SiC一战成名：特斯拉Model 3的成功引发关注

2018年，特斯拉在 Model 3上一掷千金，在主逆变器中安装了24个由意法半导体生产的碳化硅（SiC）MOSFET 功率模块。

当时，一块SiC芯片的价格要比传统硅芯片贵十倍左右，即使如今SiC售价有所下降，但SiC芯片的价格也是同等硅器件的数倍。

马斯克最终将更昂贵的碳化硅应用到Model 3性能版上，由此带动了一场SiC替代传统硅基器件的产业革命。

随着Model 3的成功，SiC一战成名，功率模块开始迅速［上车］。

爆发式增长的前期：SiC版块增长趋势不可逆

SiC产业链分为上中下游三个环节，上游包括衬底和外延的生长，中游包括设计制造、下游是应用环节。

根据Yole和Omdia数据，到2020年底，SiC电力电子市场规模约为7．03亿美元，到2025年SiC电力电子市场规模将超过30亿美元，其主要驱动力为新能源汽车和消费电子。

其中Yole预计，SiC汽车市场将以38％的复合年增长率增长，到2025年将超过15亿美元。

SiC未来前景广阔，但目前SiC下游应用大多仍处在研发阶段，还没有形成量产化，预计2030年将迎来真正的爆发，目前SiC处在爆发式增长的前期。

未来三到五年内，SiC功率器件将成为新能源汽车中电机驱动器系统主流的技术方案，这将给全球SiC功率器件产业带来巨大发展机遇。

SiC厂限时购：［买进］上游衬底供应商

SiC芯片厂商越来越想把控住上游的衬底供应，安森美、罗姆、英飞凌以及意法半导体纷纷下手，买下不同的优质SiC衬底供应商。

2009年，日本的罗姆通过收购德国SiC衬底和外延片供应商SiCrystal，真正有了实质性的进展。

2018年，英飞凌收购了碳化硅晶圆切割领域的新锐公司Siltectra。Siltectra。在得到冷Siltectra公司的分裂技术后，将使其SiC 产品的量产变得更加容易。

2019年12月，意法半导体以1．375亿美元现金完成收购瑞典SiC衬底和外延片制造商Norstel AB，Norstel生产6英寸的SiC裸晶圆和外延片。

今年11月，安森美宣布已完成以4．15亿美元对碳化硅（SiC）生产商GT Advanced Technologies（GTAT）的收购，此举将有助于减少安森美对Wolfspeed原材料的需求。

此外，安森美计划投资扩大GTAT的制造设施，支持推进150mm和200mm SiC晶体生长技术的研发工作。

亦敌亦友的关系：竞争对手却签署合作协议

2018年2月28日，科锐宣布与英飞凌签署长期协议，为英飞凌生产和供应Wolfspeed SiC碳化硅晶圆片。

协议显示科锐将向英飞凌供应150 mm SiC碳化硅晶圆片，将帮助英飞凌在包括光伏逆变器和电动汽车等高增长市场扩展产品供应。

今年8月份，Wolfspeed和意法半导体宣布扩大现有的多年长期碳化硅晶圆供应协议。科锐在未来几年向ST提供150毫米碳化硅裸片和外延片，价值超过8亿美元。

例如Wolfspeed既是英飞凌和意法半导体的碳化硅衬底供应商，又在碳化硅器件市场上同他们进行直接竞争，但Wolfspeed需要伙伴来助推功率半导体产业从硅器件向碳化硅器件转变。

在功率器件同为竞争对手的意法半导体和罗姆，也签署了超1．2亿美元的150mm碳化硅（SiC）晶圆长期供应协议。

该SiC衬底长期供应协议这将确保意法半导体能够增加晶圆供给量并补充内部产能缺口，满足未来几年客户在汽车和工业项目产品方面的强劲增长的需求。

功率半导体是英飞凌和安森美的安身立命之本。在去年年底，安森美与英飞凌签署了5年SiC晶棒的供货协议。

英飞凌把其专有的薄晶圆技术应用到GTAT的晶棒上，从而获得安全优质的碳化硅晶圆供应。

广存［粮］，［心］不慌：SiC大厂争先扩产

随着近年来全球对以SiC晶片为衬底的器件需求持续增长，各大国际厂商纷纷通过加强合作和产能扩张计划开启SiC争夺战。

昭和电工与罗姆签订长期供应合同，还与英飞凌科签订了供应契约，供应包括磊晶在内的各种SiC材料。

科锐早在2019年就宣布了扩产计划，计划投资10亿美元扩产30倍，以满足未来市场需求。

昭和电工将筹措约1100亿日元资金，其中约700亿日元将用于扩增SiC晶圆、研磨液等半导体材料产能。

罗姆则计划在今后5年内投资600亿日元，将使用于EV的SiC功率半导体产能扩增至现行的5倍。

在全球半导体材料供应不足的背景下，国际龙头企业纷纷提出碳化硅产能扩张计划并保持高研发投入。

同时，国内本土SiC厂家加速碳化硅领域布局，把握发展机会，追赶国际龙头企业。

加快追赶大厂步伐：国内SiC产业链呈现多样态势

目前，三安光电已宣布总投资160亿元，将打造国内首条、全球第三条SiC垂直整合产业链，覆盖衬底、外延和器件三大环节。

露笑科技计划总投资100亿布局SiC产业项目，目前已经开启6英寸导电性SiC衬底小批量试生产；

光伏晶体设备生产商晶盛机电也宣布31．34亿元投资SiC衬底晶片生产基地项目，设计产能年产40万片6英寸及以上尺寸的导电型和半绝缘型SiC衬底晶片；

凤凰光学碳化硅外延材料也已具备量产能力。

华润微、斯达半导等半导体企业也在布局SiC衬底和器件环节。

凤凰光学近期公告拟通过定增收购国盛电子和普兴电子100％股权。国盛电子及普兴电子是国内领先的硅外延材料供应商，碳化硅外延材料也已具备量产能力。

鸿海日前也透过买下旺宏6吋厂，宣示进军SiC市场的决心，目前集团规划2024年SiC相关月产能可达1．5万片。

8月5日，富士康旗下鸿海收购旺宏的6英寸晶圆厂，计划将该厂用于研发生产第三代半导体，特别是电动汽车所用的碳化硅功率元件。

目前SiC产业链中重要的衬底环节，我国三安光电深度布局，天科合达和山东天岳已在全球范围内占据一定份额。

未来随着产业链上厂商持续进行产品研发及产能扩张，国内厂商在SiC时代将加速追赶外资厂商，拉近距离。

结尾：

对于SiC这样性能优良、业界紧需，但又挑战颇多的材料而言，在竞争中合作，在合作中共赢，是产业快速向前发展的一大手段。

部分资料参考：爱集微APP：《国内外SiC衬底发展现状浅析》《双碳目标下，第三代半导体大有可为》，半导体行业观察：《买下那家SiC衬底供应商》，智东西：《揭秘碳化硅，第三代半导体材料核心》，国盛证券：《黄金十年：SiC功率大力扩产应对需求爆发，国内企业有望同步成长》

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