资讯 昭和电工/罗姆/富士电机等日本企业大力发展高性能SiC功率半导体
昭和电工/罗姆/富士电机等日本企业大力发展高性能SiC功率半导体
CINNO Research产业资讯，根据日媒株式会社QUICK报道，生产生活中日益加速的数字化和去碳化发展，引发生产生活在向可再生能源方向转换，促进了节能及电力控制关键的功率半导体需求快速增长。随着这种需求增长，半导体制造商加大了对技术研发和大规模生产的投资。数字化转型和去碳化发展趋势造成对下一代化合物半导体的期望值升高功率半导体使用的主要材料是硅，与存储器等数字半导体使用的材料相同。然而，最近随着电动汽车（EV）和可再生能源的普及，人们对高效节能的下一代化合物功率半导体的关注度不断升高，如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等。日本政府的目标是到2050年实现温室气体排放为零的"碳中和"。在实现碳中和的绿色发展战略中，日本政府将化合物功率半导体作为具有去碳化潜力的产品而纳入促进投资税计划之中，该项计划旨在鼓励企业投资去碳化产业。具有高效节能、耐高电压和耐高温等特点的SiC（碳化硅）SiC是一种由硅（Si）和碳（C）组成的化合物半导体材料。SiC的介电击穿场强即材料对电压击穿的抵抗力比硅高10倍，可以承受600～数千伏特的高电压。此外SiC还具有高耐热性，即使在高温环境下，其电力转换效率也几乎不会降低。电动汽车行驶过程中马达发出的热量会产生高温，因此需要冷却风扇，如果采用SiC功率半导体，就可实现风扇小型化，因此可以说SiC是最适合于空间有限的电动汽车材料。SiC具有很高的电力转换效率，其电力损失为硅的70-90%以下，是一种高能效材料。 在电力转换过程中，总会有一定比例的电力转化为热量，因此，如何减少放热和电力损失成为重要课题。根据SiC功率半导体的特性，用于电动汽车的逆变器和太阳能发电系统中的功率调节器（电力转换装置）的需求将会不断增长。SiC所面临的课题是加工的难度和成本。由于SiC比硅更硬，因此更难加工，需要更长的时间来生产原始晶体。虽然在大规模生产和成本方面还面临一些问题，但是，为应对最近需求增长而进行的技术研发正在为大规模生产铺平道路。根据富士经济在2021年6月发布的市场预测显示，SiC功率半导体市场规模预计将从2020年的493亿日元（约人民币29.05亿元）增长到2030年的1859亿日元（约人民币109.54亿元），增长3.8倍。对SiC功率半导体的需求，预计除了将受到汽车电子元件使用量增加和智能手机等信息设备功能增加的推动以外，在铁路车辆、能源和工业部门的SiC功率半导体的使用量也将持续增长。日本有很多公司专注于从事功率半导体，在功率半导体领域推进技术研发和投资增产。作为综合化学制造商的昭和电工在5月份签署合同，向在全球功率半导体市场上占有最大份额的德国英飞凌提供SiC晶圆料。昭和电工一方面将不盈利的铅蓄电池业务等出售的同时，另一方面将其公司经营重心转移到半导体等增长领域。自今年年初以来，昭和电工股价已经上涨了约50%，但从2018年10月达到的6470日元（约人民币380.55元）的高点来看，股价依然偏低。全面反弹的关键将依赖于今后结构改革的进一步发展。罗姆（ROHM）致力于SiC的研发较早，在2012年成为世界上第一家大规模生产「全SiC 」功率模块的公司，即所有的功率半导体元件均由SiC制成。罗姆的优势在于能够处理从晶圆料到产品封装的整个工序。并且罗姆也在加强对生产设备的投资。在未来五年内，投资600亿日元（约人民币35.35亿元），力争到2025年将在全球SiC功率半导体市场的份额从现在的大约20%提高到大约30%。与一些半导体和电子元件制造商的股票相比，罗姆的股价几乎仍然停留在年初的较低水平，所以还有上升空间。重型电气设备制造商富士电机，其核心技术是功率半导体和电力电子。富士电机将硅和碳化硅功率半导体作为器件对外销售的同时，也将其整合到本公司的电力电子和能源系统中。据报道，为了应对以汽车领域为中心的功率半导体不断增长的需求，富士电机在2021年4月提出将未来四年内共投资1200亿日元(约人民币70.58亿元)的投资增产计划提前实施，因此今后的业绩提高值得期待。自年初以来，虽然富士电机股价上涨了40%而处于高位，但从投资指数的角度来看，股价并未被高估，预计未来还会上涨。
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