碳化硅廠 中國的碳化硅，密謀逆襲

失效分析 趙工半導體工程師2022-12-12 06:23發(fā)表于北京

導讀

中國在晶圓生產(chǎn)和器件制造方面要趕上西方碳化硅供應商還有多久？

在蓬勃發(fā)展的電動汽車需求和半導體自給自足的長期目標的推動下，中國致力于發(fā)展基于碳化硅 (SiC) 的電力電子產(chǎn)品。中國超越西方碳化硅供應商的計劃是什么？

問題來了：中國的碳化硅“玩家”有哪些？中國在新興技術(shù)和生產(chǎn)設施上投入了多少資金？中國供應商是否正在制定不同的商業(yè)戰(zhàn)略來征服 SiC 市場？這些謎題中的每一個都讓全球電力電子高管徹夜難眠。

Yole Intelligence 化合物半導體團隊首席分析師 Ezgi Dogmus 表示碳化硅廠，中國SiC 是“脫鉤時代”的典型代表。

在當今復雜的形勢下，技術(shù)沿著不同的路徑發(fā)展。例如，西方 SiC 供應商可能在中國成立合資企業(yè)，從而實現(xiàn)統(tǒng)一的全球 SiC 研發(fā)和生產(chǎn)的日子已經(jīng)一去不復返了。我們在這個脫鉤時代”看到的是兩個獨立的 SiC 技術(shù)、制造和供應鏈基礎設施的并行發(fā)展。

“我們將看到競爭格局如何形成，”O(jiān)nsemi 執(zhí)行副總裁兼電源解決方案集團總經(jīng)理 Simon Keeton 在最近接受 Ojo-Yoshida Report 采訪時指出?！捌駷橹?strong>碳化硅廠，我還沒有看到中國在碳化硅器件方面的競爭。”

為了滿足電動汽車的動力需求，中國仍然從美國、歐洲和日本的制造商那里采購SiC器件。其中包括 Onsemi、Infineon、STMicroelectronics、Wolfspeed 和 Rohm。誰也無法猜測中國多久能夠扭轉(zhuǎn)供應鏈。

目前，西方的許多SiC企業(yè)淡化了中國在全球市場上的作用，主要是因為中國的投資集中在SiC晶圓上，而不是SiC MOSFET等器件級開發(fā)。Yole的Dogmus表示，那些在中國建立SiC產(chǎn)能和能力的器件廠商還沒有能力與歐盟和美國的廠商競爭。

但情況正在開始發(fā)生變化。在上個月的慕尼黑電子展上，英飛凌科技公司的首席執(zhí)行官Jochen Hanebeck指出："我看到中國打算用寬帶隙半導體，尤其是用碳化硅來取代硅功率半導體?！?/p>

鑒于中國需求的增長，Hanebeck 警告不要低估中國：“如果一些中國芯片制造商很快能夠提供SiC 創(chuàng)新，我不會感到驚訝。從統(tǒng)計上來說，這很有可能。”

動機

中國將電力電子視為進入全球半導體行業(yè)的跳板。中國正在 SiC 領域打一場持久戰(zhàn)，目標是在未來十年內(nèi)最終超越西方制造商。

計劃

在2021年3月發(fā)布的最新五年計劃（2021-2025）中，北京將 SiC 確定為“第三代半導體”中最有前途的技術(shù)之一。規(guī)劃者認為碳化硅對中國的“新基建”至關(guān)重要。功率半導體器件的快速采用將加速中國在手機快速充電、電動汽車和 5G 通信方面的發(fā)展。

催化劑

SiC在中國的發(fā)展勢頭源于強勁的電動車需求。自從比亞迪在2020年推出漢EV——中國第一輛基于SiC主逆變器的電動車以來，從Nio到Xpeng的眾多中國電動車OEM正在推出基于SiC技術(shù)的電動車車型。

基于 SiC 的器件的優(yōu)點包括能量耗散更少。SiC 器件在更高頻率下的開關(guān)效率也高于標準芯片。其結(jié)果是運行效率更高、尺寸更小、重量更輕，從而提供更小的設計，同時降低了電動汽車的冷卻要求。

中國的電動車公司現(xiàn)在正從西方供應商那里采購SiC器件。其目的是減弱其電動車行業(yè)對外國供應商的依賴性。

參與者

與西方SiC供應商處理整個供應鏈不同，中國企業(yè)采取了一種更細分的方法，專注于SiC生產(chǎn)過程的某些部分。其中包括SiC 晶錠（或襯底）、SiC外延和芯片加工、二極管和晶體管設計以及模塊封裝。在每個SiC供應鏈環(huán)節(jié)都出現(xiàn)了“玩家”。

中國的SiC“玩家”來自非常不同的背景，范圍從晶圓制造商到汽車制造商。

中國領先的SiC襯底企業(yè)包括TankeBlue和SICC。Yole的Dogmus補充說："Sunlight和SEMISiC也是值得密切關(guān)注的企業(yè)。" 三安集成電路公司采用混合業(yè)務模式，將代工和集成器件制造（IDM）業(yè)務結(jié)合起來，同時也在從事襯底制造。

雖然缺乏一個領先的IDM，但中國可以通過利用其整體制造能力來彌補其目前在SiC晶圓、器件和模塊方面的不足。Dogmus說，"中國因其在消費產(chǎn)品方面的成功而聞名，在代工廠、封裝等方面形成了成熟的分工。

例如，"中國企業(yè)在SiC襯底、外延片和封裝方面都有很好的定位"。SiC器件制造 "被認為是下一輪競爭的關(guān)鍵步驟，"她說。Dogmus預計主要的IDM將建立大規(guī)模的器件產(chǎn)能。"這是一個誰在價值鏈中占據(jù)更高份額的問題"。

Yole 斷言，中國器件制造商可能很快會生產(chǎn)用于汽車應用的 SiC 二極管。像 SiC MOSFET 這樣的器件是另一回事?！埃▽χ袊潭裕┛赡苄枰昊蚋L時間才能實現(xiàn)量產(chǎn)。截至目前，三安集成發(fā)布了車規(guī)級 MOSFET，但尚未實現(xiàn)量產(chǎn)?！盰ole 報道稱。

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