向8英寸進擊,拿下SiC的天王山

作者 | 發布日期 2023 年 06 月 13 日 17:20 | 分類 碳化硅SiC

6月7日,平地一聲驚雷,一則合資建廠的消息震動整個SiC市場,三安光電和意法半導體兩位主角宣布,將斥資50億美元在重慶建立一座8英寸SiC器件廠,在此基礎上,三安光電再配套建一座襯底廠。根據意法半導體的估算,到2030年該廠將幫助意法半導體實現50億美元的SiC營收,作為對比,2022財年,Wolfspeed的營收為7.462億美元,同比增長42%。

此次意法半導體聯合三安光電共建SiC市場,一方面展示了其在SiC市場的雄心壯志,另一方面也是加深在中國市場的布局。近幾年,隨著光伏、新能源汽車的發展,中國在整個新能源產業中占據著舉足輕重的地位。

01強勁需求推動SiC加速

根據TrendForce集邦咨詢的數據顯示,預估2023年全球光伏裝機需求將大幅提升,新增裝機需求可達351 GW,年增53.4%。而中國依然是全球最大的市場,裝機量將達到148.9GW,同比提升73.5%,為全球光伏的增長提供核心動能。

在新能源汽車方面,TrendForce集邦咨詢給出的數據是2022年全球新能源車銷售量約1,065萬輛,年增63.6%,中國是第一大市場,占比達到63%,預估2023年全球新能源汽車的銷量將達到1451萬輛,同比提升36.2%。

在下游需求的強勁帶動之下,全球的SiC產業進入高速增長階段。TrendForce集邦咨詢旗下化合物半導體研究處預測,到2026年,全球SiC功率組件的市場產值將達到53.28億美元,主流應用仍倚重電動汽車及再生能源,電動汽車產值可達39.8億美元、CAGR約38%;再生能源達4.1億美元、CAGR約19%。

從以上三組數據不難看出兩點,第一,在電動車與新能源的強勢帶動下,全球的SiC會持續高速增長,第二,SiC市場不能沒有中國。正是基于這兩點,中國的SiC產業正在與全球市場加速融合。

02巨頭布局中國市場

TrendForce集邦咨詢的分析師龔瑞驕表示:“目前意法半導體的SiC業務營收居于全球第一,2022年約占36.5%的份額,其客戶涵蓋了特斯拉、比亞迪等眾多新能源車企?!?/p>

意法半導體的SiC市場份額位列全球第一,但仍有較大成長空間,這個空間很大程度來自中國。但目前意法半導體的前端制造主要分布在瑞典、法國、意大利和新加坡四個國家,其中SiC襯底的研發制造位于位于瑞典的北雪平工廠。

在中國市場中,意法半導體僅在深圳有一個封測廠,其主要是封裝存儲器、標準線性器件、VIPower器件以及SiC功率模塊等。意法的這一格局意味著其前端制造距離中國市場還是有點遠,這也是此次意法與三安合作的重要原因。

更深入來看,意法之所以選擇與三安光電合作而非完全自建,主要基于多重原因。

首先當前的中國市場被巨頭環伺,誰能最快投產,誰就可以搶占先機;第二點,建廠的273億元可以與三安進行共攤,能夠緩解意法的資金壓力;其次,三安光電本身在SiC領域有足夠的沉淀,其擁有國內首條完全垂直整合的碳化硅生產線,產能和營收均居于國內領先地位,是意法半導體在中國布局的理想合作伙伴。

位列第二的英飛凌,也有獨照鰲頭的心。根據其規劃,在2027年英飛凌的SiC產能將增長10倍,力爭在2030年達成30%全球碳化硅市場份額,而中國合作伙伴是其重要的產能支撐。

5月初,英飛凌與山東天岳和天科合達簽訂了長期供貨協議,根據協議天科合達和山東天岳將為英飛凌供應用于生產SiC半導體的6英寸(150mm)碳化硅襯底和晶錠,兩家企業的供應量均將占到英飛凌未來長期預測需求的兩位數份額。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。

03國產SiC進擊

目前國內的一些SiC企業雖然與龍頭仍有差距,但乘著新能源的東風,國產SiC企業正在加速布局,業績穩步上升。

以三安光電為例,其子公司湖南三安業務以SiC為主,該項目總投資160億元,截至2022年已經累計投資77.06億元,項目一期已于2021年6月投產,項目二期將于今年貫通,屆時三安光電的SiC年產能將達到36萬片。

根據其財報顯示,2022年湖南三安的銷售收入達到了6.39億元,同比增長909.48%,并且已經與知名車企簽署芯片戰略采購意向協議總金額達38 億元,已累計簽署SiC MOSFET長期采購協議總金額超 70 億元。

除了三安之外,天科合達、東莞天域、瀚天天成、和山東天岳也都是國內領先的SiC企業,且都是華為入股的公司。這四大企業大多數在過去半年傳出好消息,天科合達與英飛凌簽訂長訂單之前,就已經計劃在在徐州經開區啟動子公司江蘇天科合達二期年產16萬片碳化硅襯底襯底以及三期100萬片外延片項目建設。

瀚天天成則在今年3月表示,已經和廈大等單位合作實現了基于國產襯底的8英寸(200mm)碳化硅(SiC)同質外延生長。而另一家企業東莞天域則在去年年底獲得12億融資,金額數量達到了部分SiC 企業營收的接近3倍。

關于如何看待近期國產SiC產業的發展,集邦咨詢分析師龔瑞驕表示:“此次合作體現了三安光電的襯底質量以及一體化量產能力已經得到了國際客戶的認可。再結合近期英飛凌分別與天科合達、天岳先進簽訂長期供貨協議事件,可以看出國內碳化硅頭部廠商的國際市場能力正在迅速加強?!?/p>

04向8英寸邁進

從技術方面來看,隨著需求的提升,SiC也在從6英寸進階到8英寸。龔瑞驕表示:“目前碳化硅產業以6英寸為主流,占據近80%市場份額,8英寸則不到1%。8英寸的晶圓尺寸擴展,是進一步降低碳化硅器件成本的關鍵?!?/p>

根據TrendForce集邦咨詢此前的調研顯示,若達到成熟階段,8英寸單片的售價約為6英寸的1.5倍,且8英寸能夠生產的晶粒數約為6英寸SiC晶圓的1.8倍,晶圓利用率顯著提高。

化合物半導體市場此前對國內主流SiC企業的8英寸襯底進度進行了統計,目前國內有10家企業和機構在研發8英寸襯底,包含爍科晶體、晶盛機電、天岳先進、南砂晶圓、同光股份、中科院物理所、山東大學、天科合達、科友半導體、乾晶半導體等。其中爍科晶體、天科合達以及晶盛機電相對來說進度比較快。

在國際市場中,我們也可以看到此次意法和三安的合作主要集中在8英寸,英飛凌與兩家國產SiC企業簽訂長約也表明未來將向8英寸進發??傮w而言,從6英寸走向8英寸成為產業界的共識。這種愿景很好,但想要真正達到量產,卻有很長的路要走。

從成本上來說,8英寸有足夠優勢,但良率問題始終是困擾SiC的難題,龔瑞驕表示:“目前6英寸SiC襯底國內的良率大概有40%,海外大概60~70%,在8英寸方面,近年來國際大廠積極推進8英寸產線建設,現階段僅Wolfspeed一家步入量產,且實際進展并不如預期?!?/p>

提升良率是降低成本的關鍵,同時也是SiC繼續大規模鋪開的關鍵。提升良率一方面依賴技術創新與技術沉淀,另一方面,在擴大產能之下,可以通過學習曲線和規模優勢,達到快速降低平均成本的目的。所以目前各大SiC企業積極擴產,一方面可以擴大市場份額,另一方面也可以提升良率,從而將價格下探。

05總結

百花齊放之下,每個SiC企業都胸藏笑傲江湖的決心,刀含四尺影,劍抱七星文,開辟市場,又似謀略家縱橫捭闔謀求最大利益,各自展現出獨特的技術優勢和市場競爭力。誠然,一些公司已取得領先地位,執行業牛耳。然而,市場格局總是瞬息萬變,新的挑戰者不斷涌現,它們以創新和突破為武器,力圖顛覆行業格局。
風起云涌之中,更小的器件,更大的晶圓尺寸,更高的功率密度不斷浮現,競爭推動技術進步,也推動SiC價格下降,而隨著競爭的不斷升級,SiC市場將沒有中場休息。(文:集邦化合物半導體 青隱)

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