SiC一戰(zhàn)成名：特斯拉Model 3的成功引發(fā)關(guān)注

2018年，特斯拉在 Model 3上一擲千金，在主逆變器中安裝了24個由意法半導體生產(chǎn)的碳化硅（SiC）MOSFET 功率模塊。

當時，一塊SiC芯片的價格要比傳統(tǒng)硅芯片貴十倍左右，即使如今SiC售價有所下降，但SiC芯片的價格也是同等硅器件的數(shù)倍。

馬斯克最終將更昂貴的碳化硅應用到Model 3性能版上，由此帶動了一場SiC替代傳統(tǒng)硅基器件的產(chǎn)業(yè)革命。

隨著Model 3的成功，SiC一戰(zhàn)成名，功率模塊開始迅速［上車］。

爆發(fā)式增長的前期：SiC版塊增長趨勢不可逆

SiC產(chǎn)業(yè)鏈分為上中下游三個環(huán)節(jié)，上游包括襯底和外延的生長，中游包括設計制造、下游是應用環(huán)節(jié)。

根據(jù)Yole和Omdia數(shù)據(jù)，到2020年底，SiC電力電子市場規(guī)模約為7．03億美元，到2025年SiC電力電子市場規(guī)模將超過30億美元，其主要驅(qū)動力為新能源汽車和消費電子。

其中Yole預計，SiC汽車市場將以38％的復合年增長率增長，到2025年將超過15億美元。

SiC未來前景廣闊，但目前SiC下游應用大多仍處在研發(fā)階段，還沒有形成量產(chǎn)化，預計2030年將迎來真正的爆發(fā)，目前SiC處在爆發(fā)式增長的前期。

未來三到五年內(nèi)，SiC功率器件將成為新能源汽車中電機驅(qū)動器系統(tǒng)主流的技術(shù)方案，這將給全球SiC功率器件產(chǎn)業(yè)帶來巨大發(fā)展機遇。

SiC廠限時購：［買進］上游襯底供應商

SiC芯片廠商越來越想把控住上游的襯底供應，安森美、羅姆、英飛凌以及意法半導體紛紛下手，買下不同的優(yōu)質(zhì)SiC襯底供應商。

2009年，日本的羅姆通過收購德國SiC襯底和外延片供應商SiCrystal，真正有了實質(zhì)性的進展。

2018年，英飛凌收購了碳化硅晶圓切割領域的新銳公司Siltectra。Siltectra。在得到冷Siltectra公司的分裂技術(shù)后，將使其SiC 產(chǎn)品的量產(chǎn)變得更加容易。

2019年12月，意法半導體以1．375億美元現(xiàn)金完成收購瑞典SiC襯底和外延片制造商Norstel AB，Norstel生產(chǎn)6英寸的SiC裸晶圓和外延片。

今年11月，安森美宣布已完成以4．15億美元對碳化硅（SiC）生產(chǎn)商GT Advanced Technologies（GTAT）的收購，此舉將有助于減少安森美對Wolfspeed原材料的需求。

此外，安森美計劃投資擴大GTAT的制造設施，支持推進150mm和200mm SiC晶體生長技術(shù)的研發(fā)工作。

亦敵亦友的關(guān)系：競爭對手卻簽署合作協(xié)議

2018年2月28日，科銳宣布與英飛凌簽署長期協(xié)議，為英飛凌生產(chǎn)和供應Wolfspeed SiC碳化硅晶圓片。

協(xié)議顯示科銳將向英飛凌供應150 mm SiC碳化硅晶圓片，將幫助英飛凌在包括光伏逆變器和電動汽車等高增長市場擴展產(chǎn)品供應。

今年8月份，Wolfspeed和意法半導體宣布擴大現(xiàn)有的多年長期碳化硅晶圓供應協(xié)議。科銳在未來幾年向ST提供150毫米碳化硅裸片和外延片，價值超過8億美元。

例如Wolfspeed既是英飛凌和意法半導體的碳化硅襯底供應商，又在碳化硅器件市場上同他們進行直接競爭，但Wolfspeed需要伙伴來助推功率半導體產(chǎn)業(yè)從硅器件向碳化硅器件轉(zhuǎn)變。

在功率器件同為競爭對手的意法半導體和羅姆，也簽署了超1．2億美元的150mm碳化硅（SiC）晶圓長期供應協(xié)議。

該SiC襯底長期供應協(xié)議這將確保意法半導體能夠增加晶圓供給量并補充內(nèi)部產(chǎn)能缺口，滿足未來幾年客戶在汽車和工業(yè)項目產(chǎn)品方面的強勁增長的需求。

功率半導體是英飛凌和安森美的安身立命之本。在去年年底，安森美與英飛凌簽署了5年SiC晶棒的供貨協(xié)議。

英飛凌把其專有的薄晶圓技術(shù)應用到GTAT的晶棒上，從而獲得安全優(yōu)質(zhì)的碳化硅晶圓供應。

廣存［糧］，［心］不慌：SiC大廠爭先擴產(chǎn)

隨著近年來全球?qū)σ許iC晶片為襯底的器件需求持續(xù)增長，各大國際廠商紛紛通過加強合作和產(chǎn)能擴張計劃開啟SiC爭奪戰(zhàn)。

昭和電工與羅姆簽訂長期供應合同，還與英飛凌科簽訂了供應契約，供應包括磊晶在內(nèi)的各種SiC材料。

科銳早在2019年就宣布了擴產(chǎn)計劃，計劃投資10億美元擴產(chǎn)30倍，以滿足未來市場需求。

昭和電工將籌措約1100億日元資金，其中約700億日元將用于擴增SiC晶圓、研磨液等半導體材料產(chǎn)能。

羅姆則計劃在今后5年內(nèi)投資600億日元，將使用于EV的SiC功率半導體產(chǎn)能擴增至現(xiàn)行的5倍。

在全球半導體材料供應不足的背景下，國際龍頭企業(yè)紛紛提出碳化硅產(chǎn)能擴張計劃并保持高研發(fā)投入。

同時，國內(nèi)本土SiC廠家加速碳化硅領域布局，把握發(fā)展機會，追趕國際龍頭企業(yè)。

加快追趕大廠步伐：國內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)多樣態(tài)勢

目前，三安光電已宣布總投資160億元，將打造國內(nèi)首條、全球第三條SiC垂直整合產(chǎn)業(yè)鏈，覆蓋襯底、外延和器件三大環(huán)節(jié)。

露笑科技計劃總投資100億布局SiC產(chǎn)業(yè)項目，目前已經(jīng)開啟6英寸導電性SiC襯底小批量試生產(chǎn)；

光伏晶體設備生產(chǎn)商晶盛機電也宣布31．34億元投資SiC襯底晶片生產(chǎn)基地項目，設計產(chǎn)能年產(chǎn)40萬片6英寸及以上尺寸的導電型和半絕緣型SiC襯底晶片；

鳳凰光學碳化硅外延材料也已具備量產(chǎn)能力。

華潤微、斯達半導等半導體企業(yè)也在布局SiC襯底和器件環(huán)節(jié)。

鳳凰光學近期公告擬通過定增收購國盛電子和普興電子100％股權(quán)。國盛電子及普興電子是國內(nèi)領先的硅外延材料供應商，碳化硅外延材料也已具備量產(chǎn)能力。

鴻海日前也透過買下旺宏6吋廠，宣示進軍SiC市場的決心，目前集團規(guī)劃2024年SiC相關(guān)月產(chǎn)能可達1．5萬片。

8月5日，富士康旗下鴻海收購旺宏的6英寸晶圓廠，計劃將該廠用于研發(fā)生產(chǎn)第三代半導體，特別是電動汽車所用的碳化硅功率元件。

目前SiC產(chǎn)業(yè)鏈中重要的襯底環(huán)節(jié)，我國三安光電深度布局，天科合達和山東天岳已在全球范圍內(nèi)占據(jù)一定份額。

未來隨著產(chǎn)業(yè)鏈上廠商持續(xù)進行產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)能擴張，國內(nèi)廠商在SiC時代將加速追趕外資廠商，拉近距離。

結(jié)尾：

對于SiC這樣性能優(yōu)良、業(yè)界緊需，但又挑戰(zhàn)頗多的材料而言，在競爭中合作，在合作中共贏，是產(chǎn)業(yè)快速向前發(fā)展的一大手段。

部分資料參考：愛集微APP：《國內(nèi)外SiC襯底發(fā)展現(xiàn)狀淺析》《雙碳目標下，第三代半導體大有可為》，半導體行業(yè)觀察：《買下那家SiC襯底供應商》，智東西：《揭秘碳化硅，第三代半導體材料核心》，國盛證券：《黃金十年：SiC功率大力擴產(chǎn)應對需求爆發(fā)，國內(nèi)企業(yè)有望同步成長》

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