業(yè)界消息顯示，天岳先進、天科合達這兩家中國企業(yè)正在加緊進行8英寸SiC碳化硅晶圓產(chǎn)能建設(shè)，近期相關(guān)建設(shè)項目取得最新進展。

8月，天科合達位于徐州的碳化硅二期擴產(chǎn)項目開工建設(shè)，總投資達8.3億元人民幣。該項目投產(chǎn)后，年產(chǎn)能可達16萬片碳化硅晶圓。該公司已開發(fā)出第五代晶體生長爐，可滿足6英寸、8英寸碳化硅制造需求，預(yù)計2024年底前可交付小批量8英寸碳化硅基板，2025年第三季度交付量將會穩(wěn)定。

天岳先進方面，知情人士透露其已開始交付6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底，并增加其上海臨港工廠的6英寸產(chǎn)能，預(yù)計到2026年產(chǎn)能可達到每年30萬片晶圓。該公司與英飛凌合作的第一階段，將為其提供6英寸碳化硅晶圓，隨后會過渡到8英寸晶圓，這會有助于降低成品成本。

天科合達與天岳先進都是英飛凌的供應(yīng)商。在今年5月初，英飛凌與天岳先進以及天科合達簽訂了長期供貨協(xié)議，根據(jù)協(xié)議天科合達和山東天岳將為英飛凌供應(yīng)用于生產(chǎn)SiC半導(dǎo)體的6英寸(150mm)碳化硅襯底和晶錠，兩家企業(yè)的供應(yīng)量均將占到英飛凌未來長期預(yù)測需求的兩位數(shù)份額。未來也將提供200mm直徑碳化硅材料，助力英飛凌向200mm直徑晶圓的過渡。

英飛凌目標(biāo)是到2025財年，碳化硅收入超過10億歐元；到2030年，碳化硅年收入70億歐元，并占據(jù)全球30%的碳化硅半導(dǎo)體市場份額。

目前，英飛凌的碳化硅擴產(chǎn)目標(biāo)還在繼續(xù)。其將馬來西亞Kulim工廠擴建列為重點投資項目之一——公司計劃在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)全球最大的8寸碳化硅功率廠，Kulim廠計劃投資總額從20億歐元增至70億歐元。之所以如此大手筆投資，適是因為早有客戶為其買單。英飛凌透露，Kulim工廠的擴建計劃已得到施耐德電氣約50億歐元（約合391億元人民幣）的design-win合同與10億歐元左右（約合78億元人民幣）的預(yù)付款。

這些預(yù)付款將在未來幾年為英飛凌的現(xiàn)金流做出積極貢獻，并將最遲于2030年根據(jù)商定的銷售量全額償還。

此外，英飛凌還在擴建其位于德國Dresden的半導(dǎo)體工廠，投資額高達50億歐元；且公司已在奧地利Villach開設(shè)了一家新工廠，該廠將轉(zhuǎn)向生產(chǎn)碳化硅。


SiC熱度催生多方合作

汽車市場占功率 SiC 市場份額的70%

在Yole近期發(fā)布的功率 SiC 市場（Power SiC 2023）分析報告指出，主要由電動汽車中的逆變器、車載充電器和 DC/DC 轉(zhuǎn)換器驅(qū)動的汽車市場， 在2022 年占據(jù)功率 SiC 市場份額的70%，到 2028 年這一比例將增長至 74% 。

主要 SiC 器件制造商意法半導(dǎo)體（ST）、英飛凌科技（Infineon）、Onsemi、Wolfspeed 和 Rohm 一直忙于與主要 OEM 廠商建立合作關(guān)系，這意味著主要 OEM 廠商和供應(yīng)商對市場未來的收入有著良好的預(yù)期。2023 年，大多數(shù)電力電子廠商都在推進 SiC 業(yè)務(wù)，包括排名前 10 的企業(yè)。


各大SiC器件廠商展開圍繞汽車OEM的設(shè)計布局

下圖展示了各大SiC器件廠商圍繞汽車OEM的設(shè)計布局，可以看到，Onsemi在圍繞汽車應(yīng)用的布局尤為積極，該公司在近幾個月與眾多車企建立高效SiC器件相關(guān)合作關(guān)系，與現(xiàn)代、極氪、蔚來、德國大眾和寶馬等車企簽署了多項協(xié)議。

得益于在SiC領(lǐng)域的積極轉(zhuǎn)型和布局，Onsemi截止今年8月1日的二季度（Q2）財報SiC營收增速喜人，同比增長近4倍，環(huán)比增長近1倍。該公司在Q2簽署了超過30億美元的新SiC長期供貨協(xié)議（LTSA），總LTSA收入預(yù)計超過110億美元。


多家SiC器件廠商展開圍繞產(chǎn)能供應(yīng)的并購與合作

過去一段時間，SiC產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)能供應(yīng)，尤其是襯底的供應(yīng)一直緊缺，為此龍頭企業(yè)大多與其供應(yīng)商簽署了長期供貨協(xié)議來保障需求。如今隨著這些供應(yīng)商新增的產(chǎn)能投入量產(chǎn)，以及新玩家也開始進入市場，從襯底、外延到器件的供應(yīng)合作延伸出更多的種類。

SiC晶圓與器件供應(yīng)商Wolfspeed與瑞薩簽署的十年SiC供應(yīng)合約，為后者提供襯底和外延；ST與三安今年簽署的合作協(xié)議，三安將為ST提供SiC外延及器件制造；三菱電機在計劃新建一座8英寸SiC晶圓廠的同時，與Coherent簽署合作協(xié)議，將大規(guī)模采用后者的8英寸SiC襯底。


多家SiC器件廠商布局與汽車Tier 1供應(yīng)商的合作

隨著新能源汽車創(chuàng)新周期加速，為更好地把控規(guī)模成本和品質(zhì)，汽車Tier 1供應(yīng)商如博格華納、大陸、聯(lián)合電子、緯湃科技、電裝等均早已積極布局以SiC模塊為主的器件供應(yīng)合作。

Wolfspeed和安森美均與博格華納等簽署了供貨協(xié)議；上汽集團與Infineon的股權(quán)合作，二者合資成立上汽Infineon汽車功率半導(dǎo)體；還有吉利與芯聚能合資的芯粵能等。

總得來說，SiC生態(tài)上下游各類型的合作迅速增加，盡管產(chǎn)能擴張帶來的風(fēng)險不可避免，但對SiC技術(shù)的進一步成熟和應(yīng)用無疑更為有利。

碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)分化

目前，國內(nèi)在碳化硅各個環(huán)節(jié)已經(jīng)涌現(xiàn)一批代表企業(yè)。襯底方面，天岳先進、天科合達在國內(nèi)相對領(lǐng)先；外延材料方面，瀚天天成、東莞天域比較突出；下游的功率器件廠商有時代電氣、斯達半導(dǎo)、泰科天潤等。

不過，產(chǎn)業(yè)鏈人士認(rèn)為，國內(nèi)廠商與國外頭部企業(yè)仍有較大差距。從廠商們的表現(xiàn)來看，國內(nèi)各個碳化硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)已經(jīng)出現(xiàn)分化。

碳化硅二極管是各大碳化硅廠商供應(yīng)能力最強的產(chǎn)品，但賽道已十分飽和，僅三安光電一家2022年碳化硅二極管累計出貨量就超一億顆。

襯底方面，上述專家表示國內(nèi)的襯底有效供應(yīng)不足，無法滿足上下游產(chǎn)能的需求，但已是國內(nèi)外差距較小領(lǐng)域。國內(nèi)頭部襯底廠商天岳先進在2022年年報中表示，產(chǎn)能不足是公司業(yè)績下滑的重要原因。

碳化硅MOSFET方面，產(chǎn)業(yè)鏈人士透露，盡管已有不少國內(nèi)企業(yè)表示可以量產(chǎn)，但是目前仍處于產(chǎn)業(yè)初期，尚未通過下游驗證。泰科天潤應(yīng)用測試中心主任高遠表示，國產(chǎn)碳化硅 MOSFET在特性、一致性、可靠性、應(yīng)用驗證與國際領(lǐng)先水平尚有差距。

此外，國產(chǎn)碳化硅還存在設(shè)備供應(yīng)鏈安全、產(chǎn)品驗證周期長導(dǎo)致的錯過窗口期等問題。


國產(chǎn)替代空間幾何？

碳化硅行業(yè)是一個巨大的增量市場，尤其是隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)變革趨勢下，碳化硅正迎來全面爆發(fā)期。

據(jù)方正證券測算，預(yù)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)模化出貨前，整個行業(yè)都將持續(xù)陷于供不應(yīng)求。

具體來看，受新能源汽車及發(fā)電、電源設(shè)備、射頻器件等需求驅(qū)動，2026年碳化硅器件市場規(guī)模有望達89億美元，其中用于新能源汽車和工業(yè)、能源的SiC功率器件市場規(guī)模為60億美元，用于射頻的SiC器件市場規(guī)模為29億美元。

市場收益方面，TechInsights 表示，碳化硅市場收益在2022年至2027年期間將以35%的復(fù)合年增長率持續(xù)增長，到2029年，該市場規(guī)模將增長到94億美元(考慮各機構(gòu)預(yù)測口徑不同，2029年有望超過100億美元規(guī)模)，其中中國將占一半。

如此風(fēng)口下，國內(nèi)也涌現(xiàn)出一批碳化硅相應(yīng)企業(yè)，積極規(guī)劃碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈布局。其中，不少下游廠商反饋，車企正在加速導(dǎo)入國產(chǎn)碳化硅襯底、外延片，上下游廠商持續(xù)合作以共同改善良率，希望構(gòu)建本土供應(yīng)鏈。

在此次事件主角——8英寸碳化硅襯底方面，據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)有十余家企業(yè)與機構(gòu)正在研發(fā)，包含爍科晶體、晶盛機電、天岳先進、南砂晶圓、同光股份、天科合達、科友半導(dǎo)體、乾晶半導(dǎo)體、中科院物理所、山東大學(xué)等。賽微電子、三安光電、露笑科技等也有相關(guān)產(chǎn)能在投建中。


碳化硅競爭格局如何？

最后，分析2023年中國襯底材料行業(yè)的發(fā)展趨勢和競爭格局，中國襯底材料行業(yè)將迎來新的創(chuàng)新和發(fā)展機遇，但市場競爭仍然十分激烈，并將在行業(yè)中持續(xù)存在。

當(dāng)前碳化硅市場呈現(xiàn)歐美日三足鼎立的局面，面對下游需求持續(xù)增長、碳化硅產(chǎn)品供不應(yīng)求的形式，國內(nèi)外廠商均在加速研發(fā)、擴產(chǎn)，垂直整合也成為碳化硅行業(yè)的主導(dǎo)趨勢。

目前而言，在碳化硅襯底市場主要分為三大梯隊，行業(yè)高度集中。

據(jù)智研咨詢統(tǒng)計，海外龍頭企業(yè)寡頭壟斷，美國Wolfspeeed公司占據(jù)全球60%以上的市場份額，2015年推出8英寸碳化硅襯底，位列市場第一梯隊；其他海外領(lǐng)軍廠商如羅姆、II-VI、意法半導(dǎo)體等也相繼開展襯底材料業(yè)務(wù)，到2021年已具備8英寸襯底的生產(chǎn)能力，海外領(lǐng)軍廠商和我國襯底行業(yè)龍頭企業(yè)加快產(chǎn)品研發(fā)，產(chǎn)品在國際上的市占率也在持續(xù)提升，處于第二梯隊；國內(nèi)企業(yè)起步較晚，研發(fā)進度相比國外企業(yè)較慢，中小型襯底材料生產(chǎn)商技術(shù)處于借鑒和完善階段，屬于第三梯隊。

往后看，襯底材料行業(yè)的未來發(fā)展趨勢也值得關(guān)注。

首先，隨著IT產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，對襯底材料的需求不斷增加。這意味著，襯底材料具有更高的靈活性、更強的耐電性和更小的體積，同時價格可以較低優(yōu)勢，未來幾年市場前景將更加廣闊。

其次，2023年全球襯底材料生產(chǎn)廠家正在大力投資研發(fā)，致力于開發(fā)更多具有魯棒性、可靠性、抗壓性和耐火性的產(chǎn)品，從而獲得高水平的生產(chǎn)設(shè)備，加速襯底材料的技術(shù)進步。

再次，襯底材料行業(yè)的供應(yīng)商目前正處于瞬息萬變的狀態(tài)，廠家也在努力提高各種生產(chǎn)工藝的靈活性If，同時建立起完善的供應(yīng)鏈體系，以保障襯底材料的及時供應(yīng)。

最后，受政府政策的支持，2023年襯底材料行業(yè)將進一步規(guī)范，行業(yè)環(huán)境將更加良好，優(yōu)質(zhì)企業(yè)實力將得到進一步提升。

因此，2023年中國襯底材料行業(yè)競爭格局將會是多方面共同發(fā)展，競爭將更加激烈且更加復(fù)雜。研發(fā)能力強、生產(chǎn)設(shè)備尖端，優(yōu)質(zhì)企業(yè)實力逐漸提升等將是未來競爭的關(guān)鍵因素。