2018 年，特斯拉在 Model 3 中首次將 IGBT 模塊換成了 SiC 模塊，成為第一家在量產(chǎn)汽車中使用 SiC 芯片的電動(dòng)汽車公司。特斯拉的使用結(jié)果表明，在相同功率等級(jí)下，SiC 模塊的封裝尺寸明顯小于硅模塊，并且開關(guān)損耗降低了 75％。換算下來，采用 SiC 模塊替代 IGBT 模塊，其系統(tǒng)效率可以提高 5％左右。

一場(chǎng)特斯拉的大風(fēng)，引燃了 SiC。

然而，就在剛剛過去的 3 月份，特斯拉卻突然宣布，下一代的電動(dòng)車傳動(dòng)系統(tǒng) SiC 用量大減 75%，因借創(chuàng)新技術(shù)找到下一代電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)減少使用 SiC 的方法，也不會(huì)犧牲效能。

這一消息引發(fā)了投資者對(duì) SiC 市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)的擔(dān)憂，直接沖擊全球第三代半導(dǎo)體廠商股價(jià)。

就當(dāng)下的市場(chǎng)情況來看，第三代半導(dǎo)體的發(fā)展仍然如火如荼，企業(yè)融資并購、廠商增資擴(kuò)產(chǎn)、新玩家跑步入場(chǎng)、新項(xiàng)目不斷涌現(xiàn)，各研究機(jī)構(gòu)對(duì)于 SiC 的前景也是十分看好。根據(jù) TrendForce 發(fā)布的《2023 SiC 功率半導(dǎo)體市場(chǎng)分析報(bào)告》顯示，隨著英飛凌、安森美等與汽車、能源廠商合作項(xiàng)目明朗化，將推動(dòng) 2023 年整體 SiC 功率元件市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 22.8 億美元，年成長(zhǎng) 41.4%。同時(shí)，受惠于下游應(yīng)用市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求，TrendForce 預(yù)期，至 2026 年 SiC 功率元件市場(chǎng)規(guī)?？赏_(dá) 53.3 億美元，其主流應(yīng)用仍倚重電動(dòng)汽車及可再生能源。

然而，對(duì)于中國來說，這個(gè)賽道，不只是激昂與澎湃。畢竟現(xiàn)在很多 SiC 領(lǐng)頭企業(yè)還在被盈利難而困擾。

SiC 盈利是難題

SiC 產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個(gè)環(huán)節(jié)：分別是上游襯底，中游外延片和下游器件制造。

中國的 SiC 襯底廠商包括天科合達(dá)、山東天岳、河北同光晶體、露笑科技、中科集團(tuán) 2 所、世紀(jì)金光、江蘇超芯星、安徽微芯、三安光電、晶盛機(jī)電、天通股份、楚江新材、東尼電子等。

外延片企業(yè)：東莞天域、瀚天天成、中電科 55 所、中電科 13 所、三安光電等。

器件/模組企業(yè)：泰科天潤(rùn)、嘉興斯達(dá)、中車時(shí)代電氣、揚(yáng)杰科技、華潤(rùn)微、捷捷微電、華微電子、斯達(dá)半導(dǎo)、聞泰科技、中電科 55 所、基本半導(dǎo)體、世紀(jì)金光、國基南方、國家電網(wǎng)等。

可以看到，當(dāng)前國內(nèi)已經(jīng)有不少企業(yè)開始快速跟進(jìn) SiC 的發(fā)展，其中的一些企業(yè)已經(jīng)入局十余年之久，然而對(duì)于許多應(yīng)用而言，它仍然過于昂貴，因此許多老牌廠商還面臨著利潤(rùn)虧損的難題。

日前，天岳先進(jìn)發(fā)布了 2022 年年報(bào)及今年一季報(bào)。年報(bào)顯示，2022 年，天岳先進(jìn)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入約 4.17 億元，同比減少 15.56%；歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)虧損約 1.75 億元；基本每股收益虧損 0.41 元。今年 Q1，實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 1.93 億元，同比增長(zhǎng) 185.44%；歸母凈利潤(rùn)虧損 2815 余萬元，同比、環(huán)比均實(shí)現(xiàn)減虧。

總體上看，與上市前的 2021 年和 2020 年相比，天岳先進(jìn)營(yíng)收及凈利潤(rùn)都差強(qiáng)人意。一上市就業(yè)績(jī)變臉，固然有著行業(yè)及環(huán)境因素，但天岳先進(jìn) 2023 年也顯得壓力不小。

近日，露笑科技也發(fā)布 2023 年 Q1 業(yè)績(jī)報(bào)告，報(bào)告顯示 Q1 公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 5.8 億元，較上年同期下降 28.46%，歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn) 0.45 億元，較上年同期上升 243.43%。露笑科技 Q1 表現(xiàn)還算不錯(cuò)，不過其 2022 年也是呈現(xiàn)虧損狀態(tài)，露笑科技 2022 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)總收入 33.42 億元，同比下降 6.00%。歸屬于母公司所有者的凈虧損 2.56 億元，同比由盈轉(zhuǎn)虧。

可以看到，這還僅僅是對(duì)于一些尚已有所規(guī)模的廠商而言，那些相對(duì)小型的 SiC 廠商，將需要面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

那么，對(duì)于中國規(guī)模較小的 SiC 供應(yīng)鏈參與者來說，2023 難在哪兒？

風(fēng)向標(biāo)生變，投資者欲撤資

對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)任何品類的小型廠商來說，資金都是「老大難」。眾所周知，半導(dǎo)體行業(yè)是一個(gè)重資產(chǎn)制造業(yè)，從投入到產(chǎn)出需要大量的時(shí)間與成本，而特斯拉又是電動(dòng)汽車采用 SiC 的風(fēng)向標(biāo)，其減少使用 SiC 的動(dòng)作直接沖擊到資本市場(chǎng)，天岳先進(jìn)、東尼電子、晶盛機(jī)電、乾照光電等概念股應(yīng)聲「跳水」。

據(jù)悉，目前有一些投資者正在考慮從那些仍然無法突破生產(chǎn)瓶頸的小型 SiC 供應(yīng)商那里撤出資金。這導(dǎo)致一些供應(yīng)商大肆宣傳收到的大訂單或關(guān)鍵技術(shù)的準(zhǔn)備情況，顯然是為了吸引更多的新資金。另外，在同行之間日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，小型 SiC 制造商的產(chǎn)能利用率和收入表現(xiàn)不太可能得到很好的改善，這反過來將進(jìn)一步削弱戰(zhàn)略投資者的信心。

沒有資本的加持，小型 SiC 廠商很難有足夠的力量去應(yīng)對(duì)未來多變的市場(chǎng)。

設(shè)備交付機(jī)會(huì)受到擠壓

中國企業(yè)也在積極研發(fā)和探索 SiC 器件的產(chǎn)業(yè)化，然而在今年，中國小型 SiC 廠商將發(fā)現(xiàn)在供應(yīng)緊張的情況下更難購買相關(guān)的制造設(shè)備。

據(jù)供應(yīng)鏈消息人士稱，一家主要的中國電動(dòng)汽車制造商正在積極進(jìn)軍 SiC 供應(yīng)鏈，試圖從國際供應(yīng)商那里購買所有可用設(shè)備。與此同時(shí)，汽車制造商比亞迪、吉利以及華為和小米等手機(jī)供應(yīng)商都在持續(xù)深化在汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域的部署，有些甚至采用雙軌方法來開發(fā)硅基和化合物半導(dǎo)體。

過去半年汽車銷量呈爆炸式增長(zhǎng)的中國一線電動(dòng)汽車制造商正在著手構(gòu)建自己基于 SiC 的功率器件供應(yīng)鏈，從組件、模塊到上游材料，其激進(jìn)的設(shè)備采購加劇了相關(guān)設(shè)備供應(yīng)的短缺，顯然擠壓了小型 SiC 材料制造商訂購設(shè)備的交付機(jī)會(huì)。

海外 SiC 大廠的加速擴(kuò)張，也導(dǎo)致了中國小型 SiC 廠商難以獲得制造設(shè)備。比如：意法半導(dǎo)體（ST）計(jì)劃今年其 SiC 業(yè)務(wù)的銷售額從 7 億美元增加到 10 億美元；安森美今年計(jì)劃在捷克共和國投資 10 億美元；英飛凌正在擴(kuò)大其在奧地利和維也納的 SiC 生產(chǎn)；Wolfspeed 宣布計(jì)劃在德國薩爾州建設(shè)全球最大的 SiC 工廠。隨著海外各大廠商的迅速跟進(jìn)，以及材料制備工藝的多元化發(fā)展，未來市場(chǎng)格局將充滿變數(shù)。

難以突破技術(shù)壁壘

巧婦難為無米之炊，設(shè)備沒有到位是一方面，影響擴(kuò)產(chǎn)速度的另一方面原因是 SiC 襯底制備本身就存在極高的技術(shù)壁壘。

第一，SiC 襯底制備對(duì)溫度和壓力的控制要求極高，其生長(zhǎng)溫度在 2300℃以上；第二，SiC 長(zhǎng)晶速度慢，7 天的時(shí)間大約可生長(zhǎng) 2cm SiC 晶棒，且晶棒切割難度大，因此 SiC 襯底從樣品到穩(wěn)定批量供貨大約需要 5 年；第三，晶型要求高、良率低，只有少數(shù)幾種晶體結(jié)構(gòu)的單晶型 SiC 才可作為半導(dǎo)體材料；第四，切割磨損高，由于 SiC 的硬度極大，在對(duì)其進(jìn)行切割時(shí)加工難度較高且磨損多。

昂貴的時(shí)間成本和復(fù)雜的加工工藝使得 SiC 襯底的成本較高，限制了 SiC 的應(yīng)用放量。

此外，SiC 是新材料，與 Si 的制造工藝有所不同，沒有辦法借鑒 Si 材料的經(jīng)驗(yàn)所以要做相應(yīng)的研發(fā)。解決好工藝問題之后，可同步做產(chǎn)品研發(fā)與驗(yàn)證——先流一次片，再測(cè)試一遍，若發(fā)現(xiàn)問題就去改，改完以后再流片、做可靠性驗(yàn)證，一般這類流程需要過 3-4 次。

值得注意的是，產(chǎn)能不足并不僅限于小型企業(yè)，當(dāng)前 SiC 襯底供需緊張，擴(kuò)產(chǎn)速度跟不上市場(chǎng)需求對(duì)于整個(gè) SiC 賽道都是通病。特斯拉減少 SiC 的用量也有產(chǎn)能不及需求的因素，只是對(duì)于小型 SiC 廠商來說，突破一系列的技術(shù)壁壘可能需要花費(fèi)更多的精力和財(cái)力，短期內(nèi)難以與頭部企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，而市場(chǎng)本就有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，這樣一來，他們?cè)谑袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力上便落于下風(fēng)。

結(jié)語

近年來，隨著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi) SiC 器件供應(yīng)商面臨著一系列重大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。一方面，新材料對(duì) Si 的取代勢(shì)頭迅猛，給傳統(tǒng) Si 器件帶來了巨大的沖擊；另一方面，國產(chǎn)器件正以高質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力不斷崛起，對(duì)國外器件構(gòu)成了有力的競(jìng)爭(zhēng)。在這個(gè)充滿變革和競(jìng)爭(zhēng)的過程中，SiC 器件供應(yīng)商必須勇于面對(duì)問題，并做好應(yīng)對(duì)策略，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

首先，SiC 器件供應(yīng)商需要成為優(yōu)秀的長(zhǎng)跑者。市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)是一場(chǎng)持久戰(zhàn)，需要持之以恒的努力和耐心。SiC 器件技術(shù)的研發(fā)和商業(yè)化落地是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過程，需要供應(yīng)商們始終保持耐心和毅力。

其次，SiC 器件供應(yīng)商必須面對(duì)眾多的問題。技術(shù)問題、市場(chǎng)問題、資金問題等等，都是他們需要直面和解決的挑戰(zhàn)。在這個(gè)高度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境中，勝利屬于那些有持之以恒精神的人。供應(yīng)商們需要堅(jiān)定信心，咬牙堅(jiān)持，不畏困難和挫折，持續(xù)不斷地推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí)，才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得成功。