面的大量投资和产能扩张，包括器件、外延片和晶圆。设备厂商正在不同地点建设设施。 SiC晶圆制造被认为是瓶颈，因此过去几年产能大幅扩张，尤其是在中国。这带动了相当大的设备订单；那么，SiC 制造工具市场的动态如何？

截至2024年，物理气相传输法（PVT）是生产SiC晶圆的主要方法。这种生长方式代表累计24-29市场超过200万美元。至于晶圆原材料 SiC 粉末，预计到 2029 年开放市场将达到 3600 万美元以上。PVT 工具和粉末市场大多是垄断的，企业内部控制质量。SiC 的特定材料特性需要专用的半导体晶圆制造设备（WFE）和生产线来加工功率 SiC 器件。外延设备市场预计24-29年间累计收入将达到43亿美元。 SiC 离子注入机市场预计同期将产生 49亿美元的累计收入。关于扩散炉（用于退火）和热氧化机械，Yole预计未来五年将累计产生14亿美元。SiC 晶圆/外延晶圆和器件加工需要计量与检测 (M&I) 来检测表面和表面下缺陷。M&I 市场预计 24-29 年间累计收入将达到 57亿美元。其他有助于 SiC 市场增长的工具包括老化测试、图案化、晶圆键合机、减薄和 CMP 工具。整个 WFE SIC 制造工具市场预计将经历 5% CAGR24-29，到 2029 年将超过44亿美元。除了关键的 WFE 设备外，总体 WFE 收入遵循每年 50-60% 的资本支出趋势。我们预计资本支出（SiC 晶锭生长设备前端、后端、封装、基础设施）将在 2026 年达到峰值，SiC 设备收入将在 2027 年超过总体资本支出。

工具制造商紧跟 SIC 发展步伐，但担心产能过剩

鉴于SiC器件收入预测不断增长，市场参与者已经提前进行了更高的投资。 2023年，全球功率SiC业务的资本支出是SiC器件市场的两倍。随着多个参与者最终确定其正在进行的产能建设，资本支出预计将在 2026 年达到峰值。中国是功率SiC最活跃的国家之一。 2023年，超过1/3的SiC晶圆和外延片市场被中国企业占领。这与中国的设备能力相符：截至2024年，多家中国PVT和HTCVD厂商活跃。随着价值链向设备的转移，中国的设备供应尚未自给自足。因此，中国设备厂商要想获得市场份额仍需要时间。

截至2024年，6英寸是领先厂商的主流SiC晶圆，由于基于6英寸的产能大幅扩张，预计这种情况在我们的预测期内将持续到2029年。 Wolfspeed 是唯一在 8 英寸平台上部分制作的播放器。鉴于8英寸的研发，多家IDM和SiC晶圆厂商已经展示了8英寸样品。预计将于 2025 年开始首批出货。由于截至 2024 年开放 SiC 晶圆市场缺乏批量出货，因此 8 英寸 SiC 平台被认为具有战略性，在未来五年内主要是自有的。根据行业反馈，没有强调有关 8 英寸过渡的制造工具的担忧。安装的工具已经兼容 8 英寸。

为了在快速增长的功率碳化硅业务中竞争，棕地投资是一些公司的首选。在过去三年中，博世、Vishay 和 ROHM 等公司宣布了几项棕地投资。许多用于硅器件加工的折旧设备，例如图案化和金属化工具，都可以重新用于碳化硅制造。其他工具（例如离子注入机）需要购买并添加到生产线中。对新设备的需求主要取决于高温工艺要求和SiC晶圆的透明度（出于M&I原因）。

至于工具制造商的情况，每一步都会有所不同。例如，SiC 离子注入机和退火工具供应商市场与已确定的领先参与者更加整合，而蚀刻工具供应商格局仍在不断发展，因为许多参与者试图占领更高的市场份额。

SIC 材料的固有特性要求特定的工具和设备加工

与Si相比，WBG SiC材料为高压、高频功率器件提供了优越的性能，即带隙宽3倍、电子漂移速度高2倍、介电击穿高5-6倍。由于可以使用硅半导体设备和消耗品进行加工，因此可以生产功率 SiC 器件类型（SBD、平面和沟槽 MOSFET）。然而，不同的材料特性需要对设备进行调整/重新设计。

对于 WFE 器件制造，关键参数是高温要求和强 Si-C 键，它们定义了每个步骤的各种工艺窗口。碳化硅外延工具需要高温，这具有挑战性且成本高昂。高通量和高运行重复性是必须的。水平式 HTCVD 拥有多个供应商、更容易维护且产量高，因此比垂直式更受青睐。在室温 (RT) 下，SiC 的离子注入会导致材料的高密度缺陷和非晶化。因此，SiC的离子注入通常在高温下进行（热注入，例如在400-1000℃的范围内），以动态消除离子产生的缺陷。同样，所有退火和热氧化步骤都在高温 (>1200 C) 下发生。一般来说，高温要求要求特定的工具设计，例如工艺室的几何形状、材料和加热器类型，以保证良好的均匀性和产量。

到 2024 年，大部分已安装晶圆产能将用于平面 SiC 器件生产（55%），其次是 SBD（28%）和沟槽 SiC MOSFET（17%）。展望2029年，我们预计SiC沟槽MOSFET份额将增至31%。

原文链接：https://www.yolegroup.com/product/report/power-sic---manufacturing-2024/