2022年，在全球碳中和戰(zhàn)略及新能源產(chǎn)業(yè)鏈全面進(jìn)入加速狂奔期的背景下，碳化硅作為寬禁帶半導(dǎo)體的代表，正式爆發(fā)。
市場端，2022年中國新能源汽車市場占有率已達(dá)25%，提前完成2025年達(dá)25%目標(biāo)，同時受益于800V高壓化發(fā)展，車用碳化硅需求迅猛上升。除汽車外，光伏、儲能、電網(wǎng)側(cè)、快充等市場對碳化硅的需求也日益增長，碳化硅市場迎來新的歷史機(jī)遇。
供應(yīng)端，受益于終端需求的大幅增長，碳化硅產(chǎn)業(yè)也迎來爆發(fā)。從最上游的襯底外延材料，到晶圓代工、器件封測，再到碳化硅模塊封裝，全線需求激增。市場需求的爆發(fā)也是一柄雙刃劍，一面是已經(jīng)預(yù)定到2024-2025年的訂單，一面是因?yàn)楫a(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)不及時從而產(chǎn)生的交付問題。碳化硅的供應(yīng)鏈穩(wěn)定成為上下游共同關(guān)注的焦點(diǎn)。
市場催生競爭。在產(chǎn)品推動市場規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時，碳化硅產(chǎn)業(yè)也迎來諸多新的突破。多家企業(yè)碳化硅器件工藝優(yōu)化進(jìn)步，8英寸碳化硅襯底產(chǎn)品頻頻推出，多個客戶迎來超大金額訂單，不斷有新的項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)進(jìn)入，也讓產(chǎn)業(yè)鏈上的競爭變得激烈起來。
在下游需求帶動下，SiC襯底正在從6英寸開始向8英寸推進(jìn)，更大的襯底尺寸，意味著單片SiC晶圓能夠制造出的芯片數(shù)量更多，晶圓邊緣浪費(fèi)減少，單芯片成本降低。
2022年是國內(nèi)8吋SiC集體“爆發(fā)”的一年，3月份，爍科率先對外發(fā)布“8英寸N型SiC拋光片的小批量生產(chǎn)”之后，截止目前已有8家國內(nèi)企業(yè)對外發(fā)布了8英寸產(chǎn)品。
按照目前國內(nèi)相關(guān)企業(yè)在8英寸SiC襯底上的進(jìn)度，顯然再一次拉近了在SiC襯底上與國際領(lǐng)先水平的距離。相較于6英寸襯底量產(chǎn)的7年時間差，如果進(jìn)度理想的話，8英寸SiC襯底量產(chǎn)時間與海外龍頭的差距可能會縮短至3年。
但從實(shí)際情況來看，到底國內(nèi)的8英寸襯底水平如何？國內(nèi)其他企業(yè)暫未發(fā)布具體的數(shù)據(jù)，但國內(nèi)N型襯底龍頭天科合達(dá)在產(chǎn)品發(fā)布時，公布了8英寸產(chǎn)品的官方數(shù)據(jù)，8英寸SiC襯底EPD（蝕坑密度）小于4000/cm2、TSD（螺旋位錯）能達(dá)到100/cm2以下、BPD（基面位錯）達(dá)到200/cm2以下。與Wolfspeed在2021年曾分享過其當(dāng)時8英寸SiC襯底的位錯圖作比較，Wolfspeed發(fā)布的TSD和BPD分別為289/cm2和684/cm2，單從這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)上，確實(shí)天科合達(dá)的8英寸襯底已經(jīng)超過Wolfspeed去年公布的數(shù)據(jù)。
不過目前天科合達(dá)公布的產(chǎn)品指標(biāo)，顯然距離大規(guī)模量產(chǎn)還有一段距離，最終的量產(chǎn)產(chǎn)品如何最快都要明年小規(guī)模量產(chǎn)，送樣下游外延或器件廠商后才能做出判斷。現(xiàn)階段從下游廠商對6英寸SiC襯底產(chǎn)品的反饋來看，國內(nèi)供應(yīng)商產(chǎn)品的缺陷、良率相比海外龍頭還有一定距離。
在全球汽車電動化熱潮下，碳化硅成為市場追逐的熱點(diǎn)，堪稱半導(dǎo)體界的“小紅人”。今年來，SiC上下游企業(yè)更是開啟“搶單”模式，多個大金額的訂單頻頻出現(xiàn)。
國外市場以英飛凌為例，除了對外公布已與全球汽車制造商Stellantis簽署諒解備忘錄外，英飛凌的碳化硅客戶還有現(xiàn)代汽車、小鵬汽車、上汽等多個車企。英飛凌將在2025-2030年預(yù)留產(chǎn)能，向上述客戶提供碳化硅功率半導(dǎo)體。
英飛凌也正在通過大量采購或者投資為行業(yè)加速的需求做準(zhǔn)備。襯底外延材料端，已與Wolfspeed、GTAT、II-VI、昭和電工以及國內(nèi)某外延企業(yè)達(dá)成合作，2024年，英飛凌新的SiC技術(shù)晶圓廠將在馬來西亞居林開始生產(chǎn)，該廠將按照英飛凌的多基地戰(zhàn)略，補(bǔ)充奧地利菲拉赫的現(xiàn)有制造能力。
國外車用市場，國基南方、瞻芯、愛仕特等企業(yè)已向車企開始批量供貨，除主驅(qū)市場外，車用OBC、DCDC、電動空調(diào)壓縮機(jī)等多個領(lǐng)域均已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，瞻芯更是在對外的報(bào)道中稱，公司今年將實(shí)現(xiàn)近億元的營收。
襯底方面，天岳的13.93億訂單徹底引爆市場，目前國內(nèi)襯底的主流企業(yè)天科合達(dá)、爍科、同光等訂單均已飽和，正在加緊擴(kuò)產(chǎn)步伐。據(jù)統(tǒng)計(jì)，明年國內(nèi)碳化硅襯底產(chǎn)能將突破70萬片。
隨著新能源汽車的加速滲透，碳化硅技術(shù)的重要性愈發(fā)凸顯。安森美、Wolfspeed、意法半導(dǎo)體等碳化硅領(lǐng)域主導(dǎo)企業(yè)，均發(fā)表了對行業(yè)發(fā)展的積極展望，并計(jì)劃投資擴(kuò)大產(chǎn)能。碳化硅大廠間的新一輪卡位之戰(zhàn)正在展開。
以碳化硅龍頭廠商為例，安森美今年的擴(kuò)產(chǎn)步伐正在大步走。9月初，其宣布將在美國北卡羅來納州建造一座價值數(shù)十億美元的新工廠，預(yù)計(jì)2030年完工。此前，Wolfspeed還在美國紐約州建設(shè)全球首座8英寸碳化硅工廠，總投資達(dá)到50億美元。Wolfspeed公司首席技術(shù)官John Palmour表示，新工廠實(shí)際最終將使我們的碳化硅晶圓制造能力增加13倍。另一家碳化硅大廠安森美的行動也絲毫不慢。9月21日，安森美在捷克Roznov擴(kuò)建的碳化硅工廠落成，未來兩年內(nèi)該廠的產(chǎn)能將逐步提升。8月份，安森美位于美國新罕布什爾州哈德遜的碳化硅工廠建成投產(chǎn)，該廠將使安森美到2022年底的碳化硅晶圓產(chǎn)能同比增加5倍。安森美還在韓國京畿道富川市投資10億美元，建立一座新的研究中心和晶圓制造廠，預(yù)計(jì)2025年投產(chǎn)。英飛凌同樣也沒有落于下風(fēng)，2月17日，英飛凌官網(wǎng)宣布，將投資超過20億歐元（合計(jì)約144億人民幣）擴(kuò)大SiC和GaN半導(dǎo)體的產(chǎn)能，今年6月開始動工。
中國本土企業(yè)在碳化硅方面的投資熱情也非常高。中車、斯達(dá)、士蘭微、積塔等企業(yè)均有不同的碳化硅產(chǎn)能布局，全年更是不斷有新的項(xiàng)目涌入賽道。襯底市場更是在下游需求爆發(fā)的背景下大力擴(kuò)產(chǎn)，國內(nèi)天岳、天科等頭部企業(yè)產(chǎn)能布局均已逼近50萬片大關(guān)。
今年這一年對于碳化硅產(chǎn)業(yè)而言，是充滿希望與挑戰(zhàn)的一年。一面是時代巨輪滾滾向前帶來的巨大機(jī)遇，一面是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，供應(yīng)鏈不穩(wěn)的現(xiàn)狀。產(chǎn)業(yè)鏈上下游在汽車和新能源揚(yáng)起的塵光里摸索向前。
越來越多的企業(yè)、越來越多的資金投入進(jìn)這個說起來并不寬廣的賽道，這無異于對于改善碳化硅器件良率，降低制造成本，有著非常重要的促進(jìn)作用，隨著這些限制碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸被消除，碳化硅器件市場的爆發(fā)點(diǎn)也在逐步臨近。