2023年碳化硅襯底市場將持續(xù)強(qiáng)勁增長

• 黃江 2023年11月23日 來源：東方財(cái)富 289 11
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預(yù)計(jì)該市場將在 2023 年進(jìn)一步增長，達(dá)到 107.2 萬片晶圓。2022-2027 年的整體復(fù)合年增長率估計(jì)約 17%。這使越來越多資金投入到碳化硅領(lǐng)域。

當(dāng)前從光伏到新能源汽車，碳化硅下游市場需求依舊旺盛，特別是車用級碳化硅襯底產(chǎn)能仍偏緊，國產(chǎn)碳化硅正在從產(chǎn)業(yè)化向商業(yè)化加速邁進(jìn)。與此同時(shí)，今年國內(nèi)碳化硅成本將加速下降，中低端產(chǎn)品競爭激烈，尚需加速縮小與國際巨頭的技術(shù)差距。碳化硅受汽車電動化以及光伏產(chǎn)業(yè)拉動，行業(yè)依然持續(xù)升溫。研究機(jī)構(gòu) TECHCET 日前預(yù)測，盡管全球經(jīng)濟(jì)普遍放緩，但 2023 年碳化硅襯底市場將持續(xù)強(qiáng)勁增長。

2023年碳化硅襯底市場達(dá)107.2 萬片

數(shù)據(jù)顯示，2022 年，碳化硅 N 型襯底市場比 2021 年增長約 15%，出貨量達(dá)到總計(jì) 88.4 萬片(等效 6 英寸)，預(yù)計(jì)該市場將在 2023 年進(jìn)一步增長，達(dá)到 107.2 萬片晶圓。2022-2027 年的整體復(fù)合年增長率估計(jì)約 17%。這使越來越多資金投入到碳化硅領(lǐng)域。

三安光電與意法半導(dǎo)體簽署重慶市三安意法碳化硅項(xiàng)目合作協(xié)議，建設(shè)總額預(yù)計(jì)約達(dá) 32 億美元，主要從事碳化硅外延、芯片生產(chǎn)，預(yù)計(jì) 2028 年全面落成達(dá)產(chǎn)后，8 英寸碳化硅晶圓產(chǎn)能將達(dá) 1 萬片 / 周。此外，三安光電還將利用自有 SiC 襯底工藝，單獨(dú)建造和運(yùn)營一座新的 8 英寸碳化硅襯底制造廠，以滿足合資廠的襯底需求。

除此之外，幾家龍頭大廠在上下游企業(yè)間的聯(lián)動合作也愈發(fā)頻繁。Wolfspeed 計(jì)劃與汽車零部件供應(yīng)商采埃孚合作，投資 30 億美元在德國薩爾州建設(shè)半導(dǎo)體廠，此外還與梅賽德斯 - 奔馳達(dá)成合作，將為其供應(yīng)碳化硅器件。日本材料供應(yīng)商 Resonac 宣布，將在 2026 年前，把用于功率半導(dǎo)體的碳化硅外延片產(chǎn)能提高到每月 5 萬片，達(dá)到目前水平的 5 倍，并且開始投資研發(fā)下一代 8 英寸碳化硅晶圓技術(shù)。英飛凌積極尋找碳化硅來源，已與我國的天科合達(dá)、天岳先進(jìn)，日本的 Resonac 簽署長期供貨協(xié)議。

意法半導(dǎo)體汽車和分立器件產(chǎn)品部 ( ADG ) ，功率晶體管事業(yè)部市場溝通經(jīng)理 Gianfranco DI MARCO 表示，由于碳化硅相對于硅材料的固有效率和性能優(yōu)勢，大多數(shù)應(yīng)用市場，特別是在電動汽車、充電站、可再生能源系統(tǒng)等重要應(yīng)用領(lǐng)域，對碳化硅芯片需求大幅增長。碳化硅器件的工作電壓高，耐高溫，功率損耗小，這些優(yōu)點(diǎn)正在吸引開發(fā)者開發(fā)新一代系統(tǒng)，向智能綠色低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在電動汽車、充電樁、可再生能源系統(tǒng)等主要趨勢推動下，碳化硅功率半導(dǎo)體市場將不斷擴(kuò)大。

國內(nèi)碳化硅領(lǐng)域融資規(guī)模

2022年國內(nèi)碳化硅領(lǐng)域融資超30起，合計(jì)金額超30億元。今年一季度，7家碳化硅企業(yè)完成融資，涵蓋碳化硅襯底、外延、器件等環(huán)節(jié)，合計(jì)融資額超20億元。

碳化硅襯底片龍頭企業(yè)一邊降本增效，一邊大幅擴(kuò)產(chǎn)搶占市場份額。除了三安光電，天岳先進(jìn)、露笑科技、東尼電子都宣布了數(shù)額可觀的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。

當(dāng)前碳化硅產(chǎn)品的確處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，車規(guī)級器件更是持續(xù)缺貨。供應(yīng)緊張之下，國內(nèi)外大公司尋求簽訂長單成為行業(yè)“新常態(tài)”。最新案例是，英飛凌與國內(nèi)碳化硅公司天科合達(dá)、天岳先進(jìn)簽訂長期協(xié)議，以獲取高質(zhì)量且具有競爭力的6英寸碳化硅晶圓和晶錠。

三安光電發(fā)展碳化硅業(yè)務(wù)，有決心更有信心。據(jù)林志東介紹，湖南三安是一個碳化硅全鏈整合超級工廠，囊括了碳化硅長晶、碳化硅襯底、碳化硅外延、碳化硅芯片、碳化硅封測等全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，項(xiàng)目總投資160億元。此外，湖南三安還與理想汽車合資成立了蘇州斯科半導(dǎo)體，規(guī)劃年產(chǎn)240萬只碳化硅半橋功率模塊，目前該項(xiàng)目基礎(chǔ)建設(shè)已完成。

當(dāng)前碳化硅市場處于結(jié)構(gòu)性缺貨中，車規(guī)級產(chǎn)品持續(xù)短缺，風(fēng)光儲需求也在增長。博世中國執(zhí)行副總裁徐大全也表示，由于新能源汽車快速發(fā)展，碳化硅芯片在未來2至3年都將呈現(xiàn)供不應(yīng)求的態(tài)勢。

一塊主驅(qū)動需要48顆碳化硅芯片，一個車載充電器(OBC)需要6顆碳化硅二極管，而現(xiàn)在，一片碳化硅晶圓只夠裝備兩輛電動汽車。假設(shè)到2025年全球新能源汽車銷量是2000萬輛，碳化硅器件滲透率達(dá)到30%至40%，那么對應(yīng)的年缺口則為300萬片6英寸晶圓。

巨大的市場缺口之下，國內(nèi)外大公司尋求簽訂長單成為行業(yè)“新常態(tài)”。除了三安光電手握巨額訂單，天岳先進(jìn)與天科合達(dá)均于5月3日在官網(wǎng)披露，其與英飛凌簽訂了一份長期協(xié)議，為后者提供高質(zhì)量且有競爭力的6英寸碳化硅襯底和晶棒，并助力其向8英寸碳化硅晶圓過渡。

同時(shí)，面對潛在的發(fā)展機(jī)遇，碳化硅公司紛紛加快“上車”(車規(guī)級應(yīng)用)。林志東介紹，三安光電目前有7款產(chǎn)品通過車規(guī)級認(rèn)證并開始逐步出貨，其中在車載充電器(OBC)客戶端處于驗(yàn)證導(dǎo)入階段;車規(guī)級1200V MOSFET芯片已在戰(zhàn)略客戶處進(jìn)行模塊驗(yàn)證，預(yù)計(jì)2024年正式量產(chǎn)。斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、華潤微也紛紛在2022年年報(bào)中披露了車規(guī)級碳化硅產(chǎn)品進(jìn)展情況。

根據(jù)中研普華研究院《2022-2026年中國碳化硅行業(yè)競爭格局及發(fā)展趨勢預(yù)測報(bào)告》顯示：

光伏逆變器已經(jīng)開始大規(guī)模使用碳化硅器件，碳化硅的耐高壓優(yōu)勢使得其在風(fēng)能、儲能領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。而在新能源汽車、風(fēng)光儲等行業(yè)需求拉動下，碳化硅公司相關(guān)業(yè)務(wù)正步入高速發(fā)展期。

三安光電披露，得益于光儲、新能源汽車等下游滲透率提升，湖南三安2022年實(shí)現(xiàn)銷售6.39億元，同比增長909.48%。斯達(dá)半導(dǎo)披露，2022年，公司用于乘用車主控制器的車規(guī)級SiC MOSFET 模塊開始大量“上車”，并新增多個使用車規(guī)級SiC MOSFET模塊的800V系統(tǒng)的主電機(jī)控制器項(xiàng)目定點(diǎn)，預(yù)計(jì)2023年開始批量供貨。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年國內(nèi)碳化硅領(lǐng)域融資超過30起，合計(jì)金額超過30億元。今年一季度，7家碳化硅企業(yè)完成融資，涵蓋碳化硅襯底、外延、器件等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，合計(jì)融資金額超過20億元。

其中，東莞市天域半導(dǎo)體科技有限公司(簡稱“天域半導(dǎo)體”)在2月初獲得12億元融資，居于融資額榜首。據(jù)悉，天域半導(dǎo)體本輪融資將繼續(xù)用于碳化硅外延產(chǎn)線的擴(kuò)產(chǎn)以及持續(xù)加大碳化硅大尺寸外延生長研發(fā)投入。就在1月18日，天域半導(dǎo)體的上市輔導(dǎo)備案獲得廣東證監(jiān)局受理。

如今，從設(shè)備到襯底片、外延片、器件，碳化硅細(xì)分產(chǎn)業(yè)都在快速發(fā)展。為搶占發(fā)展先機(jī)，行業(yè)內(nèi)頭部公司紛紛擴(kuò)產(chǎn)“圈地”。

國產(chǎn)碳化硅產(chǎn)業(yè)需求趨勢不變

自2021年特斯拉開始將碳化硅器件使用到主驅(qū)動逆變器上，憑借更高的系統(tǒng)效率，碳化硅開啟 “上車”進(jìn)程。然而，今年3月份投資者日活動上，特斯拉方面卻表示下一代汽車平臺的動力總成中將減少75%的碳化硅使用，給整個產(chǎn)業(yè)“潑了一盆涼水”。盡管如此，碳化硅產(chǎn)業(yè)并未止步。

近期國際功率半導(dǎo)體巨頭英飛凌拓展碳化硅材料供應(yīng)商體系，簽約國產(chǎn)碳化硅襯底頭部產(chǎn)商天岳新進(jìn)、天科合達(dá)。在業(yè)內(nèi)人士看來，其重要性被業(yè)內(nèi)認(rèn)為堪比消費(fèi)單子廠商納入“蘋果產(chǎn)業(yè)鏈”。

“能供貨英飛凌證明國產(chǎn)碳化硅襯底在技術(shù)和產(chǎn)能上的進(jìn)步。”集邦咨詢化合物半導(dǎo)體分析師龔瑞驕向記者表示，無論市場需求情況還是國際巨頭擴(kuò)產(chǎn)趨勢，碳化硅特別是車用類高端碳化硅產(chǎn)品仍處于高度景氣。

有國產(chǎn)頭部碳化硅廠商向記者表示：“我們目前是沒有多余碳化硅產(chǎn)能再外供了，雖然特斯拉喊出‘減碳’，但碳化硅的使用量在逐年增加并沒有減少，市場需求強(qiáng)勁。”據(jù)介紹，公司產(chǎn)品已經(jīng)供給海外頭部功率器件廠商。

在碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈中，碳化硅襯底和外延片的價(jià)值量占比超過一半，并且成為決定碳化硅器件品質(zhì)的關(guān)鍵，市場上由美國Wolfspeed(科銳公司)、Coherent(原貳陸公司)和日本羅姆等廠商壟斷。碳化硅襯底單晶材料可分為導(dǎo)電型襯底和半絕緣型襯底。其中，導(dǎo)電型襯底主要應(yīng)用于電動汽車、新能源、儲能等碳化硅電力電子器件領(lǐng)域。

本次簽約英飛凌的天岳先進(jìn)，在從半絕緣型向?qū)щ娦鸵r底轉(zhuǎn)型布局，去年新建上海工廠已經(jīng)完成第一階段的機(jī)電安裝，預(yù)計(jì)今年上半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付。去年公司與國內(nèi)外多家汽車電子、電力電子器件等領(lǐng)域的知名客戶簽署長期協(xié)議。

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，今年國際碳化硅巨頭擴(kuò)張熱情高漲。另外，汽車整車廠商并未放棄碳化硅的合作和方案創(chuàng)新。

今年來，寶馬、極氪等與安森美達(dá)成碳化硅長期供貨協(xié)議，Wolfspeed與梅賽德斯也達(dá)成碳化硅器件供應(yīng)合作; 4月份小鵬正式推出了新一代技術(shù)平臺SEPA 2.0扶搖全域智能進(jìn)化架構(gòu)，采取全域800V高壓碳化硅平臺，綜合效率達(dá)92%;哪吒GT搭載800V碳化硅電驅(qū);東風(fēng)汽車發(fā)布馬赫E品牌，將搭載自主開發(fā)的碳化硅控制器，還將于年底量產(chǎn)碳化硅模塊。華為也發(fā)布了“DriveONE新一代超融合黃金動力平臺”，搭載了高效碳化硅技術(shù)。

“碳化硅屬于先進(jìn)技術(shù)，除了特斯拉，當(dāng)前大部分車企使用的比較少，未來也將繼續(xù)增加碳化硅的使用量，而不會減少。”黃河科技學(xué)院客座教授張翔向記者表示，碳化硅具有耐高溫、耐高壓的特性，非常適用于高壓場景，而且在主逆變器中，碳化硅模塊和IGBT模塊相比，能夠提高約5%的系統(tǒng)效率。

有碳化硅廠商介紹，據(jù)了解特斯拉減碳75%的計(jì)劃主要針對下一代生產(chǎn)低端車型的產(chǎn)線，而傳統(tǒng)產(chǎn)線并不會減少用量，因此整體碳化硅的使用凈增量有望提升25%。

集邦咨詢今年一季度統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)如比亞迪漢EV、蔚來ET7、小鵬G9、吉利Smart精靈#1等量產(chǎn)車型均有搭載碳化硅器件，國產(chǎn)供應(yīng)商包括比亞迪、斯達(dá)半導(dǎo)和芯聚能，加速了碳化硅功率模塊在國內(nèi)市場的發(fā)展。另外，國內(nèi)外的主流車企都已經(jīng)在布局800V平臺，集微咨詢預(yù)測到2025年800V碳化硅的方案滲透率超過15%。

《2022-2026年中國碳化硅行業(yè)競爭格局及發(fā)展趨勢預(yù)測報(bào)告》由中研普華研究院撰寫，本報(bào)告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預(yù)測等等。報(bào)告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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