來(lái)源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

近年來(lái)，隨著新能源和智能化需求的增長(zhǎng)，對(duì)SiC材料的需求呈現(xiàn)出井噴式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，根據(jù)Yole的最新預(yù)測(cè)，到2027年，SiC器件市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2021年的10億美元增長(zhǎng)到60 億美元以上。而中國(guó)市場(chǎng)成為全球SiC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要引擎。國(guó)際SiC巨頭廠商們?yōu)榱松钊胫袊?guó)腹地，在中國(guó)市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟，搶占先機(jī)，正在緊鑼密鼓的布局。

SiC巨頭Pick國(guó)內(nèi)代工和材料廠商

SiC建廠熱潮還在愈演愈烈。2023年6月7日，意法半導(dǎo)體與三安在中國(guó)重慶共同建立一個(gè)新的8英寸SiC器件合資制造工廠，這一中外合作的事件一時(shí)間引起業(yè)界的廣泛關(guān)注。該廠計(jì)劃于2025年第四季度開(kāi)始生產(chǎn)，預(yù)計(jì)將于2028年全面落成，該廠達(dá)產(chǎn)后可生產(chǎn)8英寸SiC晶圓1萬(wàn)片/周。據(jù)了解，該合資項(xiàng)目公司將由三安光電控股，暫定名為“三安意法半導(dǎo)體(重慶)有限公司”，其中由三安光電全資子公司湖南三安持股51%，意法半導(dǎo)體（中國(guó)）投資有限公司持股49%。同時(shí)，三安光電將在當(dāng)?shù)鬲?dú)資建立一個(gè)8英寸SiC襯底工廠作為配套，計(jì)劃投資約70億元。

而就在今年的5月份，另一家SiC巨頭英飛凌與中國(guó)的2家SiC材料供應(yīng)商天科合達(dá)和天岳先進(jìn)分別簽訂了SiC晶圓和晶晶錠供應(yīng)協(xié)議。這些協(xié)議不僅讓英飛凌多元化其SiC（SiC）材料供應(yīng)商體系，還能夠確保英飛凌獲得更多具有競(jìng)爭(zhēng)力的SiC材料供應(yīng)。英飛凌正著力提升SiC產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)在2030年之前占據(jù)全球30%市場(chǎng)份額的目標(biāo)。

根據(jù)協(xié)議，這兩家廠商第一階段將側(cè)重于150毫米SiC材料的供應(yīng)，其供應(yīng)量預(yù)計(jì)將占到英飛凌長(zhǎng)期需求量的兩位數(shù)份額。但2家廠商也將提供200毫米直徑SiC材料，助力英飛凌向200毫米直徑晶圓的過(guò)渡。

對(duì)于這些歐洲SiC巨頭而言，無(wú)論是與中國(guó)的廠商一起建SiC廠還是簽訂襯底材料合約，都將有助于保證整個(gè)供應(yīng)鏈的穩(wěn)定，有利于他們以最高效的方式滿足中國(guó)客戶不斷增長(zhǎng)的需求。

這也從側(cè)面展示了中國(guó)市場(chǎng)的巨大潛力，反映出了國(guó)產(chǎn)SiC行業(yè)的迅速崛起。經(jīng)過(guò)多年的積累和發(fā)展，國(guó)產(chǎn)SiC在材料和晶圓代工等領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出了巨大的潛力和前景。

由于SiC的工藝和設(shè)計(jì)需要緊密聯(lián)系，所以很大程度上仍然是IDM主導(dǎo)的業(yè)務(wù)。但是代工廠的出現(xiàn)卻讓國(guó)內(nèi)一眾SiC參與者有了堅(jiān)固的后盾。

2021年湖南三安投資25億建造了一條產(chǎn)業(yè)鏈包括長(zhǎng)晶—襯底制作—外延生長(zhǎng)—芯片制備—封裝的SiC生產(chǎn)線。湖南三安是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的SiC垂直產(chǎn)業(yè)鏈制造平臺(tái)，目前SiC產(chǎn)能已達(dá)12,000片/月，湖南三安二期工程將于2023年貫通，達(dá)產(chǎn)后配套年產(chǎn)能將達(dá)到36萬(wàn)片。據(jù)三安財(cái)報(bào)顯示，2022年湖南三安實(shí)現(xiàn)銷售收入 6.39億元，同比增長(zhǎng)909.48%。而且已簽署的SiC MOSFET長(zhǎng)期采購(gòu)協(xié)議總金額超70億元。

此外，在SiC晶圓代工領(lǐng)域，還有芯粵能，該公司一期規(guī)劃年產(chǎn)24萬(wàn)片6英寸SiC晶圓芯片，計(jì)劃2024年12月底達(dá)產(chǎn)，同步啟動(dòng)的二期項(xiàng)目年產(chǎn)24萬(wàn)片8英寸SiC晶圓芯片，預(yù)計(jì)2026年達(dá)產(chǎn)。

更多的廠商嗅到了SiC代工的商機(jī)。2023年5月22日，長(zhǎng)飛先進(jìn)宣布其位于武漢的SiC晶圓代工廠正式啟動(dòng)，據(jù)悉該項(xiàng)目規(guī)模達(dá)年產(chǎn)36萬(wàn)片SiC MOSFET晶圓，包括外延、器件設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝等，預(yù)計(jì)2025年建設(shè)完成。

上游材料是SiC產(chǎn)業(yè)的原材料，襯底生產(chǎn)也是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接決定了SiC器件的最終成本。從SiC襯底尺寸發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，一方面仍然會(huì)向8英寸SiC產(chǎn)品前進(jìn)，另一方面6英寸SiC產(chǎn)品仍將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)發(fā)展。Yole數(shù)據(jù)顯示，截至2022年末，全球功率SiC襯底市場(chǎng)中6英寸導(dǎo)電型襯底約80%。

天科合達(dá)和天岳先進(jìn)均是國(guó)內(nèi)最早同時(shí)布局導(dǎo)電型SiC襯底和半絕緣型SiC襯底產(chǎn)品的企業(yè)之一。據(jù)天科合達(dá)表示，目前其SiC襯底產(chǎn)能規(guī)模在行業(yè)內(nèi)位居國(guó)內(nèi)第一、全球第四。去年11月，該公司成功研發(fā)出了8英寸SiC襯底新產(chǎn)品，將于2023年實(shí)現(xiàn)8英寸導(dǎo)電型SiC襯底小規(guī)模量產(chǎn)。

天科合達(dá)8英寸SiC晶體(直徑可達(dá)209mm)

及晶片外觀圖

目前天岳先進(jìn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)6英寸導(dǎo)電型襯底、6英寸半絕緣型襯底、4英寸半絕緣襯底等產(chǎn)品的批量供應(yīng)。根據(jù)YOLE報(bào)告，2022年，天岳先進(jìn)在半絕緣SiC襯底領(lǐng)域，市場(chǎng)占有率連續(xù)四年保持全球前三，導(dǎo)電型SiC襯底產(chǎn)量持續(xù)攀升，市場(chǎng)占有率逐步提高。2022年，天岳先進(jìn)與國(guó)內(nèi)外多家汽車電子、電力電子器件等領(lǐng)域的知名客戶簽署了長(zhǎng)期協(xié)議，這也為其2023年-2025 年的銷售增長(zhǎng)提供持續(xù)動(dòng)力。同時(shí)，隨著上海臨港智慧工廠即將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，預(yù)計(jì)公司在功率SiC領(lǐng)域?qū)@得更大的市場(chǎng)影響力。

導(dǎo)電型和半絕緣型SiC襯底的用途

（信息來(lái)源：天岳先進(jìn)）

隨著國(guó)產(chǎn)SiC襯底材料廠商的發(fā)展，國(guó)外SiC廠商感受到了一定的危機(jī)，據(jù)Digitimes的報(bào)道，為應(yīng)對(duì)來(lái)自中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，歐洲、美國(guó)SiC襯底供應(yīng)商對(duì)亞洲客戶小幅下調(diào)價(jià)格。

據(jù)了解，除了上述這2家SiC襯底廠商外，國(guó)內(nèi)還有多家SiC襯底廠商正在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得突破，如爍科晶體、晶盛機(jī)電、南砂晶圓、同光股份、天科合達(dá)、科友半導(dǎo)體、乾晶半導(dǎo)體等已成功研制出8英寸SiC襯底。伴隨著SiC襯底的成熟，預(yù)計(jì)成本將進(jìn)一步下降，這對(duì)于整個(gè)SiC產(chǎn)業(yè)而言，也是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

SiC器件廠商PK國(guó)際廠商

其實(shí)不僅是上游的材料廠商，國(guó)產(chǎn)SiC器件廠商通過(guò)加大研發(fā)投入和技術(shù)創(chuàng)新，不斷提升產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，也取得了不俗的成績(jī)，在一些指標(biāo)上已經(jīng)可以與大廠進(jìn)行PK。

在SiC器件領(lǐng)域，根據(jù)Yole 2022年的數(shù)據(jù)，STMicroelectronics（ST）占據(jù)了全球37%的市場(chǎng)份額，成為市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。其次是英飛凌（Infineon）占據(jù)19%的份額，緊隨其后的是Wolfspeed，占據(jù)了16%的份額。在這幾家廠商之后，依次是安森美（ON Semiconductor）、羅姆（ROHM）和三菱電機(jī)（Mitsubishi Electric）。這些廠商共同占據(jù)了全球80%以上的SiC市場(chǎng)份額。然而，隨著國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和國(guó)產(chǎn)SiC器件廠商的崛起，未來(lái)的市場(chǎng)格局可能會(huì)發(fā)生一定的變化。

從SiC器件的技術(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要有平面柵和溝槽柵兩種不同的結(jié)構(gòu)類型，溝槽柵能大大提升器件參數(shù)、可靠性及壽命，但是其更復(fù)雜，因此制造成本也更高。目前大多數(shù)SiC器件廠商都是采用平面型為主，不過(guò)也基本都在向溝槽型結(jié)構(gòu)上探索，具體可以查看《中國(guó)SiC，挖坑了嗎？》。國(guó)內(nèi)廠商中也不乏有在溝槽型結(jié)構(gòu)研究的廠商，如安海半導(dǎo)體在2022年初成功研發(fā)出第一代溝槽柵SiC MOS、芯科半導(dǎo)體已成功開(kāi)發(fā)了溝槽型SiC MOSFET功率芯片。中車時(shí)代和芯粵能都已開(kāi)始布局溝槽柵SiC MOSFET芯片產(chǎn)線。

國(guó)產(chǎn)SiC器件廠商通過(guò)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品優(yōu)化，逐漸獲得了市場(chǎng)的認(rèn)可和好評(píng)。在量產(chǎn)上車方面，國(guó)內(nèi)SiC器件廠商也已經(jīng)開(kāi)始嶄露頭角。有研究分析機(jī)構(gòu)表示，2023年是國(guó)內(nèi)SiC MOSFET打入汽車供應(yīng)鏈的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，2025年國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET將迎來(lái)大規(guī)模上車之年。

2022年派恩杰實(shí)現(xiàn)供貨3.6kk SiC MOSFET芯片，據(jù)悉，派恩杰的SiC MOSFET產(chǎn)品絲毫不遜色國(guó)外，具有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的HDFM指標(biāo)和較低的開(kāi)關(guān)損耗，以及在高溫運(yùn)行下有較高的效率和較小的體積。

中電科55所SiCMOSFET也已經(jīng)被包括一汽紅旗等多家國(guó)內(nèi)車企所采用，裝車量達(dá)百萬(wàn)輛。今年4月17日，中電科55所與一汽聯(lián)合研發(fā)的首款750VSiC功率芯片完成流片，據(jù)悉，該芯片技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

國(guó)產(chǎn)SiC器件廠商在追趕和超越國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的道路上取得了重要進(jìn)展，但仍需要不斷努力以確保其長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。SiC是一場(chǎng)持久戰(zhàn)，對(duì)于國(guó)內(nèi)SiC廠商而言，諸如ST和三安的這種中外合作無(wú)疑是一條“鯰魚(yú)”般的存在。它一方面對(duì)產(chǎn)業(yè)而言發(fā)展具有很大的促進(jìn)作用，合作將競(jìng)相推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)合作，也將進(jìn)一步加快國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。但國(guó)內(nèi)一眾SiC器件供應(yīng)商面臨的競(jìng)爭(zhēng)也越發(fā)激烈，尤其是在8英寸領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，他們需要進(jìn)一步提升自身的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品質(zhì)量，加大研發(fā)投入，不斷創(chuàng)新，以抓住SiC熱潮帶來(lái)的機(jī)遇。

寫在最后

如今，無(wú)論是上游材料、晶圓代工廠、器件、封裝，國(guó)內(nèi)在SiC的各個(gè)細(xì)分供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)都已有玩家在積極參與，并逐漸占據(jù)了市場(chǎng)份額。雖然國(guó)內(nèi)還缺少一個(gè)領(lǐng)先的IDM，但是卻可以利用整體的制造能力來(lái)趕超國(guó)外。隨著SiC技術(shù)的不斷突破和國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的完善，國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)有望進(jìn)一步壯大并在全球競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)更有利的地位。

-End-