近年來(lái)對碳化硅（SiC）襯底需求的持續激增

隨著(zhù)近年來(lái)對碳化硅（SiC）襯底需求的持續激增，市場(chǎng)研究公司TrendForce表示，對于SiC的成本降低呼聲越來(lái)越高，因為最終產(chǎn)品價(jià)格仍然是消費者的關(guān)鍵決定因素。

SiC襯底的成本占整個(gè)成本結構的比例最高，約占50%。因此，襯底部分的成本降低和利用率提高尤為關(guān)鍵。由于其成本優(yōu)勢，大尺寸襯底逐漸開(kāi)始被采用，市場(chǎng)對其寄予了很高的期望。

中國SiC襯底制造商天科藍半導體計算，從4英寸升級到6英寸可以使單位成本降低50%，從6英寸升級到8英寸可以再次降低35%。

與此同時(shí)，8英寸襯底可以生產(chǎn)更多的芯片，從而減少邊緣浪費。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，8英寸襯底提供了更高的利用率，這是主要制造商積極開(kāi)發(fā)它們的主要原因。

目前，6英寸SiC襯底仍然占主導地位，但8英寸襯底已經(jīng)開(kāi)始滲透市場(chǎng)。例如，2023年7月，Wolfspeed宣布其8英寸晶圓廠(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始向中國客戶(hù)發(fā)貨SiC MOSFETs，表明其批量發(fā)貨8英寸SiC襯底。天科藍也已經(jīng)開(kāi)始小規模發(fā)貨8英寸襯底，并計劃在2024年實(shí)現中等規模發(fā)貨。

8英寸SiC襯底產(chǎn)品線(xiàn)的加速推進(jìn) 自Wolfspeed于2015年首次展示樣品以來(lái)，8英寸SiC襯底已經(jīng)歷了7-8年的發(fā)展歷程，過(guò)去兩年技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)顯著(zhù)加速。

除了已經(jīng)實(shí)現大規模生產(chǎn)的Wolfspeed外，預計還有七家公司將在今年或未來(lái)1-2年實(shí)現8英寸SiC襯底的大規模生產(chǎn)。

在投資方面，Wolfspeed繼續在美國北卡羅來(lái)納州建設約翰·帕爾莫爾碳化硅制造中心（SiC襯底工廠(chǎng)）。這個(gè)設施將進(jìn)一步推動(dòng)襯底產(chǎn)能的擴張，以滿(mǎn)足對8英寸晶圓日益增長(cháng)的需求。

Coherent去年也宣布了擴大其8英寸襯底和外延片生產(chǎn)的計劃，美國和瑞典的大規模擴建項目正在進(jìn)行中。在產(chǎn)品出口渠道方面，Coherent已經(jīng)從三菱電機和電裝公司獲得了10億美元的投資，為兩家公司提供長(cháng)期的6/8英寸SiC襯底和外延片。歐洲的STMicroelectronics去年也投資于8英寸領(lǐng)域，與湖南三安半導體合作，在中國建立8英寸SiC晶圓廠(chǎng)。后者將建立一個(gè)8英寸SiC襯底工廠(chǎng)，為合資企業(yè)提供穩定的原材料供應。同時(shí)，ST正在開(kāi)發(fā)自己的襯底，并曾與法國的Soitec合作實(shí)現8英寸SiC襯底的大規模生產(chǎn)。

就中國制造商而言，目前已有超過(guò)10家企業(yè)進(jìn)入了8英寸SiC襯底的樣品和小規模生產(chǎn)階段。這些公司包括Semisic Crystal Co、Jingsheng Mechanical & Electrical Co、SICC Co、Summit Crystal Semiconductor Co、Synlight Semiconductor Co、TanKeBlue Semiconductor Co、Harbin KY Semiconductor、IV Semitec、Sanan Semiconductor、Hypersics和Yuehaijin Semiconductor Materials Co。

此外，許多其他中國制造商目前正在研究8英寸襯底，如GlobalWafers、Dongni Electronics、Hesheng Silicon Industry和Tiancheng Semiconductor。

目前，中國襯底制造商與國際巨頭之間的差距已經(jīng)顯著(zhù)縮小。諸如英飛凌之類(lèi)的公司已經(jīng)與中國制造商建立了長(cháng)期合作關(guān)系，如SICC Co和天科藍。從技術(shù)的角度來(lái)看，這種縮小的差距反映了全球襯底技術(shù)的整體改進(jìn)。展望未來(lái)，預計各個(gè)制造商的共同努力將推動(dòng)8英寸襯底技術(shù)的發(fā)展。

總的來(lái)說(shuō)，8英寸SiC襯底的整體發(fā)展勢頭強勁，無(wú)論在數量還是質(zhì)量上都取得了重大突破。

全球8英寸SiC晶圓廠(chǎng)加速擴張 隨著(zhù)襯底材料不斷突破技術(shù)上的障礙，全球新的8英寸SiC晶圓廠(chǎng)數量的增加在2023年達到了新的高度。

根據TrendForce的數據，2023年共實(shí)施了大約12個(gè)與8英寸晶圓相關(guān)的擴建項目。其中，有八個(gè)由Wolfspeed、Onsemi、STMicroelectronics、Infineon、Rohm等全球制造商主導。STMicroelectronics還與三安半導體合作了一個(gè)項目。此外，還有三個(gè)項目由中國制造商領(lǐng)導，包括Global Power Technology、United Nova Technology Co和J2 Semiconductor。

從區域角度來(lái)看，預計歐洲、美國、日本、韓國、中國和東南亞等主要地區將進(jìn)行重大投資，建設新的8英寸SiC晶圓廠(chǎng)。截至目前，全球約有11個(gè)8英寸晶圓廠(chǎng)正在建設或計劃中。

這些項目涉及各種地點(diǎn)和利益相關(guān)者。例如，Wolfspeed在美國紐約州莫霍克和德國薩爾蘭州各有兩個(gè)設施，Bosch在美國羅斯維爾建設了一個(gè)，STMicroelectronics在意大利卡塔尼亞自建了一個(gè)，與三安半導體合資在中國重慶建設了一個(gè)，Infineon在馬來(lái)西亞庫林建設了一個(gè)，三菱電機在日本熊本建設了一個(gè)，羅姆在日本筑后和國富各建設了一個(gè)，ON Semiconductor在韓國富川建設了一個(gè)，富士電機在日本松本建設了一個(gè)。

關(guān)于制造商的擴展方向，Bosch和ON Semiconductor在2023年的投資直接針對汽車(chē)SiC市場(chǎng)。STMicroelectronics在意大利計劃建設的8英寸SiC芯片工廠(chǎng)也面向電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)。盡管其他制造商尚未明確說(shuō)明未來(lái)生產(chǎn)能力的目標應用，但電動(dòng)汽車(chē)是SiC當前和未來(lái)的主要增長(cháng)引擎，因此成為主要制造商擴展的焦點(diǎn)。

在電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)，800V高壓平臺已經(jīng)成為明顯的發(fā)展趨勢。800V平臺需要更高電壓的功率半導體器件，促使制造商開(kāi)始開(kāi)發(fā)1200V SiC功率器件。

從成本的角度來(lái)看，盡管目前6英寸晶圓在短期內仍是主流，但向8英寸等更大尺寸的趨勢是不可避免的，這是為了降低成本和提高效率。因此，預計電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)將持續推動(dòng)對8英寸晶圓的需求增長(cháng)。

從供應鏈的角度來(lái)看，轉向8英寸晶圓對SiC制造商來(lái)說(shuō)是一項重大突破。根據行業(yè)見(jiàn)解，6英寸SiC器件市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入了競爭激烈的階段，尤其是SiC結障礙二極管（JBD）。對于規模較小、競爭力較弱的企業(yè)來(lái)說(shuō)，利潤率越來(lái)越受到擠壓，這表明未來(lái)可能會(huì )出現一輪整合和重組。