在新能源汽车、光伏、储能等市场持续推动下,国产碳化硅产业商业化持续推进,获得国际功率半导体巨头青睐和结盟,积极追赶更为先进的8英寸工艺节点,碳化硅产品价格有望步入“甜蜜点”。另一方面,碳化硅产业呈现跑马圈地的扩张态势,竞争日趋激烈,甚至有头部厂商已经喊话碳化硅创业窗口期已经接近关闭。
“在碳化硅产业链当中,目前国内与国际差距最小的是碳化硅衬底,除了一些特别高端的衬底材料外,国内衬底已可大规模出口。”北京大学宽禁带半导体研究中心主任沈波教授日前在集邦咨询第三代半导体前沿趋势研讨会上介绍。
今年5月,天岳先进、天科合达签约英飞凌,供货碳化硅6英寸衬底、合作制备8英寸衬底,6月三安光电与意法半导体结盟升级,斥资32亿美元共建8英寸碳化硅外延、芯片合资代工厂,并计划通过三安光电全资子公司,投入70亿元建设年产48万片/年的8英寸碳化硅衬底。近日中电化合物也宣布与韩国power master签订了长期供应8英寸在内的碳化硅材料的协议,公司预计未来3年碳化硅产能将达到8万片。
在碳化硅产业链中,碳化硅衬底和外延片的价值量占比超过一半,并且成为决定碳化硅器件品质的关键,市场由美国wolfspeed(科锐公司)、coherent(原贰陆公司)和日本罗姆等厂商垄断。碳化硅衬底单晶材料可分为导电型衬底和半绝缘型衬底。其中,导电型衬底主要应用于电动汽车、新能源、储能等碳化硅电力电子器件领域。
今年来,国际功率半导体巨头已经频频联手国产碳化硅衬底、材料等环节巨头,进军8英寸碳化硅。这背后,一方面是国际龙头对国产碳化硅衬底厂商技术进步的认可,另一方面也是看中中国新能源市场机遇,寻求本地化供应。据接近三安意法半导体合资事项人士向证券时报记者透露,意法半导体和三安光电在重庆建厂,正是瞄准中国的汽车市场,重庆拥有长安等车企,方便就近供应客户。
根据yole预测,2021~2027年全球碳化硅功率器件市场规模有望从10.9亿美元增长到62.97亿美元,保持年均34%的复合增速。其中,车规级市场是碳化硅最主要的应用场景,有望从2021年6.85亿美元增长至2027年49.86亿美元。
在新能源产业强劲需求下,全球碳化硅产业步入高速成长期,碳化硅衬底仍处于供不应求状态。而碳化硅衬底在功率元器件中成本占比接近50%,成为决定品质的关键环节,也成为国际巨头布局碳化硅产业的抓手之一,纷纷抢占8英寸先机,甚至将量产时点提前至今年。
意法半导体此前就与soitec合作来量产8英寸sic衬底;碳化硅衬底龙头wolfspeed在去年、今年相继启动两座8英寸碳化硅工厂;日本半导体厂商罗姆预计将于2023年开始量产8英寸碳化硅衬底;德国功率半导体厂商英飞凌计划在2023年开始量产8英寸衬底,2025年量产8英寸碳化硅器件;coherent在2022年3月宣布将在美国伊斯顿大规模建设近30万平方英尺的工厂,以扩大6英寸和8英寸sic衬底和外延晶片的生产。
业内人士介绍,wolfspeed和罗姆早在2015、2016年左右就已经发布了8英寸碳化硅产品,但是8英寸产品大规模的验证和导入是近一两年才开始的,国内的衬底厂家也是紧随其后,在2022年开始相继发布8英寸产品,逐步缩小与国外差距。