IGBT供應商，急了！

7來(lái)源：半導體行業(yè)觀(guān)察

SiC的擴張比我們想象的還要快。盡管SiC在良率、缺陷和制造工藝以及成本方面還存在一定的難度，但現在幾乎所有汽車(chē)OEM和電動(dòng)汽車(chē)初創(chuàng )公司都已經(jīng)將SiC用于電動(dòng)汽車(chē)牽引逆變器和車(chē)載充電器中，或者正處于產(chǎn)品設計階段，這也足以體現了SiC的優(yōu)勢大于其壁壘。汽車(chē)儼然已成為SiC的殺手級應用，大多數芯片制造商認為押注SiC已是一個(gè)相對安全的****注。
再者，國際發(fā)展較快的SiC大廠(chǎng)已經(jīng)嘗到了連年增長(cháng)率的“甜頭”，2021年SiC供應商的營(yíng)收也是令人分外眼紅。在這樣的背景下，IGBT供應商急了，越來(lái)越多的IGBT供應商開(kāi)始向SiC布局。

2021年SiC供應商賺****了

自特斯拉采用SiC之后，2020-2021年又有多款新發(fā)布的汽車(chē)采用SiC，汽車(chē)領(lǐng)域成為SiC 功率器件市場(chǎng)快速發(fā)展的首要驅動(dòng)力。比亞迪漢-EV和現代Ioniq-5因為提供快速充電功能，銷(xiāo)量不錯。而理想和小鵬也計劃在2022年將SiC EV推向市場(chǎng)。據Yole的數據統計，得益于特斯拉創(chuàng )紀錄的出貨量，2021年SiC器件的市場(chǎng)規模達到10億美元規模。受汽車(chē)應用的強勁推動(dòng)，SiC市場(chǎng)正在高速增長(cháng)。
而除了汽車(chē)之外，Yole預期，工業(yè)和能源應用的增長(cháng)率也將超過(guò)20%，主要是一些采用SiC默克的大功率充電基礎設施的部署以及光伏安裝。綜合各領(lǐng)域的需求來(lái)看，預計到2027 年，SiC 器件市場(chǎng)將從2021年的10億美元業(yè)務(wù)增長(cháng)到60億美元以上，年復合增長(cháng)率高達34%。

在SiC需求的高增長(cháng)背后，SiC供應商們也因此獲利頗豐，在2021年取得了可觀(guān)的收入。

2021年ST在SiC器件業(yè)務(wù)上收入4.5億美元，同比增長(cháng)55%，營(yíng)收排在第一位。ST是目前唯一一家大規模生產(chǎn)汽車(chē)級SiC的半導體公司，ST在SiC上的進(jìn)展也是業(yè)內較快的，去年其瑞典 Norrk?ping 工廠(chǎng)已制造出首批8英寸SiC (SiC) 晶圓。ST計劃到2024年將SiC晶圓產(chǎn)能提高到2017年的10倍，SiC營(yíng)收將達到10億美元。
英飛凌的SiC業(yè)務(wù)主要是以工業(yè)應用為切入點(diǎn)，憑借SiC主逆變器業(yè)務(wù)，去年收入2.48億美元，實(shí)現了126%的增長(cháng)。2001年，全球首款碳化硅（SiC）產(chǎn)品由英飛凌引入了功率器件市場(chǎng)，其實(shí)英飛凌還沒(méi)從西門(mén)子脫離出來(lái)之前就已經(jīng)開(kāi)始了對SiC的研究。近日，英飛凌宣布，將投資超20億歐元在馬來(lái)西亞居林工廠(chǎng)建造第三個(gè)廠(chǎng)區，以大幅增加產(chǎn)能，新廠(chǎng)區主要涉及外延工藝和晶圓切割等關(guān)鍵工藝，將于6月開(kāi)始施工，預計第一批晶圓將于2024年下半年下線(xiàn)。
Wolfspeed是全球最大的SiC襯底和外延片供應商，約占全球一半產(chǎn)能，2021年在SiC的收入同比增長(cháng)53%。Wolfspee正在擴建其位于北卡羅來(lái)納州的材料工廠(chǎng)和位于紐約州北部的新莫霍克谷工廠(chǎng)，新工廠(chǎng)將是世界上最大的200毫米和汽車(chē)級碳化硅制造工廠(chǎng)。
而另一家收入增長(cháng)率較高的是安森美，2021年安森美雖然收入0.78億美元，但同比增長(cháng)43%。也是看到了在SiC業(yè)務(wù)上的盈利，安森美去年斥資26.88億元收購了SiC晶圓生產(chǎn)商GTAT，以推進(jìn)150毫米和200毫米SiC晶體生長(cháng)技術(shù)，同時(shí)還表示今年要將SiC產(chǎn)能擴充4倍。在最近財報會(huì )中安森美表示，2022年，我們預計SiC收入將同比增長(cháng)一倍以上。目前安森美的SiC模塊正在為梅賽德斯EQXX研究電動(dòng)汽車(chē)平臺提供動(dòng)力，該平臺一次充電可行駛620英里。
羅姆2021年收入1.08億美元，與2020年的收入接近。不過(guò)羅姆也提出要搶占全球30% SiC市場(chǎng)份額的目標。2021年年初，羅姆計劃在今后5年內投資600億日圓、將使用于EV的SiC功率半導體產(chǎn)能擴增至現行的5倍。羅姆位于福岡縣筑后市的工廠(chǎng)內的SiC新廠(chǎng)房也將在今年啟用，吉利汽車(chē)的EV已決定采用羅姆的SiC功率半導體產(chǎn)品。
三菱電機2021年收入0.28億美元，同比增長(cháng)8%。在去年11月的功率器件說(shuō)明會(huì )上，三菱電機表示，除了將獨特的制造工藝應用于溝槽 MOSFET以進(jìn)一步提高性能和生產(chǎn)力之外，還考慮制造8英寸SiC晶圓。
不止這些廠(chǎng)商，處于SiC產(chǎn)業(yè)鏈上的廠(chǎng)商無(wú)不都在大幅擴產(chǎn)。II-VI Incorporated在今年3月份宣布，將在賓夕法尼亞州和瑞典進(jìn)行大規模工廠(chǎng)擴建，加速對SiC基板和外延晶圓制造的投資，未來(lái)5年內公司的SiC襯底產(chǎn)量至少增加6倍；韓國的SK Siltron已經(jīng)三次提出對SiC業(yè)務(wù)進(jìn)行擴產(chǎn)。
從這些大廠(chǎng)的擴產(chǎn)和加大投資的動(dòng)作來(lái)看，SiC已成功率半導體廠(chǎng)商的必爭之地，市場(chǎng)份額之爭激烈無(wú)比，時(shí)間就在這幾年，誰(shuí)提前卡位，誰(shuí)就能吃下更多SiC這個(gè)快速變大的蛋糕。

IGBT廠(chǎng)商向SiC邁進(jìn)

雖然如今傳統的Si功率器件IGBT和MOSFET，仍舊是市場(chǎng)應用最大的部分。但是SiC相比Si具有大禁帶寬度、高臨界擊穿場(chǎng)強、高熱導率三個(gè)最顯著(zhù)特征，已經(jīng)肉眼看得見(jiàn)的發(fā)展潛力也使得諸多IGBT供應商開(kāi)始真刀實(shí)槍的向SiC邁進(jìn)。這其中包括Semikron、東芝、斯達半導和中車(chē)時(shí)代等。
3月29日，成立于1951年，全球前十大IGBT模塊供應商之一的Semikron，宣布與Danfoss Silicon Power合并，成立Semikron-Danfoss公司，專(zhuān)注于功率半導體模塊領(lǐng)域。合并之后的Semikron-Danfoss將擁有超過(guò)3500位電力電子領(lǐng)域的專(zhuān)家，未來(lái)投資和技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)將轉向針對工業(yè)應用和汽車(chē)應用等市場(chǎng)的SiC解決方案。
Semikron在1700V及以下電壓等級的消費IGBT領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。公司的產(chǎn)品主要包括2KW-10MW的中等功率輸出范圍，這是現代節能型電機驅動(dòng)器和工業(yè)自動(dòng)化系統中的核心器件，可用于電動(dòng)車(chē)、電源、可再生能源等領(lǐng)域。
今年2月，Semikron獲得德國車(chē)企超過(guò)10億歐元的SiC逆變器訂單，訂單產(chǎn)品是Semikron的功率模塊平臺eMPack，該產(chǎn)品將于2025年開(kāi)始批量生產(chǎn)。
而另一邊Danfoss Silicon Power在SiC電源模塊方面的功底也已較深厚。早在2017年，Danfoss就與通用電氣合作了美國首個(gè)SiC模塊項目（基于GE的SiC芯片制造SiC功率模塊），雙方隨后于2018年在美國建立了SiC功率模塊封裝工廠(chǎng)。2018年，Danfoss還在德國慕尼黑建立了一個(gè)SiC技術(shù)中心。
2019年底，Danfoss便獲得知名Tier1廠(chǎng)商采埃孚量產(chǎn)項目汽車(chē)牽引電源模塊供應合同，當時(shí)兩家企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始共同開(kāi)發(fā)800V SiC功率模塊，并實(shí)現量產(chǎn)。
兩家一個(gè)在IGBT功率半導體領(lǐng)域有深厚積累，另一個(gè)在電源模塊領(lǐng)域有深厚積累，在Si向SiC技術(shù)過(guò)渡的這個(gè)時(shí)間節點(diǎn)下，雙方取長(cháng)補短，成立新公司Semikron-Danfoss，或許將改變全球SiC產(chǎn)業(yè)格局。Danfoss有信心在未來(lái)5年內將業(yè)務(wù)擴大一倍以上。
老牌IGBT供應商東芝這幾年也加速在SiC領(lǐng)域的擴展。目前東芝已推出了SiC MOSFET、SiC二極管和SiC MOSFET模塊等產(chǎn)品。雖然東芝當前只有面向軌道交通的SiC產(chǎn)品，但也已計劃SiC在新能源汽車(chē)上的應用。
今年2月25日，據日經(jīng)亞洲的報道，東芝計劃到2024年將碳化硅功率半導體的產(chǎn)量增加3倍以上，到2026年增加10倍。而據日媒3月16日最新消息，東芝又宣布要增加SiC外延片生產(chǎn)環(huán)節，布局完成后將形成：外延設備+外延片+器件的垂直整合模式。此前東芝是從昭和電工等材料公司購買(mǎi)SiC外延片。他們認為，在汽車(chē)電氣化的背景下，對SiC功率半導體的需求正在迅速增加，這種轉向將有助于提高SiC器件質(zhì)量，以及也有助于穩定原材料采購問(wèn)題。
國內方面，斯達半導作為國內IGBT行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，對于SiC也早已熱衷，從2020年就開(kāi)始布局謀劃SiC產(chǎn)業(yè)項目。根據其2021年11月的最新公告，投入5億元用于SiC芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目。項目達產(chǎn)后，預計將形成年產(chǎn)6萬(wàn)片6英寸SiC芯片生產(chǎn)能力。
圖源：斯達半導公告
中車(chē)時(shí)代電氣從大功率半導體起家，通過(guò)收購丹尼克斯股權完成技術(shù)原始積累，2014 年即建成中國首條8英寸 IGBT 產(chǎn)線(xiàn)，已成為軌交裝備IGBT龍頭。目前也已切入SiC領(lǐng)域，2021年12月，中車(chē)時(shí)代發(fā)布了首款基于自主碳化硅芯片的大功率電驅產(chǎn)品- C- Power 220s，系統效率最高可達94%。

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