Introduction: According to DIGITIMES Research, the application field of silicon carbide power components is mainly electric vehicles, and the output value of silicon carbide components from electric vehicle applications will reach 80% by 2030, mainly because the penetration rate of electric vehicles (pure electric vehicles and plug-in hybrid electric vehicles) will exceed 50% by then. At the same time, the industry has expanded production towards 8-inch silicon carbide wafers.
Just the latest news, according to DIGITIMES Research, the application field of SiC power components is mainly electric vehicles, which will account for 80% in 2030. The main reason is that the penetration rate of electric vehicles (pure electric vehicles and plug-in hybrid vehicles) will exceed 50% at that time; The introduction of SiC power components into various parts of electric vehicles will take the main drive inverter as the bulk, which can improve the efficiency of the whole vehicle system and reduce costs. Moreover, the 800V electrical architecture platform also has a rigid demand for SiC components. Because of the increasing demand for SiC power components in terminal applications, large size 8-inch SiC wafers that can improve the grain yield efficiency will become the field that international large manufacturers and latecomers plan to invest in.
From the perspective of various application fields of SiC power components, with electric vehicles as the bulk, the proportion will reach 76% and 81% respectively in 2025 and 2030, because driven by national policies, the global penetration rate of electric vehicles will exceed 30% and 50% respectively in 2025 and 2030, and electric vehicles emphasize the improvement of energy conversion efficiency and system efficiency, and the number of vehicles carrying SiC power components will increase in the future.
If SiC power elements are introduced into various parts of electric vehicles, the main drive inverter will be the bulk, because its corresponding power is the highest, and it can improve the efficiency of the whole vehicle system by 4~8%, thus reducing the battery cost. It is estimated that the proportion of the amount of SiC elements used in vehicles will be more than 75% from 2021 to 2030; Next is the on-board charger (OBC). Since the mainstream power specification will reach more than 11kW in the future, the benefits of introducing SiC power components will gradually emerge. It is estimated that OBC will account for 21% of SiC components for vehicles in 2030.
In addition, the future development of electric vehicles towards 800V electrical architecture is also conducive to the introduction of SiC power components, which is a rigid demand. When the voltage platform is raised to 800V, the corresponding power component withstand voltage level needs to be raised to 1200V, and the energy loss of SiC under 1200V environment is significantly lower than that of silicon-based power components; DIGITIMES Research estimates that the proportion of 800V electrical architecture in electric vehicle sales will increase from 12% in 2025 to 20% in 2030.
With the increasing demand for SiC power components in terminal applications such as electric vehicles, the SiC upstream industry not only started the expansion plan, but also developed towards 8-inch large-size SiC wafers, because large-size SiC wafers can improve the grain yield and reduce costs. DIGITIMES Research observed that there are more and more enterprises importing 8-inch SiC wafers, among which the international large factories are developing the fastest, and it is planned to introduce the mass production stage from 2022 to 2024; Many latecomers will also directly switch from 4-inch to 8-inch SiC wafer production, hoping to gain a place in the SiC industry by overtaking on the curve.
According to the data, silicon carbide (SiC) is considered as the main direction of progress in the power semiconductor industry. New energy vehicles are the main application scenario of silicon carbide power devices, and power devices are also the main increment of automobile electrification. Tesla took the lead in integrating all-silicon carbide modules in Model3. Subsequently, overseas auto companies such as Toyota, Honda, Ford, Volkswagen, and domestic BYD and Weilai successively announced that they would adopt silicon carbide solution.
The demand for silicon carbide for vehicles accounts for 60% of the whole industry, and the demand for silicon carbide for other representative industries, such as photovoltaic, energy storage, charging infrastructure, power supply, rail transit, etc., accounts for 40%. It is estimated that the global demand for 6-inch silicon carbide wafers in 2025 is conservatively estimated to be 3.65 million, and the silicon carbide capacity gap will reach 1.23 million. Under optimistic conditions, the demand will reach 7.28 million, and the silicon carbide capacity gap will reach 4.68 million, The global silicon carbide substrate and wafer will be in short supply.
Another report shows that the SiC device market will increase from US $500 million in 2019 to more than US $2.5 billion in 2025, with a compound growth rate of 30%. In the next five years, automobiles will become the main driving force of the silicon carbide market. Among them, new energy vehicles will increase from 225 million in 2019 to 1.5 billion in 2025, with a compound growth rate of 38%, accounting for 60% of the entire market. Accordingly, the charging facility market will develop rapidly, with a growth rate of up to 90%. In addition to automobiles, the second largest application photovoltaic market will increase from $225 million in 2019 to $314 million in 2025, with a compound growth rate of 17%. In addition, rail transit and motor drive will also increase rapidly.
It is reported that China s silicon carbide enterprises are mainly distributed in East China, and have formed a certain aggregation effect in Gansu, Ningxia and other places in the west. At present, there are more than 1200 enterprises in Jiangsu, and more than 1000 silicon carbide enterprises in Henan and Ningxia.
From the overall scale, silicon carbide enterprises are widely distributed and have a large number of enterprises. Among the representative enterprises in the field of silicon carbide devices, Wolfspeed of the United States is currently the leading technology in the world. It covers the upstream and downstream of the entire silicon carbide industry chain (substrate epitaxy device) and has core technology. Domestic manufacturers mainly include China Electric 55, China Electric 13, Century Golden Light, Yangjie Technology, CRRC Times Electric, Jiaxing Star, Henan Senyuan, Changzhou Wujin Kehua, etc.