碳化硅“狂飆”:追趕、內(nèi)卷、替代
在過(guò)去的幾年,半導(dǎo)體市場(chǎng)無(wú)疑經(jīng)歷了巨大的波折。
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從缺芯潮緩解轉(zhuǎn)向下游市場(chǎng)需求疲軟,芯片行業(yè)步入下行周期。無(wú)論是終端市場(chǎng)的低迷,還是各類技術(shù)無(wú)法突破瓶頸的現(xiàn)狀,以及供需關(guān)系的惡化,都掣肘了行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
在半導(dǎo)體賽道的周期性“寒冬”之下,各家企業(yè)相繼采取措施,減產(chǎn)、縮減投資等逐漸成為行業(yè)廠商度過(guò)危機(jī)的主要方式之一。
在此背景下,碳化硅(SiC)市場(chǎng)的建廠擴(kuò)產(chǎn)熱潮卻愈演愈烈。
碳化硅作為目前半導(dǎo)體行業(yè)的熱門(mén)投資領(lǐng)域之一,無(wú)數(shù)成名已久的IDM大廠,F(xiàn)abless新銳以及初創(chuàng)企業(yè)紛至沓來(lái),試圖從碳化硅價(jià)值鏈的各方面切入這個(gè)前景看好的半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域。
碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈提速
作為第三代半導(dǎo)體材料,碳化硅相較于硅材料,具有大禁帶寬度、高擊穿電場(chǎng)、高飽和電子漂移速度、高熱導(dǎo)率、高抗輻射等特點(diǎn),適合制造高溫、高壓、高頻、大功率的器件。
當(dāng)前從光伏到新能源汽車(chē),碳化硅下游市場(chǎng)需求旺盛,特別是隨著電動(dòng)汽車(chē)和新能源需求的持續(xù)增長(zhǎng),對(duì)SiC材料的需求呈現(xiàn)出井噴式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。國(guó)產(chǎn)碳化硅正在從產(chǎn)業(yè)化向商業(yè)化加速邁進(jìn)。
從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看,SiC產(chǎn)業(yè)鏈條較長(zhǎng),涉及襯底、外延、器件設(shè)計(jì)、器件制造和封測(cè)等一系列環(huán)節(jié),各個(gè)環(huán)節(jié)的專業(yè)性要求較強(qiáng),同時(shí)對(duì)技術(shù)和資本投入的要求也很高。
其中,碳化硅襯底和外延片的價(jià)值量占比超過(guò)一半,襯底成本最大,占比達(dá)47%;其次是外延成本占比為23%,成為決定碳化硅器件品質(zhì)的關(guān)鍵。
襯底即通過(guò)沿特定的結(jié)晶方向?qū)⒕w切割、研磨、拋光,得到具有特定晶面和適當(dāng)電學(xué)、光學(xué)和機(jī)械特性的潔凈單晶圓薄片,用于生長(zhǎng)外延層,可分為半絕緣型及導(dǎo)電型。
SiC襯底市場(chǎng)高度集中,全球襯底前三名是Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ、Rohm。國(guó)外廠商在兩類襯底市場(chǎng)中均占有主要份額。從半絕緣型SiC襯底市場(chǎng)份額來(lái)看,Wolfspeed、II-VI和山東天岳三家公司平分秋色,各占據(jù)約30%的市場(chǎng)份額。從導(dǎo)電型SiC襯底的市場(chǎng)份額來(lái)看,Wolfspeed占據(jù)超60%的市場(chǎng)份額,在SiC單晶市場(chǎng)價(jià)格和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上有極大話語(yǔ)權(quán),天科合達(dá)和山東天岳占比僅為1.7%和0.5%。
外延環(huán)節(jié)主要是在碳化硅襯底上,經(jīng)過(guò)外延工藝生長(zhǎng)出的特定單晶薄膜,襯底晶片和外延薄膜合稱外延片。
在半絕緣型碳化硅襯底上生長(zhǎng)氮化鎵外延層制得碳化硅基氮化鎵(GaN-on-SiC)外延片,可制成微波射頻器件,應(yīng)用于5G通信等領(lǐng)域;在導(dǎo)電型碳化硅襯底上生長(zhǎng)碳化硅外延層(SiC-on-SiC)制得碳化硅外延片,可制成功率器件,應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)、新能源、儲(chǔ)能、軌道交通等領(lǐng)域。
SiC外延片屬于行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中間環(huán)節(jié),其中,Wolfspeed、ShowaDenko呈現(xiàn)雙寡頭壟斷市場(chǎng),合計(jì)約占SiC導(dǎo)電型外延片95%的市場(chǎng)份額。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)外延廠商?hào)|莞天域和廈門(mén)瀚天天成等均已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,可供應(yīng)4-6英寸外延片。中電科13所、55所、??瓢雽?dǎo)體等也能供應(yīng)外延片,整體產(chǎn)能仍有較大提升空間。
SiC器件環(huán)節(jié)主要負(fù)責(zé)芯片的制造,整體涉及的流程較長(zhǎng),以集合芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封測(cè)等多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一體的IDM模式最為常見(jiàn)。
在器件制備方面,由于材料的特殊性,器件過(guò)程的加工和硅不同,采用了高溫工藝,包括高溫離子注入、高溫氧化以及高溫退火工藝。
在SiC器件市場(chǎng),歐美廠商占據(jù)主要份額,90%以上份額被國(guó)外公司占據(jù)。根據(jù)Yole 2022年數(shù)據(jù),ST占據(jù)了全球37%的市場(chǎng)份額,成為市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者;其次是英飛凌占據(jù)19%的份額,緊隨其后的是Wolfspeed,占據(jù)了16%的份額。后面依次是安森美、羅姆和三菱電機(jī)等,這些廠商共同占據(jù)了全球80%以上的SiC市場(chǎng)份額,與各大車(chē)企及Tier1廠商互動(dòng)密切。
國(guó)內(nèi)廠商在SiC功率器件領(lǐng)域入局相對(duì)較晚,相關(guān)企業(yè)華潤(rùn)微、士蘭微、斯達(dá)半導(dǎo)、時(shí)代電氣、泰科天潤(rùn)、安徽長(zhǎng)飛先進(jìn)、派恩杰、上海瞻芯、中電科55所及13所等正積極布局碳化硅器件。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)廠商仍處于發(fā)展初期,與國(guó)際巨頭存在一定差距。目前SBD國(guó)內(nèi)已經(jīng)量產(chǎn),但至少相差一代;OBC方面,國(guó)內(nèi)通過(guò)車(chē)企測(cè)試的只有一兩家;MOSFET方面,目前ST、英飛凌、Rohm等600-1700V SiC MOS已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并達(dá)成簽單出貨,而國(guó)內(nèi)目前SiC MOS設(shè)計(jì)已基本完成,多家設(shè)計(jì)廠商正與晶圓廠流片階段,后期客戶驗(yàn)證仍需部分時(shí)間,在電流密度、減薄工藝、可靠性都亟需提升,因此距離大規(guī)模商業(yè)化仍需要時(shí)間。
高景氣行情下,國(guó)產(chǎn)碳化硅市場(chǎng)亟待突圍
整體來(lái)看,目前碳化硅材料和功率器件主要由海外企業(yè)主導(dǎo),國(guó)內(nèi)企業(yè)仍處于發(fā)展初期,與國(guó)際巨頭存在一定差距,正在加速追趕。
據(jù)方正證券測(cè)算,預(yù)計(jì)2026年全球SiC襯底有效產(chǎn)能為330萬(wàn)片,距同年629萬(wàn)片的襯底需求量仍有較大差距。在業(yè)內(nèi)形成穩(wěn)定且較高的良率規(guī)模化出貨前,整個(gè)行業(yè)都將持續(xù)陷于供不應(yīng)求。
SiC晶圓方面,盡管今年全球經(jīng)濟(jì)和其他半導(dǎo)體材料市場(chǎng)普遍出現(xiàn)放緩,但SiC晶圓將持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)。據(jù)TECHCET發(fā)布了最新的碳化硅晶圓材料報(bào)告預(yù)計(jì),SiC晶圓市場(chǎng)將在2023年進(jìn)一步增長(zhǎng),達(dá)到107.2萬(wàn)片晶圓,同比增長(zhǎng)約22%。2022-2027年的整體復(fù)合年增長(zhǎng)率估計(jì)約為17%。
在當(dāng)前全球碳化硅功率市場(chǎng)高景氣行情下,SiC處在爆發(fā)式增長(zhǎng)的前期,擴(kuò)產(chǎn)放量是行業(yè)關(guān)注重點(diǎn)。國(guó)際大廠產(chǎn)能加速擴(kuò)張,都在積極布局SiC市場(chǎng),爭(zhēng)先恐后加碼擴(kuò)產(chǎn)。
英飛凌正著力提升碳化硅產(chǎn)能,以實(shí)現(xiàn)在2030年之前占據(jù)全球30%市場(chǎng)份額的目標(biāo);ST計(jì)劃在2022年前將SiC器件產(chǎn)能擴(kuò)大2.5倍,2023年實(shí)現(xiàn)8英寸SiC晶圓商業(yè)化生產(chǎn);安森美總投資約40億元,計(jì)劃將SiC晶圓產(chǎn)能擴(kuò)大4倍;羅姆投資計(jì)劃2025年前碳化硅功率半導(dǎo)體營(yíng)收超1000億日元/年,產(chǎn)能增加至2021年時(shí)的6倍;按照Wolfspeed規(guī)劃,2026年其導(dǎo)電型襯底的產(chǎn)能可能達(dá)到百萬(wàn)片以上...
不僅國(guó)際巨頭“跑馬圈地”,國(guó)內(nèi)企業(yè)也不甘落后,紛紛布局碳化硅,擴(kuò)張產(chǎn)能,試圖以國(guó)產(chǎn)替代爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額,提升產(chǎn)品的價(jià)值量或出貨量。據(jù)《2022碳化硅(SiC)產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書(shū)》統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)在建、已投產(chǎn)或簽約的SiC晶圓線項(xiàng)目超過(guò)28個(gè)。
雖然市場(chǎng)產(chǎn)銷(xiāo)兩旺,但我國(guó)碳化硅功率器件仍處于早期階段,如何降低成本、穩(wěn)定質(zhì)量、提升良率,是國(guó)產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。
與此同時(shí),國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)模式的差異,技術(shù)差距、設(shè)備挑戰(zhàn)以及國(guó)內(nèi)碳化硅器件中低端“互卷”等問(wèn)題,都一一成為擺在我國(guó)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展面前的難題。
碳化硅“狂飆”:追趕、內(nèi)卷、替代
Fabless還是IDM?
上文提到,從產(chǎn)業(yè)鏈層面初步劃分,整個(gè)SiC產(chǎn)業(yè)鏈主要分為襯底、外延、設(shè)計(jì)、器件和封裝模塊等。
從產(chǎn)業(yè)模式看,與國(guó)外產(chǎn)業(yè)鏈主要以縱向多環(huán)節(jié)整合為主不同,國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)較為分散,除三安光電以及中電科下屬研究所采用產(chǎn)業(yè)鏈全覆蓋模式之外,更多廠商選擇專注于產(chǎn)業(yè)鏈中某個(gè)特定環(huán)節(jié),IDM企業(yè)數(shù)量相對(duì)較少。
眾所周知,IDM、Fabless和Foundry分別代表著半導(dǎo)體芯片行業(yè)的三種運(yùn)營(yíng)模式,是依據(jù)其生產(chǎn)設(shè)計(jì)及制造能力不同而劃分的。通常涉及芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)等若干環(huán)節(jié),半導(dǎo)體芯片企業(yè)負(fù)責(zé)的環(huán)節(jié)不同,也就產(chǎn)生了不同的運(yùn)營(yíng)模式。
在碳化硅芯片領(lǐng)域,目前全球的頭部企業(yè)都是以IDM為主,而國(guó)內(nèi)IDM廠商相對(duì)較少。
對(duì)此,士蘭微器件成品產(chǎn)品線市場(chǎng)總監(jiān)伏友文表示,SiC產(chǎn)業(yè)選擇IDM模式能更好的保障業(yè)務(wù)長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展,是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。IDM模式可有效進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部整合,設(shè)計(jì)研發(fā)和工藝制造平臺(tái)開(kāi)發(fā)同時(shí)開(kāi)展,兩者協(xié)同優(yōu)化可快速識(shí)別和解決產(chǎn)品研發(fā)中遇到的問(wèn)題,縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,對(duì)研發(fā)效率、成本管控、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能供應(yīng)的穩(wěn)定性等方面十分有利,幫助企業(yè)構(gòu)筑核心競(jìng)爭(zhēng)力。
基于IDM模式的優(yōu)勢(shì),IDM企業(yè)華潤(rùn)微的碳化硅產(chǎn)品進(jìn)展順利,去年碳化硅器件整體銷(xiāo)售規(guī)模同比增長(zhǎng)約2.3倍,待交訂單超過(guò)1000萬(wàn)元,投片量逐月穩(wěn)步增加。
士蘭微也是采用IDM模式,旗下士蘭明鎵在去年已實(shí)施“碳化硅功率器件芯片生產(chǎn)線”項(xiàng)目的建設(shè),去年10月,士蘭微籌劃非公開(kāi)發(fā)行募資65億元,募投項(xiàng)目之一便是用于“年產(chǎn)14.4萬(wàn)片碳化硅功率器件生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目”,并在今年4月26日定增獲上交所審核通過(guò)。
士蘭微董事長(zhǎng)陳向東曾在接受采訪時(shí)表示,通過(guò)發(fā)揮IDM一體化優(yōu)勢(shì),士蘭微碳化硅功率器件芯片量產(chǎn)線進(jìn)展順利,已具備月產(chǎn)2000片6英寸SiC芯片的生產(chǎn)能力,預(yù)計(jì)到今年年底SiC芯片生產(chǎn)能力將提升至6000片/月;士蘭SiC MOS芯片性能指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;士蘭微用于汽車(chē)主驅(qū)的碳化硅功率模塊已向國(guó)內(nèi)客戶送樣,爭(zhēng)取在今年年底前上車(chē),同時(shí)士蘭微碳化硅產(chǎn)品在光伏、儲(chǔ)能、充電樁、OBC等領(lǐng)域也已展開(kāi)全面推廣。
更多的廠商嗅到了SiC代工的商機(jī)。2023年5月22日,安徽長(zhǎng)飛先進(jìn)宣布其位于武漢的SiC晶圓廠正式啟動(dòng),據(jù)悉該項(xiàng)目規(guī)模達(dá)年產(chǎn)36萬(wàn)片SiC MOSFET晶圓,包括外延、器件設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝等,預(yù)計(jì)2025年建設(shè)完成。
瞻芯電子也于2020年初啟動(dòng)了碳化硅芯片晶圓廠項(xiàng)目籌備,該工廠于2022年7月正式投片生產(chǎn),標(biāo)志著瞻芯電子由Fabless邁向IDM的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。
國(guó)內(nèi)SiC功率器件的廠商大多有向IDM模式演進(jìn)的趨勢(shì)。
但I(xiàn)DM模式也并非適用于任何企業(yè)。有業(yè)內(nèi)人士指出,目前國(guó)內(nèi)很多碳化硅廠商體量并不大,尚未實(shí)現(xiàn)盈利,若是大規(guī)模建廠的話,運(yùn)營(yíng)成本太高,對(duì)現(xiàn)金流的考驗(yàn)非常大,工藝開(kāi)發(fā)的難度和客戶認(rèn)可度也是問(wèn)題。
因此,仍有一部分碳化硅廠商堅(jiān)持采用Fabless的經(jīng)營(yíng)模式發(fā)展。實(shí)際上,如果能得到代工廠的支持,F(xiàn)abless廠商在設(shè)計(jì)方面確實(shí)更具靈活性,在碳化硅MOS方面的研發(fā)進(jìn)程也較快。同時(shí),代工廠的資質(zhì)也可以為其供應(yīng)鏈可靠性背書(shū)。
以芯粵能為例,其商業(yè)模式就是打造開(kāi)放式Foundry平臺(tái),面向整個(gè)的市場(chǎng)提供代工服務(wù),與整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。芯粵能的碳化硅芯片制造項(xiàng)目總投資額為75億元,建成年產(chǎn)24萬(wàn)片6英寸和24萬(wàn)片8英寸碳化硅晶圓芯片的生產(chǎn)能力,計(jì)劃在2023年5月份交出首批車(chē)規(guī)級(jí)樣品。
芯粵能總裁徐偉表示,“在過(guò)往的兩年里,硅基平臺(tái)產(chǎn)能不足凸顯,尤其是市場(chǎng)需求巨大的功率器件,因此需要碳化硅快速布局并加快擴(kuò)產(chǎn)。這就需要對(duì)國(guó)內(nèi)碳化硅芯片加工平臺(tái)這樣一個(gè)相對(duì)短板來(lái)進(jìn)行補(bǔ)足,芯粵能目前正好踩在市場(chǎng)發(fā)展的節(jié)奏上。
代工廠的出現(xiàn)讓國(guó)內(nèi)一眾SiC參與者有了堅(jiān)固的后盾和彎道超車(chē)的可能性。
另一方面,考慮到新能源汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展周期,碳化硅的需求爆發(fā)期可能就在近三年內(nèi),若是建廠首先得考慮建廠周期和設(shè)備交期,其次是從產(chǎn)線建好投產(chǎn)到穩(wěn)定運(yùn)行也需要花費(fèi)至少3年時(shí)間,還要通過(guò)車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證等,耗時(shí)太久,公司就有可能錯(cuò)過(guò)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的關(guān)鍵窗口期。這也是很多公司短期內(nèi)堅(jiān)持以fabless模式運(yùn)營(yíng)的原因所在。
綜合來(lái)看,IDM和fabless各有優(yōu)勢(shì)。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來(lái)看,業(yè)內(nèi)也一直存在著IDM和Foundry模式的討論?;仡欉^(guò)去的發(fā)展軌跡,可以看到國(guó)內(nèi)的Foundry+Fabless模式在很多領(lǐng)域也能做得非常好。碳化硅也是這樣,從襯底外延材料制備,到芯片代工,再到模組生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都不斷有企業(yè)嶄露頭角。
因此,結(jié)合當(dāng)前碳化硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段和時(shí)間窗口等因素來(lái)看,國(guó)內(nèi)IDM和Foundry+Fabless兩種商業(yè)模式將會(huì)長(zhǎng)期并存,而且各自滿足終端市場(chǎng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
8英寸SiC,開(kāi)始沖刺
成本高,一直是碳化硅器件被吐槽的弊病。
因?yàn)樘蓟柙谏a(chǎn)環(huán)節(jié)存在單晶生產(chǎn)周期長(zhǎng)、環(huán)境要求高、良率低等問(wèn)題,碳化硅襯底的生產(chǎn)中的長(zhǎng)晶環(huán)節(jié)需要在高溫、真空環(huán)境中進(jìn)行,對(duì)溫場(chǎng)穩(wěn)定性要求高,并且其生長(zhǎng)速度比硅材料有數(shù)量級(jí)的差異。因此,碳化硅襯底生產(chǎn)工藝難度大,良率不高。
這直接導(dǎo)致了碳化硅襯底價(jià)格高、產(chǎn)能低的問(wèn)題。
其中,襯底是碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的核心,也是未來(lái)碳化硅產(chǎn)業(yè)降本、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的主要驅(qū)動(dòng)力。因此,提高襯底良率和產(chǎn)能是SiC降本的核心。
伏友文指出,為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率并降低成本,大尺寸是碳化硅襯底制備技術(shù)的重要發(fā)展方向。
近年來(lái),碳化硅襯底正不斷向大尺寸方向演進(jìn),襯底尺寸越大,單位襯底可制造的芯片數(shù)量越多,單位芯片成本就越低。
目前,主流碳化硅襯底尺寸為6英寸,8英寸襯底正在成為行業(yè)重要的技術(shù)演化方向,在降低器件單位成本、增加產(chǎn)能供應(yīng)方面擁有巨大的潛力。
據(jù)Wolfspeed統(tǒng)計(jì),6英寸SiC晶圓中邊緣芯片占比有14%,而到8英寸中占比降低到7%。伴隨著尺寸擴(kuò)張帶來(lái)的規(guī)模效應(yīng)以及自動(dòng)化產(chǎn)線帶來(lái)的相關(guān)成本的降低,Wolfspeed預(yù)計(jì)至2024年,8英寸襯底帶來(lái)的單位芯片成本相較于2022年6英寸襯底的單位芯片成本降低超過(guò)60%,這將持續(xù)推進(jìn)碳化硅產(chǎn)品的降價(jià),從而打開(kāi)應(yīng)用市場(chǎng)。
從技術(shù)進(jìn)展來(lái)看,國(guó)產(chǎn)碳化硅廠商基本以6英寸碳化硅晶圓為主,而Wolfspeed、ROHM、英飛凌、ST等國(guó)際碳化硅大廠已經(jīng)紛紛邁入8英寸,并將量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)提前到今年。前不久,英飛凌與國(guó)內(nèi)廠商天岳先進(jìn)和天科合達(dá)簽約,也將助力英飛凌向8英寸碳化硅晶圓過(guò)渡。
國(guó)內(nèi)公司總體處于向6英寸加速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)、8英寸布局研發(fā)的階段,并逐漸退出4英寸市場(chǎng)。根據(jù)中國(guó)寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)2020-2025年國(guó)內(nèi)4英寸SiC 晶圓市場(chǎng)逐步從10萬(wàn)片減少至5萬(wàn)片,6英寸晶圓將從8萬(wàn)片增長(zhǎng)至20萬(wàn)片;2025-2030年,4英寸晶圓將逐步退出市場(chǎng),6 英寸增加至40萬(wàn)片。
海通證券分析師余偉民指出,目前碳化硅襯底市場(chǎng)以海外廠商為主導(dǎo),國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)份額較小。國(guó)內(nèi)尺寸迭代較海外廠商略慢一籌,但近年來(lái)發(fā)展提速明顯。截至2022年11月,晶盛機(jī)電、天岳先進(jìn)、天科合達(dá)、山西爍科分別宣布掌握了8英寸碳化硅襯底制備技術(shù),但基本都還處于驗(yàn)證階段,尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)或僅小規(guī)模量產(chǎn)。
為什么國(guó)產(chǎn)廠商在此發(fā)展速度較慢?“8英寸碳化硅晶圓”的實(shí)現(xiàn)還面臨哪些挑戰(zhàn)?
伏友文對(duì)此表示,盡管當(dāng)前8英寸在快速發(fā)展,但實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)還只有Wolfspeed。當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要集中在4英寸至6英寸生產(chǎn)階段,8英寸SiC晶圓量產(chǎn)面臨較多的難點(diǎn),比如襯底制備中8英寸籽晶的研制、大尺寸帶來(lái)的溫場(chǎng)不均勻、氣相原料分布和輸運(yùn)效率問(wèn)題、高溫生長(zhǎng)晶體內(nèi)部應(yīng)力加大導(dǎo)致開(kāi)裂等,以及后續(xù)外延工藝、相關(guān)的設(shè)備發(fā)展等,均需要產(chǎn)業(yè)上下游緊密協(xié)同來(lái)攻克挑戰(zhàn)。
伴隨著SiC襯底的成熟,預(yù)計(jì)成本將進(jìn)一步下降,這對(duì)于整個(gè)SiC產(chǎn)業(yè)而言,也是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
國(guó)產(chǎn)碳化硅,上車(chē)難?
降低成本也是碳化硅器件上車(chē)的關(guān)鍵。
早在2018年,特斯拉率先在Model3的主驅(qū)逆變器里,使用基于碳化硅材料的碳化硅MOSFET,以替代傳統(tǒng)的硅基IGBT,此舉引發(fā)了行業(yè)震動(dòng)。
碳化硅器件憑借體積小、性能優(yōu)越、節(jié)能性強(qiáng),還順帶緩解了續(xù)航問(wèn)題,一舉成為新能源車(chē)的當(dāng)紅炸子雞,一眾車(chē)企后續(xù)紛紛效仿。
在應(yīng)用場(chǎng)景方面,電動(dòng)汽車(chē)是碳化硅最大的下游應(yīng)用市場(chǎng),涉及到功率器件的應(yīng)用包括電驅(qū)、OBC、DC/DC和非車(chē)載充電樁等。其中,碳化硅器件主要應(yīng)用于電驅(qū)中的主逆變器,能夠顯著降低電力電子系統(tǒng)的體積、重量和成本,提高功率密度。微型輕量化的SiC器件還可以減少因車(chē)輛本身重量而導(dǎo)致的能耗。
中國(guó)一汽研發(fā)總院院長(zhǎng)趙永強(qiáng)表示,需求驅(qū)動(dòng)牽引SiC功率模塊在車(chē)用領(lǐng)域快速推廣應(yīng)用與進(jìn)一步升級(jí),要求電驅(qū)系統(tǒng)進(jìn)行SiC匹配開(kāi)發(fā)?;谛履茉凑?chē)需求,車(chē)規(guī)SiC功率模塊封裝技術(shù)向著低雜感、高散熱、集成化、高可靠方向發(fā)展,主流SiC功率芯片以Wolfspeed、ST、Rohm、Infineon的溝槽柵結(jié)構(gòu)為代表,批量應(yīng)用前景廣闊。
近年來(lái),隨著新能源汽車(chē)滲透率穩(wěn)步抬升的同時(shí),頭部車(chē)企對(duì)于碳化硅功率半導(dǎo)體試水的速度、廣度和深度不斷推進(jìn),碳化硅上車(chē)的呼聲越來(lái)越高。據(jù)TrendForce集邦咨詢數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì), 2023年整體SiC功率元件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)22.8億美元,年成長(zhǎng)41.4%,預(yù)計(jì)2026年SiC功率元件市場(chǎng)規(guī)??赏_(dá)53.3億美元,其中車(chē)用SiC功率元件市場(chǎng)規(guī)模將攀升至39.4億美元。
目前大部分的市場(chǎng)份額以國(guó)際品牌為主,包括Wolfspeed、ST、ON、Infineon等。同時(shí),國(guó)外車(chē)企已與全球領(lǐng)先的SiC芯片企業(yè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能綁定。隨著新能源汽車(chē)需求的爆發(fā),國(guó)內(nèi)車(chē)企或需提前考慮SiC的供給缺口的問(wèn)題。
相較于美日歐企業(yè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈,國(guó)內(nèi)碳化硅企業(yè)在技術(shù)和產(chǎn)能上還存在差距。那么,目前國(guó)產(chǎn)碳化硅器件上車(chē)進(jìn)展如何?
有不少下游廠商反饋,車(chē)企正在加速導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)碳化硅襯底、外延片,上下游廠商持續(xù)合作以共同改善良率,希望構(gòu)建本土供應(yīng)鏈。
士蘭微碳化硅功率器件芯片量產(chǎn)線進(jìn)展順利,已具備月產(chǎn)2000片6英寸SiC芯片的生產(chǎn)能力,預(yù)計(jì)到今年年底SiC芯片生產(chǎn)能力將提升至6000片/月;士蘭 SiC MOSFET芯片性能指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;士蘭微用于汽車(chē)主驅(qū)的碳化硅功率模塊已向國(guó)內(nèi)客戶送樣,爭(zhēng)取在今年年底前上車(chē);
三安光電目前有7款產(chǎn)品通過(guò)車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證并開(kāi)始逐步出貨;
泰科天潤(rùn)的SiC二極管已有多年OBC應(yīng)用積累,累計(jì)出貨7kk;
中電科55所SiC MOSFET已搭載到一汽紅旗等多家國(guó)內(nèi)車(chē)企,裝車(chē)量達(dá)百萬(wàn)輛。今年4月,中電科55所與一汽聯(lián)合研發(fā)的首款750V SiC功率芯片完成流片;
瞻芯電子規(guī)劃了SiC MOSFET、SBD、驅(qū)動(dòng)IC三大產(chǎn)品線,并先后研發(fā)量產(chǎn)了一系列按車(chē)用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,其中多款已獲車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證,并批量“上車(chē)”應(yīng)用;
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此外,斯達(dá)半導(dǎo)、華潤(rùn)微、基本半導(dǎo)體、清純半導(dǎo)體等國(guó)產(chǎn)廠商也披露了車(chē)規(guī)級(jí)碳化硅產(chǎn)品進(jìn)展情況,國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET單管在OBC和DC-DC已經(jīng)開(kāi)始驗(yàn)證測(cè)試和小批量生產(chǎn)。
可以看到,在量產(chǎn)上車(chē)方面,國(guó)內(nèi)SiC器件廠商也已經(jīng)開(kāi)始嶄露頭角。多家車(chē)企及芯片企業(yè)表示,經(jīng)歷了多年大投入之后,今年碳化硅功率半導(dǎo)體將正式進(jìn)入“上車(chē)”放量窗口期,產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)商業(yè)化落地和規(guī)?;M(jìn)程或?qū)⑻崴佟?/p>
但針對(duì)市場(chǎng)規(guī)模最大的、投資者更看重的主逆變器領(lǐng)域,由于主逆變器關(guān)系到整車(chē)和人員的安全,對(duì)SiC MOSFET的性能、可靠性要求極高,國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET還處于早期階段,短時(shí)間內(nèi)難以看到搭載國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET的電動(dòng)汽車(chē)上路。
因?yàn)槠?chē)對(duì)碳化硅材料有非常高的可靠性要求,國(guó)內(nèi)很多材料還在驗(yàn)證中,能滿足車(chē)規(guī)級(jí)要求的占比不高。
但實(shí)際上,國(guó)產(chǎn)襯底材料近年來(lái)的進(jìn)步十分明顯,比如,今年4月博世與天岳先進(jìn)簽署長(zhǎng)期協(xié)議;5月初英飛凌與兩家國(guó)內(nèi)碳化硅材料供應(yīng)商簽訂長(zhǎng)期供貨協(xié)議,都在說(shuō)明國(guó)際大廠對(duì)國(guó)產(chǎn)材料已經(jīng)表示認(rèn)同,對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)的成本控制將帶來(lái)幫助。
實(shí)際上,除了天岳先進(jìn)和天科合達(dá)外,還有多家中國(guó)SiC襯底和外延廠商的產(chǎn)品已經(jīng)被國(guó)際器件廠商所采用,未來(lái)將會(huì)有更多的國(guó)產(chǎn)SiC產(chǎn)品進(jìn)入汽車(chē)供應(yīng)鏈,有助于緩解全球SiC供應(yīng)緊張問(wèn)題。
有業(yè)內(nèi)人士指出,隨著國(guó)產(chǎn)SiC襯底材料廠商的發(fā)展,國(guó)外SiC廠商感受到了一定的危機(jī),據(jù)Digitimes報(bào)道,為應(yīng)對(duì)來(lái)自中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的日益激烈的競(jìng)爭(zhēng),歐洲、美國(guó)SiC襯底供應(yīng)商對(duì)亞洲客戶小幅下調(diào)價(jià)格。
這也從側(cè)面展示了中國(guó)市場(chǎng)的巨大潛力,反映出了國(guó)產(chǎn)SiC行業(yè)的迅速崛起。經(jīng)過(guò)多年的積累和發(fā)展,國(guó)產(chǎn)SiC在材料和晶圓代工等領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出了巨大的潛力和前景。
SiC仍是電動(dòng)汽車(chē)制造商未來(lái)必須考慮的核心零組件,其當(dāng)下所面臨的困境無(wú)非是成本高及可靠性低,而一旦SiC達(dá)到性價(jià)比的“奇點(diǎn)時(shí)刻”,行業(yè)將迎來(lái)爆發(fā)性增長(zhǎng)。
其實(shí)在車(chē)企眼中,碳化硅器件成本高只是一個(gè)局部問(wèn)題,因?yàn)樵谙到y(tǒng)層面它反而可以節(jié)省成本。
盡管單獨(dú)看車(chē)規(guī)級(jí)碳化硅芯片的成本有所增加,但使用碳化硅器件節(jié)省的電池、被動(dòng)元器件、冷卻系統(tǒng)等系統(tǒng)成本,會(huì)超過(guò)增加的成本,同時(shí)使用效率和用戶體驗(yàn)也有明顯的提升。這也是未來(lái)車(chē)規(guī)級(jí)碳化硅芯片會(huì)在需求端持續(xù)高速增長(zhǎng)的關(guān)鍵原因之一。
國(guó)產(chǎn)SiC設(shè)備,加速崛起
上文提到,降低碳化硅成本一方面通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,提高效率和良率;另一方面實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn);此外,還需要設(shè)備、材料的國(guó)產(chǎn)化。
SiC產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的技術(shù)水平很大程度上受到關(guān)鍵裝備直接影響,設(shè)備也是決定廠商產(chǎn)能上限的決定性因素之一。
在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)嚴(yán)重依賴進(jìn)口裝備,國(guó)內(nèi)企業(yè)起步較晚。近年來(lái),在市場(chǎng)的需求拉動(dòng)下,國(guó)產(chǎn)SiC裝備發(fā)展迅速,部分“卡脖子”現(xiàn)象得到明顯緩解,但許多關(guān)鍵瓶頸有待過(guò)關(guān)邁坎。
在這一背景下,碳化硅設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈也在加速擁抱資本市場(chǎng)。從產(chǎn)業(yè)角度出發(fā),如何看待當(dāng)前國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠商的進(jìn)展和突破?
伏友文表示,SiC器件產(chǎn)業(yè)鏈中主要包括襯底制備、外延生產(chǎn)、芯片制造、芯片封裝等環(huán)節(jié),主要工藝有單晶生長(zhǎng)、襯底切磨拋、外延生長(zhǎng)、掩膜沉積、圖形化、刻蝕、注入、熱處理、金屬化等,共涉及幾十種關(guān)鍵半導(dǎo)體裝備。由于SiC材料高熔點(diǎn)、高密度、高硬度的特性,在材料和芯片制造過(guò)程中,存在一些特殊的工藝控制過(guò)程,如物理氣相傳輸法單晶生長(zhǎng)、襯底切磨拋加工較慢、外延生長(zhǎng)所需溫度極高且需要具備高良率目標(biāo)、芯片制造過(guò)程需要高溫高能設(shè)備等,這些均需要增加一些專用的設(shè)備作為支撐,如襯底材料制備中的碳化硅單晶生長(zhǎng)爐、金剛線多線切割機(jī)設(shè)備,外延生長(zhǎng)爐、芯片制造中的高溫高能離子注入、退火激活、柵氧制備等設(shè)備。
長(zhǎng)晶設(shè)備:高質(zhì)量的SiC單晶制備是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈最為重要的一環(huán),它直接影響了SiC器件的性能、可靠性和制造成本。
根據(jù)《2022碳化硅(SiC)產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書(shū)》,經(jīng)過(guò)過(guò)去20多年設(shè)備研發(fā)積累, 中電科48所、北方華創(chuàng)、恒普科技、優(yōu)晶光電、納設(shè)、晶盛機(jī)電和季華實(shí)驗(yàn)室等國(guó)產(chǎn)設(shè)備企業(yè)已研制出4-6英寸SiC外延生長(zhǎng)設(shè)備,并且在成膜質(zhì)量、生產(chǎn)率、穩(wěn)定性、重復(fù)性和運(yùn)行維護(hù)性等指標(biāo)上實(shí)現(xiàn)了突破,縮短了與國(guó)外設(shè)備之間的差距,有力地支撐了國(guó)產(chǎn)碳化硅外延的大規(guī)模量產(chǎn)。
從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條來(lái)看,長(zhǎng)晶設(shè)備是目前SiC國(guó)產(chǎn)化程度最高的環(huán)節(jié)。
碳化硅晶圓制造設(shè)備:除了SiC襯底外,晶圓制造難是國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET尚未應(yīng)用于主驅(qū)的關(guān)鍵所在,未來(lái)國(guó)產(chǎn)SiC芯片擴(kuò)產(chǎn)也會(huì)受到關(guān)鍵設(shè)備的牽制。
由于SiC材料硬度高、熔點(diǎn)高等特性,需要一些特殊的生產(chǎn)設(shè)備與工藝——包括高溫退火爐、高溫離子注入機(jī)、SiC減薄設(shè)備、背面金屬沉積設(shè)備、背面激光退火設(shè)備、SiC襯底和外延片表面缺陷檢測(cè)和計(jì)量設(shè)備等。
高溫離子注入機(jī)方面,國(guó)外主要廠商包括愛(ài)發(fā)科、應(yīng)用材料和NISSIN等,目前國(guó)內(nèi)企業(yè)爍科中科信的離子注入機(jī)在碳化硅領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了批量應(yīng)用,設(shè)備注入能量、束流大小、注入晶片溫度等技術(shù)指標(biāo)與國(guó)外相差不大。
離子注入后仍需進(jìn)行高溫退火,才可以激活注入離子。高溫退火爐國(guó)外主要廠商主要包括昇先創(chuàng)Centrothcrm、日本真空等。目前,中電科48所、北方華創(chuàng)等國(guó)內(nèi)企業(yè)已量產(chǎn)了相關(guān)設(shè)備。
制備SiC器件的柵極氧化層需要高溫氧化爐。國(guó)外主要設(shè)備廠商包括昇先創(chuàng)Centrotherm、東橫化學(xué)等,當(dāng)前中電科48所、北方華創(chuàng)等國(guó)內(nèi)企業(yè)的設(shè)備也能夠用于生產(chǎn)碳化硅器件。
據(jù)《2022碳化硅(SiC)產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書(shū)》,除了碳化硅外延、離子注入、高溫氧化/激活等碳化硅專用裝備外,華卓精科等國(guó)內(nèi)企業(yè)在激光退火、激光劃片、PVD等關(guān)鍵設(shè)備方面也實(shí)現(xiàn)了批量供貨;盛美上海宣布首次獲得Ultra C SiC碳化硅襯底清洗設(shè)備的采購(gòu)訂單,該設(shè)備兼容6英寸和8英寸,每小時(shí)可達(dá)70多片晶圓的產(chǎn)能,可避免薄且易碎的碳化硅襯底的碎片,國(guó)產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)占有率穩(wěn)步提升。
此外,近些年國(guó)內(nèi)廠商的后道加工已在嘗試使用國(guó)產(chǎn)切磨拋設(shè)備,通過(guò)導(dǎo)入激光等新的工藝,也有助于導(dǎo)入大尺寸的襯底制造,以降低襯底材料和器件的成本。
整體來(lái)看,SiC器件產(chǎn)線國(guó)產(chǎn)設(shè)備開(kāi)始連點(diǎn)成線,有助于進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)產(chǎn)碳化硅芯片的高速發(fā)展?!半S著SiC產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和自主化供應(yīng)需求,國(guó)內(nèi)已逐步形成從設(shè)備、材料、器件到應(yīng)用的全生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈,再加上一批積極的政策出臺(tái),有助于進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵設(shè)備的自主可控、安全可靠,國(guó)產(chǎn)碳化硅設(shè)備成長(zhǎng)空間巨大,而大尺寸、高效能、低損傷是未來(lái)行業(yè)設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)?!?伏友文回答到。
SiC內(nèi)卷與國(guó)產(chǎn)化謎題
近年來(lái),在下游新能源汽車(chē)、光儲(chǔ)等需求的驅(qū)動(dòng)下,國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出一批碳化硅相應(yīng)企業(yè),積極規(guī)劃碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
同時(shí),資本市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始采取長(zhǎng)線策略。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2023年以來(lái),國(guó)內(nèi)碳化硅領(lǐng)域發(fā)生了22起融資案例,合計(jì)融資資金已超40億元。設(shè)備、襯底、外延、功率器件等,融資幾乎涵蓋了碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈。
無(wú)論是頭部企業(yè)還是初創(chuàng)公司,仍在享受著資本注入帶來(lái)的快速發(fā)展紅利。
長(zhǎng)飛先進(jìn)總裁陳重國(guó)指出,除了資本市場(chǎng)的支持外,相比行業(yè)巨頭,國(guó)內(nèi)廠商擁有以下幾大優(yōu)勢(shì):
首先是市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),目前碳化硅應(yīng)用市場(chǎng)主要在新能源汽車(chē)以及光伏行業(yè),而這兩大行業(yè)的市場(chǎng)一半以上都在中國(guó),這是我們相對(duì)海外行業(yè)巨頭的第一大優(yōu)勢(shì)。
第二是政策支持,我們國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的支持有目共睹。近年來(lái),為了鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,打破國(guó)外壟斷,實(shí)現(xiàn)技術(shù)自主,國(guó)家多部門(mén)出臺(tái)了一系列支持和引導(dǎo)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的政策法規(guī),這對(duì)促進(jìn)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體廠商的發(fā)展也起到了非常大的推動(dòng)作用。
第三是工程師優(yōu)勢(shì),我國(guó)每年畢業(yè)的理工科工程師有幾百萬(wàn),這也是我們相比于歐美等國(guó)最大的人才優(yōu)勢(shì),同時(shí)也是我們可以在短時(shí)間內(nèi)快速發(fā)展壯大的原因。
此外,本土廠商還存在價(jià)格優(yōu)勢(shì)。伏友文表示,一方面,隨著國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟,市場(chǎng)規(guī)模不斷增大,產(chǎn)品良率不斷提高,本土廠商在原材料、人工、生產(chǎn)管理上可以控制的更低;另一方面,國(guó)產(chǎn)SiC產(chǎn)品可以避免進(jìn)口產(chǎn)品較高的運(yùn)輸、關(guān)稅和匯率成本。
在諸多優(yōu)勢(shì)加持下,國(guó)產(chǎn)碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在加速。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)“已有+在建”碳化硅產(chǎn)線超過(guò)100條,雖然市場(chǎng)需求在增長(zhǎng),但同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)也在日漸激烈。
對(duì)于行業(yè)現(xiàn)狀,有觀點(diǎn)稱,碳化硅國(guó)產(chǎn)化發(fā)展存在兩大謎題:一方面,如果項(xiàng)目布局規(guī)模和投資量過(guò)大,包袱重,運(yùn)營(yíng)成本高,可能會(huì)導(dǎo)致失血過(guò)快,現(xiàn)金流斷裂;另一方面,如果項(xiàng)目布局規(guī)模不夠,導(dǎo)致規(guī)模效應(yīng)不足,單位成本居高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不夠,客戶認(rèn)可度不高;從而重復(fù)投資耗時(shí)耗錢(qián),吸引不到新投資,最終被淘汰出局。
對(duì)此,陳重國(guó)認(rèn)為,當(dāng)規(guī)模不夠時(shí),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)是必然的。小規(guī)模廠商不僅成本下不去,無(wú)法與大規(guī)模廠商競(jìng)爭(zhēng),同時(shí)也無(wú)法滿足用戶的產(chǎn)能需求,更難吸引資本市場(chǎng)的注意。未來(lái)隨著碳化硅市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸成型,一些小規(guī)模廠商必然會(huì)被淘汰出局。
但整體而言,這并不是投資量與盈虧平衡的問(wèn)題,投資量大并不等于包袱重。投資與產(chǎn)能就好比分母與分子,分母大的話我們的分子也會(huì)大,這還會(huì)降低每一片晶圓的成本,在市場(chǎng)上更有競(jìng)爭(zhēng)力,只要產(chǎn)品能賣(mài)出去就不存在包袱重、失血過(guò)快的問(wèn)題。
這里的關(guān)鍵其實(shí)是要慎重地做好市場(chǎng)評(píng)估與自我評(píng)估,也就是說(shuō)讓我們的實(shí)力與投資量相匹配。這些實(shí)力包括成本控制能力、產(chǎn)品可靠性以及強(qiáng)大的銷(xiāo)售能力等,需要我們基于對(duì)自身實(shí)力的了解再去作市場(chǎng)評(píng)估,再去作投資,建設(shè)相匹配的規(guī)模,搶占更大的市場(chǎng)。
還需要注意的是,本土企業(yè)在擴(kuò)張過(guò)程中要提升自己的差異化優(yōu)勢(shì),而不是去扎堆同質(zhì)化嚴(yán)重的產(chǎn)品。
有行業(yè)專家向筆者表示,未雨綢繆地避免產(chǎn)能盲目擴(kuò)張,也是市場(chǎng)關(guān)注的重要方面。雖然市場(chǎng)都在奔著彌補(bǔ)市場(chǎng)缺口而迅速擴(kuò)產(chǎn),但國(guó)產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體真正有效產(chǎn)出、達(dá)到高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品還不多,尤其中低端的碳化硅功率半導(dǎo)體存在產(chǎn)能過(guò)剩風(fēng)險(xiǎn)和內(nèi)卷現(xiàn)象。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資巨大,最終結(jié)果很可能導(dǎo)致某些企業(yè)倒下,如果不提早進(jìn)行控制,可能帶來(lái)巨大的資源浪費(fèi)。
伏友文指出,高速的產(chǎn)能擴(kuò)張勢(shì)必要同實(shí)際的市場(chǎng)需求相結(jié)合,產(chǎn)能擴(kuò)張帶來(lái)的企業(yè)壓力也是巨大的,汽車(chē)芯片技術(shù)和質(zhì)量門(mén)檻高,建議國(guó)內(nèi)同行首先要將提升產(chǎn)品性能和可靠性作為發(fā)展重點(diǎn),在此基礎(chǔ)上根據(jù)市場(chǎng)需求,合理規(guī)劃產(chǎn)能擴(kuò)張,避免盲目投資。
寫(xiě)在最后
整體來(lái)看,目前碳化硅器件的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展非常明顯,但這不僅僅是國(guó)產(chǎn)替代的趨勢(shì)問(wèn)題,整體市場(chǎng)產(chǎn)能不足也是關(guān)鍵所在。
碳化硅行業(yè)是一個(gè)巨大的增量市場(chǎng),尤其是隨著新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)變革趨勢(shì)下,碳化硅正迎來(lái)全面爆發(fā)期。目前碳化硅市場(chǎng)主要由國(guó)外的廠商在供,但國(guó)外廠商的產(chǎn)能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了整體市場(chǎng)的需求,也就是說(shuō)即使想要進(jìn)口也面臨買(mǎi)不到、很難買(mǎi)的情況,這也是國(guó)內(nèi)企業(yè)可以快速入場(chǎng)的機(jī)會(huì)。
如今,無(wú)論是上游材料、晶圓代工廠、器件、封裝,國(guó)內(nèi)在SiC的各個(gè)細(xì)分供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)都已有玩家在積極參與。但目前海外廠商在碳化硅領(lǐng)域仍占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)企業(yè)仍在起步階段,技術(shù)不斷追趕同時(shí)產(chǎn)能尚在爬坡。
在此形勢(shì)下,面對(duì)這個(gè)爆發(fā)性增長(zhǎng)的市場(chǎng)機(jī)遇和產(chǎn)業(yè)差距,國(guó)產(chǎn)廠商應(yīng)該如何謀劃布局?
陳重國(guó)認(rèn)為:
三就是加快第三代半導(dǎo)體人才的培養(yǎng),以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是一個(gè)非常新興的行業(yè),國(guó)內(nèi)外相關(guān)人才都非常稀缺,必須加快自身人才的培養(yǎng),這也是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
首先是“產(chǎn)能為王”,一定要加快產(chǎn)能的建設(shè),讓碳化硅器件的產(chǎn)能跟上新能源市場(chǎng)的需求;
二是加快主驅(qū)芯片可靠性驗(yàn)證工作,目前碳化硅最大的應(yīng)用場(chǎng)景就是新能源汽車(chē)的電驅(qū)部分,而電驅(qū)對(duì)芯片的可靠性要求極高,一般對(duì)芯片的驗(yàn)證周期在一年半以上,因此必須抓住時(shí)間窗口,盡快通過(guò)可靠性驗(yàn)證工作;
隨著SiC技術(shù)的不斷突破和國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的完善,國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)有望進(jìn)一步壯大并在全球競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)更有利的地位。而隨著市場(chǎng)的起伏,火熱的碳化硅行業(yè)終將逐漸回歸理性,唯有護(hù)城河深的企業(yè)才能受到青睞。
碳化硅的潮起潮落只是半導(dǎo)體細(xì)分產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈上無(wú)窮硝煙的一個(gè)縮影,對(duì)這個(gè)市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)與附加值的爭(zhēng)奪和追趕,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)到結(jié)束的時(shí)候。
本文轉(zhuǎn)載自“半導(dǎo)體行業(yè)觀察”微信公眾號(hào),智通財(cái)經(jīng)編輯:葉志遠(yuǎn)。關(guān)鍵詞:
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