電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）近年來，SiC功率器件的大規(guī)模上車，國內(nèi)外廠商的SiC襯底、器件的產(chǎn)能擴充項目也在加速推進。例如業(yè)界龍頭Wolfspeed在2022年4月啟用了位于Mohawk Valley的SiC晶圓廠，并開始投產(chǎn)8英寸SiC襯底。又在今年1月份與采埃孚合作，斥資超20億歐元在德國薩爾州建廠。

在國際大廠布局的同時，國產(chǎn)碳化硅廠商也在加速追趕，爭搶當下最火熱的汽車、儲能等市場。2022年國內(nèi)已有不少SiC擴產(chǎn)項目啟動、竣工，進入2023年，碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈在投融資發(fā)方面也是動作頻頻。那么，當下國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況如何，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展瓶頸又是在哪呢，在汽車市場的落地情況如何？

器件環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率大大提升，襯底、外延環(huán)節(jié)還需加快技術(shù)攻堅

由于采用碳化硅晶片作為襯底制造的半導體器件具有高功率、耐高壓、耐高溫等優(yōu)勢，可用于新能源汽車、光伏、儲能、電源、軌道交通等領(lǐng)域，其中新能源汽車的應(yīng)用占比達到六成作用，是對碳化硅的消耗和拉動作用最強的應(yīng)用領(lǐng)域。

但目前，碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈還存在供需失衡的情況。以新能源汽車領(lǐng)域的需求為例進行推算。在需求方面，調(diào)研機構(gòu)Strategy Analytics預(yù)計到2025年全球新能源汽車銷量將達到2240萬輛，假設(shè)每一輛新能源汽車都用上了碳化硅器件，在保守的情況下，高壓平臺的碳化硅需求量會在219萬片，中高壓平臺則會到437萬片。在供給方面，據(jù)三安光電以及市場調(diào)研機構(gòu)的數(shù)據(jù)預(yù)測，預(yù)計2025年全球碳化硅襯底總共是282萬片，其中中國達到89萬片，中國以外的地區(qū)是193萬片。整體來看，產(chǎn)能缺口將達到400萬片以上。

據(jù)中國電子材料協(xié)會根據(jù)投資項目的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，當前規(guī)劃的碳化硅產(chǎn)能是200萬片/年。但實際上投資有衰減，規(guī)劃的產(chǎn)能也大于實際落地的產(chǎn)能，目前實際落地的產(chǎn)能約有11萬片。由此來看，碳化硅供應(yīng)在短期內(nèi)還是相對緊張的。

市場的需求增長對碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈來說是利好消息，這意味著產(chǎn)業(yè)鏈玩家有巨大的市場機會。目前，碳化硅供應(yīng)鏈大致可以分為襯底、外延、器件三大環(huán)節(jié)，器件包括設(shè)計、制造和封測。

在技術(shù)難度上，襯底的技術(shù)難度最大，其次是器件，再是外延。從國際市場來看，Wolfspeed是碳化硅襯底領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，全球市占率位列第一。目前，主流碳化硅襯底尺寸為6英寸，但Wolfspeed、ST、英飛凌等國際大廠也在布局8英寸襯底市場，預(yù)計在未來3~5年會實現(xiàn)8英寸。我國目前是從4英寸向6英寸過渡的階段，值得關(guān)注的是，天岳先進、露笑科技等國內(nèi)企業(yè)也在加速追趕碳化硅襯底8英寸節(jié)點。

“當然這里面有一個瓶頸：上游碳化硅襯底怎么才能做得更成熟，怎么把這個尺寸轉(zhuǎn)移到更大的尺寸。因為如果碳化硅襯底的技術(shù)不成熟，就沒辦法做一個更大晶圓的產(chǎn)業(yè)化制造?！敝须娍?5所化合物產(chǎn)品部副主任劉柱主任在公開演講時提到。

襯底能決定整個碳化硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展格局，因此碳化硅襯底制備是最具關(guān)鍵性的，在Wolfspeed等國際大廠面前，國產(chǎn)玩家還需持續(xù)關(guān)注襯底工藝技術(shù)和良率提升。近兩年的部分投產(chǎn)項目預(yù)計也將逐漸有所成效，包括山東天岳在2022年上市時募資的25億元，將在2026年達產(chǎn)，實現(xiàn)30萬片/年的碳化硅襯底材料產(chǎn)能，東尼電子的碳化硅半導體材料項目將在今年11月投產(chǎn)，實現(xiàn)年產(chǎn)12萬片碳化硅半導體材料。

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外延環(huán)節(jié)的國際主要玩家有科銳、道康寧，國產(chǎn)碳化硅外延片玩家有天域半導體、?？瓢雽w等，國產(chǎn)碳化硅外延片設(shè)備玩家有北方華創(chuàng)、晶盛機電等。在2022年第一季度北方華創(chuàng)的碳化硅外延設(shè)備已售25臺，在手訂單有50臺。今年2月4日，晶盛機電正式發(fā)布了6英寸雙片式碳化硅外延設(shè)備新品。

種種進展表明，國產(chǎn)碳化硅設(shè)備在碳化硅擴產(chǎn)周期內(nèi)也迎來了需求上漲。但賽迪顧問新材料產(chǎn)業(yè)研究中心首席分析師李龍在公開演講時提到，“國產(chǎn)碳化硅設(shè)備廠商的設(shè)備雖然已經(jīng)在市場實現(xiàn)銷售，但是整體來看我國的設(shè)備企業(yè)整體的水平依舊有待提高?！?/p>

在器件環(huán)節(jié)，產(chǎn)品包括SiC二級管、SiCMOSFET、全SiC模塊、SiC混合模塊等，國產(chǎn)代表廠商有瞻芯電子、芯聚能半導體、愛仕特等。目前國際上的碳化硅二極管產(chǎn)品的擊穿電壓涵蓋600V-3300V，國內(nèi)碳化硅二極管已經(jīng)實現(xiàn)650V-1700V的供貨，另外泰科天潤的3300V/50A SBD也已批量生產(chǎn)。李龍認為器件環(huán)節(jié)在設(shè)計上跟國際水平相差不大，主要卡在制造環(huán)節(jié)。目前來看，全球主要產(chǎn)能還是集中在美國龍頭企業(yè)手中。

近三月超14起融資，資本加持碳化硅各產(chǎn)業(yè)鏈

在2023年開年，資本對碳化硅領(lǐng)域的關(guān)注有增無減。根據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年國內(nèi)碳化硅領(lǐng)域有超過30起融資案，合計金額超過33億元。僅僅是在2022年12月，就有7個融資案，包括臻驅(qū)科技、芯聚能、邑文科技、瞻芯電子、南砂晶圓等。進入2023年，從1月份至今，也有7家碳化硅企業(yè)完成融資，設(shè)計碳化硅襯底、外延片以及器件三大環(huán)節(jié)，合計金額超過20億元。

在電子發(fā)燒友網(wǎng)統(tǒng)計的融資案中，融資金額最大的屬天域半導體的B輪融資，約12億元。官方表示，本輪融資資金將繼續(xù)用于增加碳化硅外延產(chǎn)線的擴產(chǎn)以及持續(xù)加大碳化硅大尺寸外延生長研發(fā)投入。

公開資料顯示，天域半導體是國內(nèi)最早實現(xiàn)第三代半導體碳化硅外延片產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，也是國內(nèi)最早實現(xiàn)6英寸外延晶片量產(chǎn)的企業(yè)，從其融資歷程發(fā)現(xiàn)，公司曾獲得哈勃投資、比亞迪等入股。

在碳化硅功率器件領(lǐng)域，昕感科技、派恩杰、翠展微電子、愛仕特均在今年完成超億元的融資，其中愛仕特完成超3億元的A+輪融資，官方表示本輪融資將用于加速車規(guī)級碳化硅功率MOS芯片研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新。在2021年12月，愛仕特宣布公司已量產(chǎn)20余款采用6英寸技術(shù)的650V-3300V全系列 SiC MOSFET 產(chǎn)品，并且與多家車企達成合作。

電子發(fā)燒友網(wǎng)根據(jù)企查查、天眼查數(shù)據(jù)整理

不難發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)碳化硅各個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的廠商在近兩年快速成長，而完整的產(chǎn)業(yè)鏈正是國內(nèi)碳化硅市場發(fā)展的關(guān)鍵。劉柱主任公開表示，目前國內(nèi)化合物半導體以采用IDM模式為主，所以從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，碳化硅襯底國內(nèi)在這一塊也是比較成熟的，雖然在良率、尺寸等方面跟國外還有一些差距，但是整個供應(yīng)鏈是可以保證完整性。此外，從外延到工藝制造，再到封測，國內(nèi)也是具備完整的能力。

碳化硅大廠開展全產(chǎn)業(yè)鏈布局，國產(chǎn)碳化硅企業(yè)與車企合作加速產(chǎn)品落地

在應(yīng)用端，不管是國外企業(yè)還是國內(nèi)企業(yè)，最終的產(chǎn)品能否完成車規(guī)級驗證，順利落地新能源汽車、儲能等終端市場才是最終的目的。在這方面，Wolfspeed與奔馳、通用汽車等，安森美與大眾，還有英飛凌與現(xiàn)代集團，都是合作伙伴，此外英飛凌還將為汽車制造商Stellantis預(yù)留2025年至2030年產(chǎn)能。

意法半導體財報顯示，公司已有82家碳化硅客戶，2022全年在汽車和工業(yè)用碳化硅領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)7億美元的營收，并計劃在2023年超過10億美元。在2022年增加了25 個項目中有 60%是針對汽車客戶的。

碳化硅為大廠們帶來豐厚的回報，預(yù)計在2023年他們將分出更多的精力去打造碳化硅市場。

在國內(nèi)廠商方面，在2022年11月，三安光電披露全資子公司湖南三安與新能源汽車客戶達成合作，湖南三安將從2024年到2027年間為其提供碳化硅芯片，到2027年預(yù)估該金額總數(shù)為38億元（含稅）。據(jù)了解，三安光電也開拓了包括威邁斯、比亞迪、陽光電源、格力等包括汽車、儲能、家電等領(lǐng)域的客戶。

當下，碳化硅市場競爭越來越激烈，可以說2023年的碳化硅市場將是“熱鬧”又“忙碌”。一方面，國內(nèi)廠商在不斷追趕國際廠商技術(shù)的同時，還與國內(nèi)其他廠商之間開展市場份額之爭；另一方面，車企也在搶購有限產(chǎn)能的碳化硅訂單。

談及未來碳化硅市場的發(fā)展趨勢，李龍公開表示，當前龍頭企業(yè)正在加速全產(chǎn)業(yè)鏈布局，像科銳、羅姆等等龍頭企業(yè)都是IDM企業(yè)，這種全產(chǎn)業(yè)鏈布局的方式給他們帶來更大的市場競爭力。隨著碳化硅襯底技術(shù)不斷地完善，襯底企業(yè)有可能會向外延領(lǐng)域延伸，甚至有可能向下游器件制造領(lǐng)域延伸。同時，傳統(tǒng)車規(guī)的供應(yīng)芯片企業(yè)，也有可能通過收并購方式反向向上游環(huán)節(jié)拓展，到時候市場競爭會愈加激烈。

從當下的發(fā)展趨勢來看，碳化硅各個產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)正專注在各自的市場中，當在各自的細分市場站穩(wěn)腳跟時，才會朝著全產(chǎn)業(yè)鏈布局的方向發(fā)展。只不過，汽車廠商向上游延伸已有案例。例如在上述統(tǒng)計的融資事件中，12月份完成Pre-A輪融資的晶能微電子正是吉利投資成立，專注于功率半導體模塊的研發(fā)。

此外，小鵬汽車作為是國內(nèi)率先采用碳化硅技術(shù)的汽車企業(yè)之一，也早已展開布局，并且投資了瞻芯電子等碳化硅企業(yè)。此外，在碳化硅企業(yè)的投融資歷程中，也能看到小米集團、華為以及上汽集團、比亞迪等車企的身影。例如瞻芯電子的A++輪融資獲得了小米集團以及廣汽投資等機構(gòu)的投資。天域半導體的天使輪、A輪以及A+輪都出現(xiàn)了哈勃投資、比亞迪的身影。

總結(jié)

由于第三代半導體的材料相較于第一代、第二代有非常優(yōu)異的性能優(yōu)勢，2023年碳化硅功率器件在下游終端滲透率將越來越快，下游應(yīng)用呈爆發(fā)式增長。在碳化硅上游，碳化硅襯底、外延以及器件廠商備受資本關(guān)注，新品迭代加快，并且在與車企合作的過程中加速產(chǎn)品落地。