向 8 吋進擊,拿下 SiC 的天王山

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吋SiC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。

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。

強勁需求推動SiC加速

根據TrendForce集邦諮詢的數據顯示,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,與同期相比提升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集邦諮詢給出的數據是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,與同期相比提升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集邦諮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。正是基於這兩點,中國的SiC產業正在與全球市場加速融合。

巨頭布局中國市場

TrendForce集邦諮詢的分析師龔瑞驕表示:「目前意法半導體的SiC業務營收居於全球第一,2022年約占36.5%的占比,其客戶涵蓋了特斯拉、比亞迪等眾多新能源車企。」


 

意法半導體的SiC市場占比位列全球第一,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製造主要分布在瑞典、法國、意大利和新加坡四個國家,其中SiC襯底的研發製造位於位於瑞典的北雪平工廠。

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功率模組等。意法的這一格局意味著其前端製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,主要基於多重原因。

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273億人民幣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領域有足夠的沉澱,其擁有國內首條完全垂直整合的碳化矽生產線,產能和營收均居於國內領先地位,是意法半導體在中國布局的理想合作夥伴。

位列第二的英飛凌,也有獨占鰲頭的心。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%全球碳化矽市場占比,而中國合作夥伴是其重要的產能支撐。

5月初,英飛凌與山東天嶽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嶽將為英飛凌供應用於生產SiC半導體的6吋(150mm)碳化矽襯底和晶錠,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占比。未來也將提供200mm直徑碳化矽材料,助力英飛凌向200mm直徑晶圓的過渡。

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160億人民幣,截至2022年已經累計投資77.06億人民幣,項目一期已於2021年6月投產,項目二期將於今年貫通,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6.39億人民幣,與同期相比增長909.48%,並且已經與知名車企簽署晶片戰略採購意向協議總金額達38 億人民幣,已累計簽署SiC MOSFET長期採購協議總金額超70億人民幣。


 

除了三安之外,天科合達、東莞天域、瀚天天成和山東天嶽也都是國內領先的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16萬片碳化矽襯底襯底以及三期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於國產襯底的8吋(200mm)碳化矽(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。

關於如何看待近期國產SiC產業的發展,集邦諮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、天嶽先進簽訂長期供貨協議事件,可以看出國內碳化矽頭部廠商的國際市場能力正在迅速加強。」

向8吋邁進

從技術方面來看,隨著需求的提升,SiC也在從6吋進階到8吋。龔瑞驕表示:「目前碳化矽產業以6吋為主流,占據近80%市場占比,8吋則不到1%。8吋的晶圓尺寸擴展,是進一步降低碳化矽器件成本的關鍵。」

根據TrendForce集邦諮詢之前的調研顯示,若達到成熟階段,8吋單片的售價約為6吋的1.5倍,且8吋能夠生產的晶粒數約為6吋SiC晶圓的1.8倍,晶圓利用率顯著提高。

化合物半導體市場之前對國內主流SiC企業的8吋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吋襯底,包含爍科晶體、晶盛機電、天嶽先進、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吋,英飛凌與兩家國產SiC企業簽訂長約也表明未來將向8吋進發。總體而言,從6吋走向8吋成為產業界的共識。這種願景很好,但想要真正達到量產,卻有很長的路要走。

從成本上來說,8吋有足夠優勢,但良率問題始終是困擾SiC的難題,龔瑞驕表示:「目前6吋SiC襯底國內的良率大概有40%,海外大概60~70%,在8吋方面,近年來國際大廠積極推進8吋產線建設,現階段僅Wolfspeed一家步入量產,且實際進展並不如預期。」

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澱,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占比,另一方面也可以提升良率,從而將價格下探。



 

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,開闢市場,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,新的挑戰者不斷湧現,它們以創新和突破為武器,力圖顛覆行業格局。

風起雲湧之中,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。

(來源:化合物半導體市場青隱)

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