碳化矽作為目前半導體產業最熱門的賽道之一，吸引了無數成名已久的IDM大廠、Fabless企業，以及許許多多的初創新銳力量參與其中。紛至沓來的企業攜帶著資本、比拼著技術，試圖在碳化矽價值鏈的方方面面獲得突破，一場全球範圍內的競爭卡位賽已然被觸發。
但在當下，碳化矽領域仍以國際企業占據更大話語權，國內企業則鋒芒初露，正在勠力追趕。
國際企業加固「護城牆」，併購、擴產提速
在新能源汽車、光伏、工業應用、軌道交通等終端應用的反推動下，碳化矽市場未來一片光明。
以新能源汽車為例，據TrendForce集邦諮詢研究，為進一步提升電動汽車動力性能，全球各大車企已將目光鎖定在新一代SiC（碳化矽）功率元件，並陸續推出了多款搭載相應產品的高性能車型。隨著越來越多車企開始在電驅系統中導入SiC技術，預估2022年車用SiC功率元件市場規模將達到10.7億美元，至2026年將攀升至39.4 億美元。
有鑒於此，國際企業為固守優勢地位，近來頻頻加大對碳化矽的布局。
一來，對優質標的的併購成為當下熱點。其中，ASM日前宣布收購LPE的所有流通股且雙方已簽署了協議；而安森美對GTAT、Qorvo對UnitedSiC的併購則已完成。
二來，與產業鏈企業的合作同樣是國際企業擴大碳化矽優勢的一大「法寶」。其中，LPE已經與IME達成研究合作，雙方將共同開發高質量8英寸SiC及專業外延工藝；比利時高溫半導體及功率模塊領域的領先廠商CISSOID則與高性能電容器領域的龍頭NAC Group和Advanced Conversion達成了合作關係，三方將聯合開發緊湊型、優化集成的3相SiC功率堆棧。
三來，擴產同樣是國際企業的一大主旋律。其中，日本富士電機計劃在2024年將下一代功率半導體產能提升至2020年的10倍左右；英飛凌預計斥資逾20億歐元，在馬來西亞居林工廠建造第三個廠區，用於生產碳化矽和氮化鎵功率半導體產品；Wolfspeed預計其位於位於美國紐約州馬西的8英寸碳化矽晶圓廠將在2024年達產。
四來，下游企業也紛紛瞄準上游，提前鎖定產能以搶占市場份額。
其中，全球功率模塊系統巨頭賽米控在年初就已宣布拿下德國車企的SiC功率模塊大單，具體產品是採用SiC MOSFET的eMPack功率模塊。據悉，該訂單所使用的SiC器件供應商分別是意法半導體和羅姆。
此外，汽車企業與碳化矽產業鏈企業之間的互動趨勢也愈發頻繁，比如特斯拉與意法半導體、造車新勢力Lucid與Wolfspeed和羅姆、緯湃科技與英飛凌等。
中國企業窮追不捨，捷報頻傳
中國企業也不遑多讓，逐漸成為碳化矽領域一股不容忽視的力量。
設備方面，大族雷射SiC晶錠雷射切片機、SiC超薄晶圓雷射切片機正在客戶處做量產驗證；恆普科技近日成功推出2款8英寸雙線圈感應晶體生長爐；科友半導體成功研製了SiC電阻長晶爐；季華實驗室大功率半導體研究團隊自主研發的SiC高溫外延裝備，在提高可靠性和穩定性的同時，成功實現SiC外延的快速、高質量生長。
量產進度方面，三安光電目前已有超過60種碳化矽二極體產品進入量產階段；新潔能1200V新能源汽車用碳化矽MOS平台開發順利，1200V SiC MOSFET首次流片驗證已順利完成；聞泰科技碳化矽二極體產品已經出樣。
市場方面，超芯星6英寸碳化矽襯底順利進入美國一流器件廠商；天岳先進成功簽訂一份為期三年的長期協議，產品為6英寸導電型碳化矽襯底產品，合同金額高達13.93億；國基南方SiC MOSFET首次獲得新能源汽車龍頭企業大批量訂單。
此外，產能作為企業實力的一大表征，一直都是企業布局的重心。2022年以來，碳化矽領域立項、動工等消息不斷傳來。
而原有的項目也在市場需求、技術提升等帶動下，有了新的規劃。
其中，位於河北的天達晶陽碳化矽晶片項目將再投資7.31億元，建設擁有400台套完整設備的碳化矽晶體生產線。屆時，該項目4-8英寸碳化矽晶片的年產能將達到12萬片；
時代電氣控股子公司中車時代半導體擬投資4.62億元，實施碳化矽晶片生產線技術能力提升建設項目。項目建成達產後，將把該公司現有的平面柵碳化矽MOSFET晶片技術能力提升到滿足溝槽柵碳化矽MOSFET晶片研發能力、現有4英寸碳化矽晶片線將提升到6英寸碳化矽晶片線、產能也將從1萬片/年的能力提升到2.5萬片/年。
而眾多碳化矽項目也在順利推進。其中，湖南三安半導體項目二期工程於7月14日正式開工。據悉，湖南三安半導體項目投資160億元，分兩期建設，其中一期項目已於2021年6月點亮試產，目前，長晶、襯底、外延、晶片車間已全線正式批量生產，月產能力2萬片；二期項目預計今年建成投產。
此外，芯粵能碳化矽晶片製造項目、泰科天潤碳化矽晶片量產線、山西天成半導體6英寸SiC襯底產線、斯達半導碳化矽項目等均公布了新進展，進一步為我國碳化矽產能貢獻力量。
結 語
儘管國內產業鏈正在快速起步，但想實現對國際一流廠商的追趕甚至反超，仍有較長一段路要走。
其中，最大的掣肘當屬襯底和外延。襯底和外延占整個器件成本的70%左右，因此，提升襯底和外延的良率、提高襯底的尺寸均是降低碳化矽成本的有效方式。
這主要是因為，碳化矽具有極高的技術壁壘和資金壁壘，實現突破需要巨大的研發投入以及長時間的人才培養。
然，道路阻且長，未來明可期。就目前的發展水平而言，國際廠商大多已實現了6英寸碳化矽襯底的穩定供應，部分領先的國際企業已進入8英寸襯底量產導入的過程；國內廠商雖主要以4英寸碳化矽襯底為主，但6英寸領域的技術壁壘正在被攻破，8英寸襯底領域也頻繁傳來好消息。
其中，天科合達、中科院物理研究所等中國企業/科研機構現已處於8英寸碳化矽襯底的研發階段；爍科晶體也在2022年1月宣布實現8英寸N型碳化矽拋光片小批量生產。
可以期待的是，在下游高景氣應用驅動下，國內碳化矽產業鏈將不斷降成本、提技術，不斷提高市場滲透率。
活動報名 TrendForce
8月9日 · 深圳
點擊報名
9月7日 · 深圳
點擊報名
TrendForce集邦諮詢是一家橫跨存儲、集成電路與半導體、晶圓代工、光電顯示、LED、新能源、智能終端、5G與通訊網絡、汽車電子和人工智慧等領域的全球高科技產業研究機構。公司在行業研究、政府產業發展規劃、項目評估與可行性分析、企業諮詢與戰略規劃、品牌營銷等方面積累了多年的豐富經驗，是政企客戶在高科技領域進行產業分析、規劃評估、顧問諮詢、品牌宣傳的優質合作夥伴。
TrendForce is a global high-tech industry research institution. Its research scope covers memory, IC and semiconductors, foundry, optoelectronic display, LED, new energy, smart terminals, 5G and communication networks, automotive electronics, as well as AI. With rich experience in industry research, government industry development planning, project feasibility analysis, corporate consulting and brand marketing, TrendForce is a quality partner for government and enterprise clients to conduct industrial analysis, planning evaluation, consulting and brand promotion in high-tech field.
向上滑動查看