SiC一戰成名：特斯拉Model 3的成功引發關注

2018年，特斯拉在 Model 3上一擲千金，在主逆變器中安裝了24個由意法半導體生產的碳化硅（SiC）MOSFET 功率模塊。

當時，一塊SiC芯片的價格要比傳統硅芯片貴十倍左右，即使如今SiC售價有所下降，但SiC芯片的價格也是同等硅器件的數倍。

馬斯克最終將更昂貴的碳化硅應用到Model 3性能版上，由此帶動了一場SiC替代傳統硅基器件的產業革命。

隨著Model 3的成功，SiC一戰成名，功率模塊開始迅速［上車］。

爆發式增長的前期：SiC版塊增長趨勢不可逆

SiC產業鏈分為上中下游三個環節，上游包括襯底和外延的生長，中游包括設計制造、下游是應用環節。

根據Yole和Omdia數據，到2020年底，SiC電力電子市場規模約為7．03億美元，到2025年SiC電力電子市場規模將超過30億美元，其主要驅動力為新能源汽車和消費電子。

其中Yole預計，SiC汽車市場將以38％的復合年增長率增長，到2025年將超過15億美元。

SiC未來前景廣闊，但目前SiC下游應用大多仍處在研發階段，還沒有形成量產化，預計2030年將迎來真正的爆發，目前SiC處在爆發式增長的前期。

未來三到五年內，SiC功率器件將成為新能源汽車中電機驅動器系統主流的技術方案，這將給全球SiC功率器件產業帶來巨大發展機遇。

SiC廠限時購：［買進］上游襯底供應商

SiC芯片廠商越來越想把控住上游的襯底供應，安森美、羅姆、英飛凌以及意法半導體紛紛下手，買下不同的優質SiC襯底供應商。

2009年，日本的羅姆通過收購德國SiC襯底和外延片供應商SiCrystal，真正有了實質性的進展。

2018年，英飛凌收購了碳化硅晶圓切割領域的新銳公司Siltectra。Siltectra。在得到冷Siltectra公司的分裂技術后，將使其SiC 產品的量產變得更加容易。

2019年12月，意法半導體以1．375億美元現金完成收購瑞典SiC襯底和外延片制造商Norstel AB，Norstel生產6英寸的SiC裸晶圓和外延片。

今年11月，安森美宣布已完成以4．15億美元對碳化硅（SiC）生產商GT Advanced Technologies（GTAT）的收購，此舉將有助于減少安森美對Wolfspeed原材料的需求。

此外，安森美計劃投資擴大GTAT的制造設施，支持推進150mm和200mm SiC晶體生長技術的研發工作。

亦敵亦友的關系：競爭對手卻簽署合作協議

2018年2月28日，科銳宣布與英飛凌簽署長期協議，為英飛凌生產和供應Wolfspeed SiC碳化硅晶圓片。

協議顯示科銳將向英飛凌供應150 mm SiC碳化硅晶圓片，將幫助英飛凌在包括光伏逆變器和電動汽車等高增長市場擴展產品供應。

今年8月份，Wolfspeed和意法半導體宣布擴大現有的多年長期碳化硅晶圓供應協議?？其J在未來幾年向ST提供150毫米碳化硅裸片和外延片，價值超過8億美元。

例如Wolfspeed既是英飛凌和意法半導體的碳化硅襯底供應商，又在碳化硅器件市場上同他們進行直接競爭，但Wolfspeed需要伙伴來助推功率半導體產業從硅器件向碳化硅器件轉變。

在功率器件同為競爭對手的意法半導體和羅姆，也簽署了超1．2億美元的150mm碳化硅（SiC）晶圓長期供應協議。

該SiC襯底長期供應協議這將確保意法半導體能夠增加晶圓供給量并補充內部產能缺口，滿足未來幾年客戶在汽車和工業項目產品方面的強勁增長的需求。

功率半導體是英飛凌和安森美的安身立命之本。在去年年底，安森美與英飛凌簽署了5年SiC晶棒的供貨協議。

英飛凌把其專有的薄晶圓技術應用到GTAT的晶棒上，從而獲得安全優質的碳化硅晶圓供應。

廣存［糧］，［心］不慌：SiC大廠爭先擴產

隨著近年來全球對以SiC晶片為襯底的器件需求持續增長，各大國際廠商紛紛通過加強合作和產能擴張計劃開啟SiC爭奪戰。

昭和電工與羅姆簽訂長期供應合同，還與英飛凌科簽訂了供應契約，供應包括磊晶在內的各種SiC材料。

科銳早在2019年就宣布了擴產計劃，計劃投資10億美元擴產30倍，以滿足未來市場需求。

昭和電工將籌措約1100億日元資金，其中約700億日元將用于擴增SiC晶圓、研磨液等半導體材料產能。

羅姆則計劃在今后5年內投資600億日元，將使用于EV的SiC功率半導體產能擴增至現行的5倍。

在全球半導體材料供應不足的背景下，國際龍頭企業紛紛提出碳化硅產能擴張計劃并保持高研發投入。

同時，國內本土SiC廠家加速碳化硅領域布局，把握發展機會，追趕國際龍頭企業。

加快追趕大廠步伐：國內SiC產業鏈呈現多樣態勢

目前，三安光電已宣布總投資160億元，將打造國內首條、全球第三條SiC垂直整合產業鏈，覆蓋襯底、外延和器件三大環節。

露笑科技計劃總投資100億布局SiC產業項目，目前已經開啟6英寸導電性SiC襯底小批量試生產；

光伏晶體設備生產商晶盛機電也宣布31．34億元投資SiC襯底晶片生產基地項目，設計產能年產40萬片6英寸及以上尺寸的導電型和半絕緣型SiC襯底晶片；

鳳凰光學碳化硅外延材料也已具備量產能力。

華潤微、斯達半導等半導體企業也在布局SiC襯底和器件環節。

鳳凰光學近期公告擬通過定增收購國盛電子和普興電子100％股權。國盛電子及普興電子是國內領先的硅外延材料供應商，碳化硅外延材料也已具備量產能力。

鴻海日前也透過買下旺宏6吋廠，宣示進軍SiC市場的決心，目前集團規劃2024年SiC相關月產能可達1．5萬片。

8月5日，富士康旗下鴻海收購旺宏的6英寸晶圓廠，計劃將該廠用于研發生產第三代半導體，特別是電動汽車所用的碳化硅功率元件。

目前SiC產業鏈中重要的襯底環節，我國三安光電深度布局，天科合達和山東天岳已在全球范圍內占據一定份額。

未來隨著產業鏈上廠商持續進行產品研發及產能擴張，國內廠商在SiC時代將加速追趕外資廠商，拉近距離。

結尾：

對于SiC這樣性能優良、業界緊需，但又挑戰頗多的材料而言，在競爭中合作，在合作中共贏，是產業快速向前發展的一大手段。

部分資料參考：愛集微APP：《國內外SiC襯底發展現狀淺析》《雙碳目標下，第三代半導體大有可為》，半導體行業觀察：《買下那家SiC襯底供應商》，智東西：《揭秘碳化硅，第三代半導體材料核心》，國盛證券：《黃金十年：SiC功率大力擴產應對需求爆發，國內企業有望同步成長》

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