国际大厂，争霸功率器件

来源:半导体行业观察发布时间:2023-09-211196浏览

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据日经中文网报道，各半导体厂商将积极投资控制电力的功率半导体。瑞萨电子2025年将推出使用碳化硅（SiC）的高效率型产品，罗姆和三菱电机也将相继增产。除了纯电动汽车（EV）外，随着生成式AI的问世，来自数据中心的需求迅速扩大。

瑞萨已从7月开始出货使用SiC材料基板的功率半导体样品。将从美国大企业采购基板，2025年在高崎工厂开始量产SiC产品。已停工的甲府工厂也会重新启动，将把与硅半导体合计的产能提高到过去的2倍。合计投资额约为1000亿日元。

SiC是碳与硅的化合物，能承受比传统矽更高的电压和更大的电流，可以减少电力消耗。SiC功率半导体装入EV驱动装置中，可以延长行驶距离，此外来自数据中心的SiC需求也迅速扩大。

随着广泛产业利用AI，数据处理量和耗电量猛增。全球数据中心的耗电量到2030年将达到6700亿千瓦时，是2018年的大约4倍。大量使用电力的伺服器的节能成为课题，高效率的功率半导体越来越重要。

SiC产品的价格比硅产品高3～4倍，「在推进大型投资的数据中心领域，把电力效率高的SiC用于伺服器的情况越来越多」（名古屋大学的山本真义教授）。

在2010年代中期，功率半导体以硅半导体为主，课题是电流通过时部分会作为热量流失。从2010年代后半期开始，SiC使用的保护膜的绝缘性能提高，电力损失减少，耐用性也提高。

日本企业罗姆在全球SiC产品市场占有很高份额。该公司将于2024年末在宫崎县启动SiC功率半导体新工厂。面向SiC领域总体投资5100亿日元，到2027财年使SiC功率半导体的销售额增至2022财年的9倍，达到2700亿日元。

三菱电机将投资约1000亿日元，包括2026年在熊本县菊池市设立新工厂等，在截至2026财年的4年内把SiC产能提高到5倍。

日本矢野经济研究所的数据显示，在纯电动汽车用途的拉动下，2022年的功率半导体市场规模比2021年增加7％，达到238亿美元。预计以海外大型汽车企业为中心，采用SiC的趋势将不断扩大。

之后，AI用伺服器搭载SiC产品的情况可能急剧增加。AI用途的SiC产品的市场规模到2030年将增加到2022年的4倍，达到64亿美元。总体市场规模也将在同一期间内增长55％，达到369亿美元。

不过，因为市场前景广阔，所以国际竞争十分激烈。英国调查公司Omdia的数据显示，从2022年的功率半导体市占率来看，德国英飞凌科技占25％，位居首位，其次是美国安森美半导体、瑞士意法半导体。日本企业的份额为16％左右。单从SiC产品来看，意法半导体以39％的份额位居第一，日本企业仅占约5％。

英飞凌将于2026年投资50亿欧元，在德国德累斯顿启动生产功率半导体等的工厂。此项目将得到欧盟（EU）的补贴等支援。

美国特斯拉已于2017年在「Model 3」车型上采用意法半导体的SiC功率半导体。

功率半导体作为脱碳社会的关键元器件，其发展离不开国家的政策支持。从材料开发到封装半导体的后制程，能否在政府和企业的合作下制定出强化整个供应链的方案，是在全球竞争中取得最后胜利的关键。

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