碳化硅廠 2022行業(yè)觀察丨碳化硅大跨步：擴(kuò)產(chǎn)旺盛有望攪

21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者駱軼琪 廣州報(bào)道

在火熱的化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)，碳化硅（SiC）領(lǐng)域正掀起尤為旺盛的收并購和擴(kuò)產(chǎn)浪潮。

2022年算是濃墨重彩的一年。年初以頭部襯底廠商Wolfspeed（前身為Cree）宣布開始運(yùn)營8英寸碳化硅晶圓廠，意法半導(dǎo)體（ST）也在積極推進(jìn)8英寸襯底研發(fā)量產(chǎn)，由此進(jìn)一步牽引行業(yè)向8英寸襯底探索。

同時(shí)，頭部碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈廠商都積極開啟了向外收并購亦或合作步伐，諸如意法半導(dǎo)體與Soitec在碳化硅襯底制造技術(shù)開展合作，此前較多聚焦氮化鎵的廠商納微半導(dǎo)體宣布收購GeneSic等。

TrendForce集邦咨詢分析師龔瑞驕對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析，“這幾年碳化硅產(chǎn)業(yè)的并購動(dòng)作確實(shí)不少，這主要緣于國際大廠想要更完整地控制供應(yīng)鏈，特別是對(duì)上游材料的爭奪。當(dāng)然，頻繁的并購動(dòng)作也體現(xiàn)了市場(chǎng)對(duì)碳化硅發(fā)展?jié)摿Φ恼J(rèn)可。”

相比之下，同屬備受矚目的化合物半導(dǎo)體材料，氮化鎵領(lǐng)域則表現(xiàn)相對(duì)平淡。龔瑞驕認(rèn)為，這是由于氮化鎵功率半導(dǎo)體市場(chǎng)仍處于起步階段，以專注于此的中小型廠商較為活躍，而國際IDM大廠仍將更多注意力給予了碳化硅。

越來越旺盛的電動(dòng)車發(fā)展浪潮正對(duì)碳化硅應(yīng)用有更多期待，這也是碳化硅目前最大的應(yīng)用市場(chǎng)。而碳化硅的寬禁帶、耐高溫高壓特性，令其在工控、光伏、儲(chǔ)能等領(lǐng)域都有替代硅基產(chǎn)品的空間。

據(jù)分析機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測(cè)，硅基材料器件未來仍將占據(jù)半導(dǎo)體市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，預(yù)計(jì)未來市場(chǎng)滲透率仍超過80%（此前長期超過90%）。第三代半導(dǎo)體材料滲透率將會(huì)逐年攀升，整體滲透率預(yù)計(jì)于2024年超過10%，其中碳化硅的市場(chǎng)滲透率有望接近10%，氮化硅的滲透率將達(dá)到3%。

積極擴(kuò)產(chǎn)

如果說此前行業(yè)間還在思考是否需要那么著急從6英寸邁入8英寸碳化硅襯底領(lǐng)域，隨著頭部廠商的積極邁步，這一趨勢(shì)變得更加明顯。

其中份額最大的Wolfspeed對(duì)于8英寸的研發(fā)時(shí)間更長久，且正在積極擴(kuò)產(chǎn)。有業(yè)內(nèi)人士對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析，得益于先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備和長期投入積累，Wolfspeed已經(jīng)實(shí)現(xiàn)8英寸碳化硅襯底的產(chǎn)線良率有較大幅度提升，因此國內(nèi)也應(yīng)積極投入對(duì)8英寸碳化硅的布局。

在此前的業(yè)績交流會(huì)上，Wolfspeed高管也指出，功率器件產(chǎn)品線的需求增長大大超過預(yù)期，預(yù)計(jì)2022年和2023年為采用碳化硅的拐點(diǎn)，并從2024年開始加速增長。但目前看顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)提前于計(jì)劃，造成了供需不匹配。目前碳化硅在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用非常廣泛，在工業(yè)和射頻基礎(chǔ)應(yīng)用中也有少量導(dǎo)入。

面對(duì)如此快速成長的需求，積極擴(kuò)產(chǎn)成為當(dāng)年頭部廠商的關(guān)鍵詞之一。

目前在碳化硅襯底方面，Wolfspeed以60%的市場(chǎng)份額占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，但隨著后來者積極參與競爭，這種格局或許存在變化空間。諸如ST對(duì)8英寸晶圓的積極推進(jìn)，其在2022年底還宣布與碳化硅晶圓頭部公司Soitec合作引進(jìn)晶圓制造技術(shù)；Ⅱ-Ⅵ（已更名Coherent）、羅姆等也在積極擴(kuò)充產(chǎn)能。器件領(lǐng)域，英飛凌、安森美等頭部廠商也在年初即提出大幅度擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。

龔瑞驕認(rèn)為，短期來看，Wolfspeed將會(huì)持續(xù)領(lǐng)導(dǎo)碳化硅襯底市場(chǎng)的發(fā)展。但值得注意的是，隨著其他廠商的迅速跟進(jìn)，以及材料制備工藝的多元化發(fā)展，未來市場(chǎng)格局仍充滿變數(shù)。

針對(duì)競爭者問題，Wolfspeed此前也表示，該公司的碳化硅材料客戶中大多數(shù)都有計(jì)劃嘗試開發(fā)自己的襯底，這源于對(duì)近十年內(nèi)碳化硅市場(chǎng)會(huì)供不應(yīng)求的預(yù)判。

旺盛的需求碰上積極的擴(kuò)產(chǎn)動(dòng)作，短期內(nèi)應(yīng)該也還不用擔(dān)心面臨產(chǎn)能過剩問題。此前安森美高層公開表示，預(yù)計(jì)5-10年碳化硅市場(chǎng)依然將比較緊缺，這也是公司持續(xù)擴(kuò)充產(chǎn)能的動(dòng)力所在。Wolfspeed也認(rèn)為碳化硅廠，需求顯然超過了供應(yīng)，當(dāng)前硅基半導(dǎo)體行業(yè)處在周期性衰退，碳化硅則有長期發(fā)展前景。

龔瑞驕對(duì)記者指出，從下游需求來看，在新能源汽車和工業(yè)市場(chǎng)的強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)下，碳化硅產(chǎn)業(yè)在未來三到五年內(nèi)仍然會(huì)維持產(chǎn)能緊張態(tài)勢(shì)，因此短期內(nèi)尚不用擔(dān)心產(chǎn)能過剩情況。

產(chǎn)業(yè)鏈聚合

不只是廠商自身的產(chǎn)能擴(kuò)張，放眼這幾年間碳化硅廠，碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)也在積極向外擴(kuò)充能力。

安森美是其中對(duì)碳化硅尤為重視的廠商之一。2021年末，其收購碳化硅生產(chǎn)商GTAT后，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從碳化硅襯底到封裝的全產(chǎn)業(yè)鏈能力覆蓋。

東吳證券就指出，隨著安森美轉(zhuǎn)變策略all in碳化硅，積極擴(kuò)產(chǎn)并垂直整合產(chǎn)業(yè)鏈，覆蓋第三代半導(dǎo)體全制造，測(cè)算預(yù)計(jì)安森美2024-2025年有望在全球碳化硅器件市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)超20%的市場(chǎng)份額。

此前根據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，2021年全球碳化硅器件龍頭為意法半導(dǎo)體37%的市占率，英飛凌、Wolfspeed、羅姆次之，安森美彼時(shí)市占率為7%，因此該機(jī)構(gòu)認(rèn)為其排名將持續(xù)上升。

產(chǎn)業(yè)鏈之間的合作愈發(fā)頻密，如前述ST與Soitect的合作，Coherent與英飛凌簽訂碳化硅晶圓供應(yīng)協(xié)議；鴻海集團(tuán)入股盛新材料，深化對(duì)碳化硅襯底布局等。

作為半導(dǎo)體行業(yè)中積淀相對(duì)“年輕”的領(lǐng)域，碳化硅被公認(rèn)是國內(nèi)與海外相差相對(duì)較小的半導(dǎo)體材料，因此國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈也在積極投入發(fā)展。

據(jù)化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年新立項(xiàng)/簽約的碳化硅項(xiàng)目已超20個(gè)，總投資規(guī)模超過476億，其中投資額超過50億的項(xiàng)目有6個(gè)。

廣東在碳化硅領(lǐng)域也形成了一定的產(chǎn)業(yè)聚合、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動(dòng)特征。諸如南砂晶圓和山東大學(xué)的合作、中鎵半導(dǎo)體與北京大學(xué)寬禁帶半導(dǎo)體研究中心合作等。廣州南沙則聚合了芯粵能、芯聚能、南砂晶圓、聯(lián)晶等多個(gè)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈廠商。

CINNO Research半導(dǎo)體事業(yè)部總經(jīng)理Elvis Hsu對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者指出，SiC MOSFET相較于硅基MOSFET，其優(yōu)勢(shì)在于低電阻、低損耗、耐高溫、耐高壓尤其是1200V以上，切換速度更快，以及具有更小的芯片面積。無論是在電機(jī)驅(qū)動(dòng)、車載充電、或電源轉(zhuǎn)換及充電系統(tǒng)，均比硅基MOSFET有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。碳化硅功率器件主要應(yīng)用領(lǐng)域包含電動(dòng)汽車、電力供應(yīng)、光伏、以及航天軍工等，而中國是全球最大的電動(dòng)汽車市場(chǎng)，已成為SiC器件市場(chǎng)增長的主要驅(qū)動(dòng)力，隨著SiC產(chǎn)能擴(kuò)張出量，成本得以有效降低，勢(shì)必加速在新能源汽車的滲透率。國內(nèi)公司如山東天岳先進(jìn)、華潤微、三安光電、揚(yáng)杰科技等，有望迎來國產(chǎn)應(yīng)用發(fā)展的甜蜜點(diǎn)。

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