中國(guó)粉體網(wǎng)訊 隨著新能源汽車的發(fā)展,，汽車半導(dǎo)體需求激增,，具備突破性的第三代半導(dǎo)體材料碳化硅成了眾多車廠又愛又恨的對(duì)象，產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)跑馬圈地的擴(kuò)張態(tài)勢(shì),，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,，國(guó)產(chǎn)碳化硅產(chǎn)業(yè)商業(yè)化也持續(xù)推進(jìn)。
近期,，國(guó)產(chǎn)碳化硅進(jìn)擊 8 英寸工藝節(jié)點(diǎn),，似乎有望突破成本障礙，打開國(guó)產(chǎn)替代的空間,�,？v觀國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前取得了何種成績(jī),？未來(lái)空間幾何,？產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)又有哪些公司走在前列？
國(guó)產(chǎn)碳化硅進(jìn)擊 8 英寸
相比于傳統(tǒng)的硅基功率器件,，碳化硅功率器件具備耐高壓,、耐高溫、高頻化等特性,，可以令整車能耗更低,、尺寸更小、行駛里程更長(zhǎng),，一定程度上緩解新能源車?yán)锍探箲]問(wèn)題,。
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),，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,。
數(shù)據(jù)來(lái)源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
因此，襯底也成了國(guó)產(chǎn)廠商的必爭(zhēng)之地,，也是國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)與海外差距最小的細(xì)分領(lǐng)域,。
一方面，大尺寸是碳化硅襯底制備技術(shù)的重要發(fā)展方向,，6 英寸碳化硅晶片仍是市場(chǎng)主流產(chǎn)品,，8 英寸襯底正在成為行業(yè)重要的技術(shù)演化方向。
從技術(shù)進(jìn)展來(lái)看,，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。國(guó)產(chǎn)碳化硅廠商基本以 6 英寸碳化硅晶圓為主,，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),。
另一方面,，進(jìn)軍 8 英寸襯底也被視為降低成本的關(guān)鍵之舉。
從碳化硅器件層面看,，當(dāng)前成本仍高于傳統(tǒng)硅器件 3 到 5 倍,。特別是今年 3 月份碳化硅旗手特斯拉倒戈，喊話未來(lái)減少 75% 碳化硅用量,，被視為施壓供應(yīng)商意法半導(dǎo)體降低成本之舉,。
而相對(duì)于 6 英寸，8 英寸的面積增加了 78% 左右,，由于邊緣損耗減少,，同等條件下從 8 英寸襯底切出的芯片數(shù)會(huì)提升將近 90%，因此,，尺寸越大晶片的利用面積也越大,。從產(chǎn)品使用效率上看，目前 6 英寸和 8 英寸的可用面積大約相差 1.78 倍,，換言之,，8 英寸制造將會(huì)在很大程度上降低碳化硅的應(yīng)用成本。
從近期公司公告,，國(guó)內(nèi)多家廠商正在 " 破局 "8 英寸,。
今年 5 月，天岳先進(jìn),、天科合達(dá)簽約英飛凌,，供貨碳化硅 6 英寸襯底,、合作制備 8 英寸襯底；6 月,，三安光電與意法半導(dǎo)體結(jié)盟升級(jí),，斥資 32 億美元共建 8 英寸碳化硅外延、芯片合資代工廠,，并計(jì)劃通過(guò)三安光電全資子公司,，投入 70 億元建設(shè)年產(chǎn) 48 萬(wàn)片 / 年的 8 英寸碳化硅襯底；中電化合物也宣布與韓國(guó) Power Master 簽訂了長(zhǎng)期供應(yīng) 8 英寸在內(nèi)的碳化硅材料的協(xié)議,，公司預(yù)計(jì)未來(lái) 3 年碳化硅產(chǎn)能將達(dá)到 8 萬(wàn)片,。
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) 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)。
不過(guò),，上述多項(xiàng)合作信息預(yù)示著,，國(guó)內(nèi)包括三安光電、天科合達(dá),、天岳先進(jìn)在內(nèi),，或已在推進(jìn) 8 英寸碳化硅材料生產(chǎn)事宜。隨著國(guó)內(nèi)廠商獲得國(guó)際功率半導(dǎo)體巨頭青睞和結(jié)盟,，積極追趕更為先進(jìn)的 8 英寸工藝節(jié)點(diǎn),，碳化硅產(chǎn)品價(jià)格有望步入 " 甜蜜點(diǎn) "，考慮龍頭企業(yè)規(guī)劃,，中電化合物的總經(jīng)理潘堯波預(yù)計(jì)國(guó)產(chǎn) 8 英寸碳化硅將在 2025 年左右起量,，國(guó)產(chǎn)廠商亦有望受益。
國(guó)產(chǎn)替代空間幾何,？
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產(chǎn)業(yè)變革趨勢(shì)下，碳化硅正迎來(lái)全面爆發(fā)期,。
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)�,；鲐浨�,，整個(gè)行業(yè)都將持續(xù)陷于供不應(yīng)求。
具體來(lái)看,，受新能源汽車及發(fā)電、電源設(shè)備,、射頻器件等需求驅(qū)動(dòng),，2026 年碳化硅器件市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 89 億美元，其中用于新能源汽車和工業(yè),、能源的 SiC 功率器件市場(chǎng)規(guī)模為 60 億美元,，用于射頻的 SiC 器件市場(chǎng)規(guī)模為 29 億美元。
市場(chǎng)收益方面,，TechInsights 表示,，碳化硅市場(chǎng)收益在 2022 年至 2027 年期間將以 35% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)，到 2029 年,，該市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)到 94 億美元 ( 考慮各機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)口徑不同,，2029 年有望超過(guò) 100 億美元規(guī)模 ) ，其中中國(guó)將占一半,。
如此風(fēng)口下,，國(guó)內(nèi)也涌現(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,。其中,，不少下游廠商反饋，車企正在加速導(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,。
在此次事件主角—— 8 英寸碳化硅襯底方面,，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)有十余家企業(yè)與機(jī)構(gòu)正在研發(fā),，包含爍科晶體,、晶盛機(jī)電、天岳先進(jìn),、南砂晶圓,、同光股份、天科合達(dá),、科友半導(dǎo)體,、乾晶半導(dǎo)體、中科院物理所,、山東大學(xué)等,。賽微電子,、三安光電、露笑科技等也有相關(guān)產(chǎn)能在投建中,。
碳化硅競(jìng)爭(zhēng)格局如何,？
最后，分析 2023 年中國(guó)襯底材料行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)格局,，中國(guó)襯底材料行業(yè)將迎來(lái)新的創(chuàng)新和發(fā)展機(jī)遇,，但市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)仍然十分激烈，并將在行業(yè)中持續(xù)存在,。
當(dāng)前碳化硅市場(chǎng)呈現(xiàn)歐美日三足鼎立的局面,，面對(duì)下游需求持續(xù)增長(zhǎng)、碳化硅產(chǎn)品供不應(yīng)求的形式,，國(guó)內(nèi)外廠商均在加速研發(fā),、擴(kuò)產(chǎn)，垂直整合也成為碳化硅行業(yè)的主導(dǎo)趨勢(shì),。
目前而言,，在碳化硅襯底市場(chǎng)主要分為三大梯隊(duì)，行業(yè)高度集中,。
據(jù)智研咨詢統(tǒng)計(jì),，海外龍頭企業(yè)寡頭壟斷，美國(guó) Wolfspeeed 公司占據(jù)全球 60% 以上的市場(chǎng)份額,，2015 年推出 8 英寸碳化硅襯底,，位列市場(chǎng)第一梯隊(duì)；其他海外領(lǐng)軍廠商如羅姆,、II-VI,、意法半導(dǎo)體等也相繼開展襯底材料業(yè)務(wù)，到 2021 年已具備 8 英寸襯底的生產(chǎn)能力,，海外領(lǐng)軍廠商和我國(guó)襯底行業(yè)龍頭企業(yè)加快產(chǎn)品研發(fā),，產(chǎn)品在國(guó)際上的市占率也在持續(xù)提升，處于第二梯隊(duì),；國(guó)內(nèi)企業(yè)起步較晚,，研發(fā)進(jìn)度相比國(guó)外企業(yè)較慢，中小型襯底材料生產(chǎn)商技術(shù)處于借鑒和完善階段,，屬于第三梯隊(duì),。
往后看，襯底材料行業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)也值得關(guān)注,。
首先,，隨著 IT 產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，對(duì)襯底材料的需求不斷增加。這意味著,，襯底材料具有更高的靈活性,、更強(qiáng)的耐電性和更小的體積，同時(shí)價(jià)格可以較低優(yōu)勢(shì),，未來(lái)幾年市場(chǎng)前景將更加廣闊,。
其次，2023 年全球襯底材料生產(chǎn)廠家正在大力投資研發(fā),，致力于開發(fā)更多具有魯棒性,、可靠性、抗壓性和耐火性的產(chǎn)品,，從而獲得高水平的生產(chǎn)設(shè)備，加速襯底材料的技術(shù)進(jìn)步,。
再次,，襯底材料行業(yè)的供應(yīng)商目前正處于瞬息萬(wàn)變的狀態(tài)，廠家也在努力提高各種生產(chǎn)工藝的靈活性 If,，同時(shí)建立起完善的供應(yīng)鏈體系,，以保障襯底材料的及時(shí)供應(yīng)。
最后,，受政府政策的支持,，2023 年襯底材料行業(yè)將進(jìn)一步規(guī)范，行業(yè)環(huán)境將更加良好,，優(yōu)質(zhì)企業(yè)實(shí)力將得到進(jìn)一步提升,。
因此，2023 年中國(guó)襯底材料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局將會(huì)是多方面共同發(fā)展,，競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈且更加復(fù)雜,。研發(fā)能力強(qiáng)、生產(chǎn)設(shè)備尖端,，優(yōu)質(zhì)企業(yè)實(shí)力逐漸提升等將是未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素,。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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