全球碳化硅产业迎来爆发式增长

                                                                                                              全球碳化硅产业概况

随着电动汽车、新能源、5G通信乃至云计算的加速普及，全球市场对功率半导体的需求快速飙升。以碳化硅（SiC）为代表的第三代化合物半导体具有耐高压、低损耗、高频三大优势，能显著提升模组效率并减少体积。

全球碳化硅市场正处于高速成长阶段，2025年市场规模有望较2020年翻5倍，从12亿美元增长至60亿美元，对应复合增长率为38.2%。据预测，到2025年，仅全球新能源汽车市场对碳化硅器件及模块的需求就将达到30.1亿美元，占据市场规模的一半。随着中国在新能源汽车产业的强势崛起，中国将占据碳化硅市场的重要份额。

                                                                                                             欧洲碳化硅产业格局

从全球格局来看，碳化硅产业呈现欧、美、日三足鼎立的局面，其中欧洲在设计、制造、器件等领域具备领先优势。全球功率半导体市场前十名中，排名第一的德国英飞凌、第二名的美国安森美半导体和第三名的瑞士意法半导体地位十分稳固，其中英飞凌碳化硅部门2021年营收约为2亿美元，市场份额约为20%。

欧洲厂商正通过垂直化整合，加大扩产力度，不断强化在该领域的竞争优势。今年2月，英飞凌宣布投资超过20亿欧元，扩大在马来西亚的碳化硅和氮化镓工厂产能，将在2024年下半年投入运营；意法半导体表示将在未来4年内大幅提高晶圆产能，计划到2024年将碳化硅晶圆产能提高到2017年的10倍；安森美半导体2021年以约26.87亿人民币正式收购碳化硅衬底厂商GTAT，并将碳化硅产能扩充4倍以上。2021年11月，德、法等欧洲七国的34家实体联合发起“碳化硅价值链项目”，在欧洲建立完整可控的碳化硅产业链，维持从材料、衬底、器件、封装、电力电子应用的全产业链竞争力。   

                                                                                                           碳化硅产业发展趋势

在碳化硅器件的成本构成中，衬底和外延环节约占器件总成本的50%和25%，为产业链中价值量最高的环节。据预测，2026年全球碳化硅衬底有效产能约为330万片，距离同年的衬底629万片的需求量尚有较大差距，在业内形成稳定且高良率规模化出货前，整个行业都将持续呈现供不应求的格局。

当前绝大多数用于功率半导体器件的碳化硅衬底都是6英寸，根据业内观点，5年内6英寸碳化硅衬底依然会扮演主流角色。虽然8英寸碳化硅量产仍面临诸多挑战，但基于8英寸在有效面积、芯片合格率、综合成本等方面的优势，国际大厂纷纷加入了8英寸碳化硅衬底开发的行列：英飞凌计划在2023年左右开始量产8英寸衬底，2025年实现8英寸碳化硅器件的量产；意法半导体在2021年推出首批8英寸碳化硅晶圆后，宣布将斥资数亿欧元在意大利建立新基地，2024年实现40% 碳化硅衬底的自主供应；法国Soitec半导体发布了新款8英寸碳化硅晶圆，并于今年3月启动新晶圆厂建设，将在2023年下半年投入运营。截止目前，只有Wolfspeed（全球最主要的碳化硅衬底供应商）在美国纽约州的晶圆厂实现8英寸碳化硅量产，预计在2024年月产能将达到1.5万片。

                                                                                                             国内碳化硅产业现状

国产碳化硅产业起步较晚，衬底质量在部分参数上比肩国际龙头，但在一致性、成品率、成本等方面仍存在不小差距，整体技术水平相差5-7年，正在通过加快迭代的方式，不断追赶国际厂商。

截止2021年底，国内厂商对衬底环节的投资金额已超240亿元，衬底龙头厂商山东天岳和天科合达在全球市场份额合计约为8%，其中主要为用于射频器件的半绝缘型衬底；三安光电建设了国内首条碳化硅全产业链生产线，规划产能达36万片/年，并已入选《汽车芯片推广应用目录》。针对新能源车、光伏等领域的导电型衬底正处于高成长性市场，供需缺口将维持相当长时间，是现阶段国产替代发力的焦点区域。

转载微信公众号：半导体工艺与设备

声明：本文版权归原作者所有，转发仅为更大范围传播，若有异议请联系我们修改或删除：zhangkai@cgbtek.com