據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》9月20日?qǐng)?bào)道，各半導(dǎo)體企業(yè)積極投資控制電力的功率半導(dǎo)體。日本企業(yè)瑞薩電子公司將于2025年向市場(chǎng)投放高效率型碳化硅制品，羅姆公司和三菱電機(jī)公司也將陸續(xù)增產(chǎn)。除電動(dòng)汽車(chē)外，隨著生成式人工智能(AI)的出現(xiàn)，對(duì)適用于數(shù)據(jù)中心的功率半導(dǎo)體需求迅速高漲。
瑞薩利用碳化硅材料基板生產(chǎn)功率半導(dǎo)體，樣品自7月開(kāi)始出貨。瑞薩從美國(guó)企業(yè)那里采購(gòu)基板，自2025年開(kāi)始在群馬縣高崎市的高崎工廠批量生產(chǎn)碳化硅制品。瑞薩還將重啟目前處于停產(chǎn)狀態(tài)的、位于山梨縣甲斐市的甲府工廠，以硅和碳化硅為材料的功率半導(dǎo)體產(chǎn)能將擴(kuò)大一倍。一系列投資額合計(jì)約達(dá)1000億日元(約合6.74億美元)。
碳化硅是碳與硅的化合物，比傳統(tǒng)的硅更耐高電壓和大電流，優(yōu)點(diǎn)是不浪費(fèi)電。若將之組裝入電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)裝置，可以延長(zhǎng)汽車(chē)行駛距離，除此之外，在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域?qū)μ蓟璧男枨罂焖僭鲩L(zhǎng)。隨著AI廣泛應(yīng)用于各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)處理量和電力消耗量激增。全球數(shù)據(jù)中心2030年電力消耗量將達(dá)6700億千瓦時(shí)，是2018年的4倍左右。服務(wù)器消耗電量較大，如何節(jié)能成為課題，高效率的功率半導(dǎo)體日益重要。
碳化硅器件價(jià)格是硅器件的4至5倍，不過(guò)，名古屋大學(xué)教授山本真義指出，在大型投資取得進(jìn)展的數(shù)據(jù)中心，將電能利用率高的碳化硅用于服務(wù)器的情況增加。直至21世紀(jì)10年代中期，功率半導(dǎo)體還是以硅器件為主，電流流經(jīng)時(shí)會(huì)作為熱能出現(xiàn)部分損耗，這是曾經(jīng)面臨的課題。自21世紀(jì)10年代后半期開(kāi)始，用于碳化硅的保護(hù)膜絕緣性能提高，電力損失減少，耐久性也得到提升。
羅姆在世界碳化硅市場(chǎng)所占份額較高，將于2024年末在宮崎縣啟動(dòng)碳化硅功率半導(dǎo)體新廠。其目標(biāo)是，投入5100億日元開(kāi)發(fā)碳化硅產(chǎn)品，2027年度碳化硅功率半導(dǎo)體銷(xiāo)售額增至2700億日元，將是2022年度的9倍。三菱電機(jī)公司將投入約1000億日元，于2026年在熊本縣菊池市新建工廠等，在截至2026年度的4年內(nèi)將碳化硅產(chǎn)能提高至5倍。
據(jù)矢野經(jīng)濟(jì)研究所統(tǒng)計(jì)，在電動(dòng)汽車(chē)需求的拉動(dòng)下，2022年功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模比2021年增長(zhǎng)7%，約為238億美元。以海外大型汽車(chē)企業(yè)為中心，對(duì)碳化硅器件的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大。之后，在AI服務(wù)器上搭載碳化硅器件的情況激增，2030年將增至2022年的4倍。正因?yàn)樘蓟韫β拾雽?dǎo)體市場(chǎng)前景廣闊，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)更為激烈。據(jù)英國(guó)奧姆迪亞公司統(tǒng)計(jì)，截至2022年，德國(guó)英飛凌科技公司在功率半導(dǎo)體市場(chǎng)居第一位，所占比例為25%，其次是美國(guó)安森美半導(dǎo)體公司、意法半導(dǎo)體有限公司。日本企業(yè)所占份額為16%左右。
英飛凌科技公司將于2026年投入50億歐元(約合53億美元)，在德累斯頓啟動(dòng)生產(chǎn)功率半導(dǎo)體等的工廠。歐盟將向其提供補(bǔ)貼。特斯拉汽車(chē)公司2017年在電動(dòng)汽車(chē)“Model 3”中使用的是意法半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的碳化硅功率半導(dǎo)體。功率半導(dǎo)體是脫碳社會(huì)的關(guān)鍵元件，發(fā)展功率半導(dǎo)體離不開(kāi)國(guó)家層面的政策支持。從材料開(kāi)發(fā)到后期處理工序，官方和民間如何共同努力強(qiáng)化整個(gè)供應(yīng)鏈，將成為在全球競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的關(guān)鍵。
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