前言：
近些年，全球環(huán)保意識的抬頭，再加上自動駕駛一哥特斯拉的搶用，碳化硅熱度瘋狂飆升。
從外延設(shè)備、襯底材料，到SiC工廠，從美國、歐洲，再到馬來西亞，整個產(chǎn)業(yè)鏈都忙得不亦樂乎。
SiC將迎增速最快三年
從下游終端應用來看，SiC主要應用領(lǐng)域包括新能源車、光伏、工業(yè)等。
在新能源時代，SiC即將迎來屬于它的性價比［奇點時刻］。
隨著新能源汽車、光伏等重點行業(yè)終端出貨快速增長、SiC滲透率攀升，預計2022－2024年SiC器件有望迎來增速最快的三年周期。
需求爆發(fā)之下，供給缺口卻進一步拉開，而襯底便是SiC器件產(chǎn)能的一大關(guān)鍵瓶頸。
SiC襯底成為最重要環(huán)節(jié)
從價值量來看，整個碳化硅產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出明顯的［頭重腳輕］特征。
以襯底和外延為主的碳化硅材料占據(jù)了整個產(chǎn)業(yè)鏈近70％ 的價值量，其中襯底作為最重要的環(huán)節(jié)，價值量占比接近 50％。
以SiC為襯底制成的半導體器件，可以更好滿足高溫、高壓、大功率等條件下的應用需求。
新能源車與光伏應用推動下，在8英寸SiC晶圓大規(guī)模普及之前，導電型襯底供應量依然制約了SiC器件市場快速發(fā)展。
預計2026年全球SiC襯底有效產(chǎn)能為330萬片，距同年629萬片的襯底需求量仍有較大差距。
在業(yè)內(nèi)形成穩(wěn)定且較高的良率規(guī)?；鲐浨埃麄€行業(yè)都將持續(xù)陷于供不應求。
被搶購的SiC襯底
海外方面，目前Wolfspeed已投入10億美元建新工廠，并在今年4月開始生產(chǎn)8英寸SiC等產(chǎn)品；
其今年第四財季營收達2．29億美元，同比增56．7％；還將2026年營收預期較去年底提出的21億美元目標提高30％－40％。
羅姆旗下SiCrystal預計2023年左右開始量產(chǎn)8英寸SiC襯底；
Soitec在今年3月啟動了新晶圓廠建設(shè)計劃，并在5月發(fā)布了8英寸碳化硅襯底產(chǎn)品。
我國6英寸的SiC材料已經(jīng)步入量產(chǎn)階段。
天岳先進披露2023年至2025 年，公司及公司全資子公司上海天岳半導體材料有限公司將向合同對方銷售6 英寸導電型碳化硅襯底產(chǎn)品，合計金額為13．93億元。
中電55所采購4英寸高純半絕緣SiC襯底訂單，采購量為2．3萬片SiC襯底，河北同光和山東天岳兩家廠商中標，其中河北同光為1．2萬片，山東天岳則為1．1萬片。
這意味著中國導電型SiC襯底產(chǎn)業(yè)駛?cè)肟燔嚨馈?/p>
汽車等下游用戶也可以吃下定心丸，相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)能供應問題或?qū)⒌玫骄徑狻?/p>
晶盛機電6英寸SiC產(chǎn)品也在快速量產(chǎn)，今年3月，公司在寧夏開工建設(shè)了一期年產(chǎn)40萬片6英寸以上的導電型、絕緣型SiC襯底產(chǎn)能。
另據(jù)透露，其獲得了意向SiC襯底訂單，3年內(nèi)將優(yōu)先向客戶提供SiC襯底合計不低于23萬片。
SiC 襯底遠比想象的難做
SiC 產(chǎn)業(yè)鏈主要包括襯底、外延、器件制造、封測等環(huán)節(jié)。
SiC 襯底是晶圓成本中占比最大的一項。
由于SiC襯底加工環(huán)節(jié)復雜、耗時，所以其在整個 SiC 晶圓中所占成本比例最高，其在成本中的占比高達47％。
考慮到SiC材料屬于高硬度的脆性材料，所以在加工、減薄過程中容易比硅晶圓出現(xiàn)更多的翹曲、裂片現(xiàn)象，從而使得目前良率損失占成本比例仍較大。
Wolfspeed在 SiC 襯底一家獨大，而 II－VI 和 SiCrystal 位居第二梯隊，有 10％多的市場份額。
接下來的廠商包括 SK Siltron（5％）以及天科合達（4％），其他的中國公司甚至沒有上榜。
當前國內(nèi)SiC襯底的主流尺寸為4或6英寸，而Wolfspeed早已實現(xiàn)8英寸襯底的量產(chǎn)。
擴徑有著極高的技術(shù)壁壘，不同尺寸的SiC襯底之間有大約5年的差距。
鑒于國內(nèi)大多數(shù)廠商連6英寸都沒有搞明白，良率也普遍較差，因此國內(nèi)外的技術(shù)差距大約在7年以上。
當前A股的碳化硅標的，要不產(chǎn)能還停留在每個月幾千片的水平，要不還在艱難的產(chǎn)能爬坡和提升良率之中，這個過程可能還要5年以上。
目前已有10多所高校、科研院所和幾十家企業(yè)活躍在國內(nèi)SiC單晶襯底領(lǐng)域，先后攻克了單晶尺寸、電阻率、晶型、單晶爐等一系列核心技術(shù)。
4英寸導電型和半絕緣SiC襯底已大規(guī)模量產(chǎn)和應用，6英寸導電型襯底已大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。
但目前在缺陷控制、襯底尺寸、面型控制等方面的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化水平，與國外仍有差距。
國內(nèi)襯底環(huán)節(jié)待補強
國內(nèi)的碳化硅襯底技術(shù)有了很大進步，一些企業(yè)產(chǎn)品通過了驗證，也基本可以用了。但整體來看，穩(wěn)定性、可靠性跟國外還有差距。
碳化硅襯底根據(jù)電阻率可分為導電型、半絕緣型。在導電型碳化硅襯底上生長碳化硅外延層制得碳化硅外延片。
可進一步制成功率器件應用于電動汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域。
電動汽車行業(yè)對導電型碳化硅襯底需求空間巨大。
目前特斯拉、比亞迪、蔚來、小鵬等新能源車企已經(jīng)計劃使用碳化硅分立器件或模塊。
后續(xù)隨著電動汽車中 800V 高壓大功率快充的普及，碳化硅器件在高壓低能耗小體積的優(yōu)勢會進一步體現(xiàn)，隨著成本下降將會成為未來電動汽車的必然之選。
結(jié)尾：
較高的制造難度帶來的是一時之間難以下探的價格。
相較于成熟的硅片制造工藝，碳化硅襯底價格短期內(nèi)依然會較為高昂。
畢竟無論在哪個領(lǐng)域，終端市場永遠有著絕對的發(fā)言權(quán)。
在市場和價格的雙重影響下，碳化硅襯底廠商自然也就成為了最先賺錢的那個環(huán)節(jié)。
部分資料參考：澎湃新聞：《中國碳化硅的2024，是未來也是終局》，半導體行業(yè)觀察：《被搶購的SiC襯底》
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