全球碳化硅產(chǎn)業(yè)迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)
全球碳化硅產(chǎn)業(yè)迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)
全球碳化硅產(chǎn)業(yè)概況
隨著電動(dòng)汽車、新能源、5G通信乃至云計(jì)算的加速普及，全球市場(chǎng)對(duì)功率半導(dǎo)體的需求快速飆升。以碳化硅（SiC）為代表的第三代化合物半導(dǎo)體具有耐高壓、低損耗、高頻三大優(yōu)勢(shì)，能顯著提升模組效率并減少體積。
全球碳化硅市場(chǎng)正處于高速成長(zhǎng)階段，2025年市場(chǎng)規(guī)模有望較2020年翻5倍，從12億美元增長(zhǎng)至60億美元，對(duì)應(yīng)復(fù)合增長(zhǎng)率為38.2%。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，僅全球新能源汽車市場(chǎng)對(duì)碳化硅器件及模塊的需求就將達(dá)到30.1億美元，占據(jù)市場(chǎng)規(guī)模的一半。隨著中國(guó)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勢(shì)崛起，中國(guó)將占據(jù)碳化硅市場(chǎng)的重要份額。
歐洲碳化硅產(chǎn)業(yè)格局
從全球格局來(lái)看，碳化硅產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)歐、美、日三足鼎立的局面，其中歐洲在設(shè)計(jì)、制造、器件等領(lǐng)域具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)前十名中，排名第一的德國(guó)英飛凌、第二名的美國(guó)安森美半導(dǎo)體和第三名的瑞士意法半導(dǎo)體地位十分穩(wěn)固，其中英飛凌碳化硅部門2021年?duì)I收約為2億美元，市場(chǎng)份額約為20%。
歐洲廠商正通過(guò)垂直化整合，加大擴(kuò)產(chǎn)力度，不斷強(qiáng)化在該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。今年2月，英飛凌宣布投資超過(guò)20億歐元，擴(kuò)大在馬來(lái)西亞的碳化硅和氮化鎵工廠產(chǎn)能，將在2024年下半年投入運(yùn)營(yíng)；意法半導(dǎo)體表示將在未來(lái)4年內(nèi)大幅提高晶圓產(chǎn)能，計(jì)劃到2024年將碳化硅晶圓產(chǎn)能提高到2017年的10倍；安森美半導(dǎo)體2021年以約26.87億人民幣正式收購(gòu)碳化硅襯底廠商GTAT，并將碳化硅產(chǎn)能擴(kuò)充4倍以上。2021年11月，德、法等歐洲七國(guó)的34家實(shí)體聯(lián)合發(fā)起“碳化硅價(jià)值鏈項(xiàng)目”，在歐洲建立完整可控的碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈，維持從材料、襯底、器件、封裝、電力電子應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)力。
碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
在碳化硅器件的成本構(gòu)成中，襯底和外延環(huán)節(jié)約占器件總成本的50%和25%，為產(chǎn)業(yè)鏈中價(jià)值量最高的環(huán)節(jié)。據(jù)預(yù)測(cè)，2026年全球碳化硅襯底有效產(chǎn)能約為330萬(wàn)片，距離同年的襯底629萬(wàn)片的需求量尚有較大差距，在業(yè)內(nèi)形成穩(wěn)定且高良率規(guī)模化出貨前，整個(gè)行業(yè)都將持續(xù)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的格局。
當(dāng)前絕大多數(shù)用于功率半導(dǎo)體器件的碳化硅襯底都是6英寸，根據(jù)業(yè)內(nèi)觀點(diǎn)，5年內(nèi)6英寸碳化硅襯底依然會(huì)扮演主流角色。雖然8英寸碳化硅量產(chǎn)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但基于8英寸在有效面積、芯片合格率、綜合成本等方面的優(yōu)勢(shì)，國(guó)際大廠紛紛加入了8英寸碳化硅襯底開(kāi)發(fā)的行列：英飛凌計(jì)劃在2023年左右開(kāi)始量產(chǎn)8英寸襯底，2025年實(shí)現(xiàn)8英寸碳化硅器件的量產(chǎn)；意法半導(dǎo)體在2021年推出首批8英寸碳化硅晶圓后，宣布將斥資數(shù)億歐元在意大利建立新基地，2024年實(shí)現(xiàn)40% 碳化硅襯底的自主供應(yīng)；法國(guó)Soitec半導(dǎo)體發(fā)布了新款8英寸碳化硅晶圓，并于今年3月啟動(dòng)新晶圓廠建設(shè)，將在2023年下半年投入運(yùn)營(yíng)。截止目前，只有Wolfspeed（全球最主要的碳化硅襯底供應(yīng)商）在美國(guó)紐約州的晶圓廠實(shí)現(xiàn)8英寸碳化硅量產(chǎn)，預(yù)計(jì)在2024年月產(chǎn)能將達(dá)到1.5萬(wàn)片。
國(guó)內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
國(guó)產(chǎn)碳化硅產(chǎn)業(yè)起步較晚，襯底質(zhì)量在部分參數(shù)上比肩國(guó)際龍頭，但在一致性、成品率、成本等方面仍存在不小差距，整體技術(shù)水平相差5-7年，正在通過(guò)加快迭代的方式，不斷追趕國(guó)際廠商。
截止2021年底，國(guó)內(nèi)廠商對(duì)襯底環(huán)節(jié)的投資金額已超240億元，襯底龍頭廠商山東天岳和天科合達(dá)在全球市場(chǎng)份額合計(jì)約為8%，其中主要為用于射頻器件的半絕緣型襯底；三安光電建設(shè)了國(guó)內(nèi)首條碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)線，規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)36萬(wàn)片/年，并已入選《汽車芯片推廣應(yīng)用目錄》。針對(duì)新能源車、光伏等領(lǐng)域的導(dǎo)電型襯底正處于高成長(zhǎng)性市場(chǎng)，供需缺口將維持相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，是現(xiàn)階段國(guó)產(chǎn)替代發(fā)力的焦點(diǎn)區(qū)域。
轉(zhuǎn)載微信公眾號(hào)：半導(dǎo)體工藝與設(shè)備
聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)發(fā)僅為更大范圍傳播，若有異議請(qǐng)聯(lián)系我們修改或刪除：zhangkai@cgbtek.com