2023年SiC功率元件市場(chǎng)：國外巨頭占據92%市場(chǎng)，國產(chǎn)廠(chǎng)商仍需努力

6月20日消息，根據市場(chǎng)研究機構TrendForce集邦咨詢(xún)最新發(fā)布的研究報告顯示，受益于純電動(dòng)汽車(chē)應用需求的增長(cháng)，2023年全球SiC（碳化硅）功率元件市場(chǎng)保持了強勁成長(cháng)，前五大SiC功率元件供應商約占整個(gè)市場(chǎng)營(yíng)收的91.9%。

其中意法半導體（ST）以32.6%市占率位居第一，安森美（onsemi）則由2022年的第四名躍居第二名，市場(chǎng)份額為23.6%。緊隨其后的則是英飛凌（Infineon，16.5%）、Wolfspeed（11.1%）、羅姆半導體（ROHM，8%）。

對于2024年的碳化硅市場(chǎng)，TrendForce認為，雖然來(lái)自AI服務(wù)器等領(lǐng)域的需求則顯著(zhù)大增，但是純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量成長(cháng)速度的明顯放緩和工業(yè)需求走弱正在影響碳化硅供應鏈，預計2024年全球碳化硅功率元件產(chǎn)業(yè)營(yíng)收年成長(cháng)幅度將較過(guò)去幾年將顯著(zhù)降低。不過(guò)，這并不會(huì )阻擋碳化硅廠(chǎng)商們?yōu)闋帄Z未來(lái)市場(chǎng)先機的擴產(chǎn)熱情。

下面芯智訊針對前五大SiC器件廠(chǎng)商及國內的SiC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況進(jìn)行一些梳理：

意法半導體

作為全球最大的車(chē)用SiC MOSFET供應商，意法半導體目前正在持續擴大SiC產(chǎn)能。今年6月初，意法半導體宣布將在意大利卡塔尼亞新建一座200mm（8英寸） SiC制造工廠(chǎng)，主要用于SiC功率器件和模塊的制造以及測試和封裝，預計2026年投產(chǎn)，到 2033 年達到滿(mǎn)負荷生產(chǎn)，滿(mǎn)負荷生產(chǎn)時(shí)每周可生產(chǎn)多達 15,000 片晶圓。預計總投資約為 50 億歐元。意大利政府將在“歐洲芯片法案”框架內提供約 20 億歐元的支持。

此外，意法半導體還與三安光電于2023年6月宣布，雙方擬投入32億美元在中國重慶共同建立一個(gè)新的8英寸碳化硅器件合資制造工廠(chǎng)。計劃于2025 年第四季度開(kāi)始生產(chǎn)，預計將于 2028年全面落成，將采用意法半導體的碳化硅專(zhuān)利制造工藝技術(shù)，達產(chǎn)后可生產(chǎn)8吋碳化硅晶圓10000片/周。同時(shí)，三安光電將在當地獨資建立一個(gè)8英寸碳化硅襯底工廠(chǎng)作為配套。股權方面，由三安光電全資子公司湖南三安持股51%，意法半導體（中國）投資有限公司持股49%。

根據意法半導體的2023年財報顯示，意法半導體2023年全年凈營(yíng)收172.9億美元，其中碳化硅產(chǎn)品營(yíng)收達到了11.4億美元，相比比2022年增長(cháng)了60%以上。

在客戶(hù)合作方面，截至2023年底，意法半導體約有160個(gè)design-win項目，分布在100多個(gè)客戶(hù)之中，其中包括了與全球眾多汽車(chē)廠(chǎng)商供應協(xié)議（包括吉利、理想等中國車(chē)廠(chǎng)）以及與空中客車(chē)公司（Airbus）在飛機電氣化方面的合作。

值得一提的是，2023年4月，意法半導體宣布與采埃孚科技集團公司簽署碳化硅器件長(cháng)期供應協(xié)議。從 2025 年起，采埃孚將從意法半導體采購碳化硅器件。根據這份長(cháng)期采購合同條款，意法半導體將為采埃孚供應超過(guò)1,000萬(wàn)個(gè)碳化硅器件。采埃孚計劃將這些器件集成到 2025 年量產(chǎn)的新型模塊化逆變器架構中，利用意法半導體在歐洲和亞洲的碳化硅垂直整合生產(chǎn)線(xiàn)確保完成電驅動(dòng)客戶(hù)訂單。

根據意法半導體CEO Jean-Marc Chery的預計，意法半導體將在2025年實(shí)現SiC產(chǎn)品營(yíng)收達20億美元目標，預計到2030年代末，其碳化硅器件的年收入將超過(guò)50億美元。

安森美

近年來(lái)，安森美的SiC業(yè)務(wù)進(jìn)展迅速，這主要歸功于其車(chē)用EliteSiC系列產(chǎn)品。安森美位于韓國富川的SiC晶圓廠(chǎng)在2023年已經(jīng)完成了擴建，并計劃在2025年完成相關(guān)技術(shù)驗證后轉為8英寸。自完成對GTAT收購后，目前安森美的SiC襯底材料自給率已超過(guò)50%，隨著(zhù)內部材料產(chǎn)能的提升，公司正在朝著(zhù)毛利率達到50%的目標前進(jìn)。

據了解，目前汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)是安森美公司最大的客戶(hù)群之一，占安森美碳化硅銷(xiāo)售額的90%。安森美碳化硅器件客戶(hù)除了很多老牌車(chē)廠(chǎng)之外，還包括Vitesco、博格華納（BorgWarner）和麥格納、極氪、理想等車(chē)廠(chǎng)。

2023年7月，安森美還與博格華納擴大碳化硅方面的戰略合作，協(xié)議總價(jià)值超10億美元。博格華納計劃將安森美的EliteSiC 1200 V和750 V功率器件集成到其VIPER功率模塊中。

2023年8月時(shí)，安森美CEO Hassane El-Khoury在與華爾街的電話(huà)會(huì )議上表示：“僅在2023年第二季度，安森美就簽署了價(jià)值超過(guò)30億美元的新碳化硅 LTSA（長(cháng)期服務(wù)協(xié)議）?！?/p>

2024年1月，安森美還宣布與理想汽車(chē)(Li Auto)續簽長(cháng)期供貨協(xié)議。理想汽車(chē)將在其下一代800V高壓純電車(chē)型中采用安森美高性能EliteSiC 1200 V裸芯片，并繼續在其未來(lái)車(chē)型中集成安森美800萬(wàn)像素高性能圖像傳感器。

不過(guò)，由于去年底以來(lái)，歐美電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)疲軟以及客戶(hù)庫存過(guò)剩，安森美今年一季度業(yè)績(jì)出現了下滑。今年6月中旬，安森美宣布將在全球裁員約 1,000 人，以精簡(jiǎn)運營(yíng)并降低成本。

即便安森美開(kāi)始了裁員以削減成本，但是其碳化硅產(chǎn)能的擴張腳步依然沒(méi)有停止。近日，安森美宣布將在捷克投資至多 20 億美元，建設一座垂直集成碳化硅工廠(chǎng)。

英飛凌

做為工業(yè)及汽車(chē)芯片大廠(chǎng)，英飛凌的碳化硅營(yíng)收也主要來(lái)源于工業(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)，其中工業(yè)市場(chǎng)占比約一半。相較之下，Infineon的汽車(chē)業(yè)務(wù)發(fā)展較為穩健，例如近期小米SU7的design win。

早在2018年11月，英飛凌就收購了位于德累斯頓的初創(chuàng )公司Siltectra有限公司獲得了其冷切割（Cold Split）技術(shù)，可高效處理晶體材料，并最大限度減少材料損耗。英飛凌隨后將冷切割技術(shù)用于切割碳化硅晶圓，使單片晶圓可產(chǎn)出的芯片數量翻倍。

在產(chǎn)能布局方面，英飛凌相對較慢。英飛凌正通過(guò)其位于Villach的工廠(chǎng)生產(chǎn)8英寸碳化硅晶圓，并且在大幅擴建其位于馬來(lái)西亞居林（Kulim）的8英寸碳化硅晶圓廠(chǎng)，希望將該晶圓廠(chǎng)建成為全球最大的碳化硅晶圓廠(chǎng)。

目前，英飛凌已經(jīng)完成了位于馬來(lái)西亞居林的8英寸碳化硅晶圓廠(chǎng)第一階段建設。英飛凌計劃于今年8月正式啟用居林Module 3廠(chǎng)區，并于2024年底開(kāi)始生產(chǎn)碳化硅。據了解，該晶圓廠(chǎng)總投資為70億歐元。

值得一提的是，該計劃得到了英飛凌客戶(hù)的支持，獲得了高額的訂單及預付款。包括汽車(chē)和工業(yè)應用領(lǐng)域約50億歐元訂單合同以及約10億歐元的預付款，其中汽車(chē)領(lǐng)域客戶(hù)包括福特、上汽和奇瑞，可再生能源領(lǐng)域客戶(hù)包括SolarEdge和中國三大光伏和儲能系統公司，這表明客戶(hù)對英飛凌穩健發(fā)展的信心。此外，英飛凌和施耐德電氣還就產(chǎn)能預留達成一致。

得益于居林的碳化硅工廠(chǎng)的龐大產(chǎn)能，英飛凌此前還宣布了到2030年末碳化硅產(chǎn)品營(yíng)收超過(guò)70億歐元、在全球碳化硅市場(chǎng)占據的30%份額的宏大目標。

不過(guò)，TrendForce表示，相較于其他幾家領(lǐng)先的碳化硅IDM廠(chǎng)商，英飛凌少碳化硅晶體材料的內部生產(chǎn)能力，因此積極推動(dòng)多元化供應商體系，以確保供應鏈穩定。

Wolfspeed

Wolfspeed是電動(dòng)車(chē)用碳化硅芯片的領(lǐng)導廠(chǎng)商，其客戶(hù)包括特斯拉、通用、奔馳等。然而，自去年下半年以來(lái)，隨著(zhù)歐美電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)售成長(cháng)減速，汽車(chē)廠(chǎng)商庫存過(guò)高，對于其業(yè)績(jì)帶來(lái)了負面影響。這也導致Wolfspeed功率元件業(yè)務(wù)市占有所下滑。

不過(guò)，Wolfspeed仍然是全球最大的碳化硅材料供應商，特別是汽車(chē)級 MOSFET襯底，并在8英寸領(lǐng)域具備先發(fā)優(yōu)勢。YOLE數據顯示，Wolfspeed在2023年的碳化硅材料及磊晶材料（外延材料）的市占率分別為33%和37%，由于受到其他廠(chǎng)商的產(chǎn)能提升的影響，市占率與2022年相比有所降低。不過(guò)，隨著(zhù)Wolfspeed的The JP工廠(chǎng)即將投產(chǎn)，有望顯著(zhù)提高碳化硅材料產(chǎn)能，并推動(dòng)莫霍克谷工廠(chǎng)（MVF）的投產(chǎn)進(jìn)程，從而助力Wolfspeed的市占率回升。

值得一提的是，2023年7月，日本汽車(chē)芯片大廠(chǎng)瑞薩電子與Wolfspeed達成了基于碳化硅的長(cháng)期供應協(xié)議。根據雙方的協(xié)議，瑞薩電子將交付 20 億美元定金以獲得 Wolfspeed 碳化硅裸晶圓和外延片的 10 年供應。瑞薩電子將于 2025 年開(kāi)始碳化硅功率半導體的規?；a(chǎn)，而Wolfspeed供應的高品質(zhì)碳化硅晶圓將為瑞薩電子的規?；a(chǎn)鋪平道路。

羅姆半導體

作為汽車(chē)功率芯片大廠(chǎng)，羅姆半導體近年來(lái)也將業(yè)務(wù)發(fā)展重點(diǎn)放到了碳化硅功率半導體上。2023年7月，羅姆在現有的2座6英寸碳化硅晶圓廠(chǎng)的基礎上，宣布和出光興產(chǎn)（Idemitsu）旗下太陽(yáng)能電池生產(chǎn)子公司Solar Frontier達成基本協(xié)議，在2023年10月取得其太陽(yáng)能面板制造工廠(chǎng)“國富工廠(chǎng)（宮崎縣國富町）”的資產(chǎn)（廠(chǎng)房和土地），將其打造成8英寸碳化硅功率半導體生產(chǎn)據點(diǎn)。

根據計劃，該8英寸碳化硅功率半導體新工廠(chǎng)目標是在2024年末開(kāi)始生產(chǎn)，將成為繼宮崎市、福岡縣筑后市之后，羅姆的第三座碳化硅功率半導體生產(chǎn)據點(diǎn)。

羅姆當時(shí)表示，隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)持續擴大，帶動(dòng)功率半導體需求增加，因此為了穩定供貨給客戶(hù)，將擴增以碳化硅功率半導體為中心的半導體產(chǎn)能。羅姆預計，新的生產(chǎn)基地將在2030財年滿(mǎn)產(chǎn)，屆時(shí)碳化硅產(chǎn)能將達到2021財年的35倍。

客戶(hù)方面，羅姆與Vitesco Technologies、馬自達、吉利汽車(chē)等車(chē)廠(chǎng)及Tier1建立了長(cháng)期的合作關(guān)系。2023年6月，羅姆還宣布德國汽車(chē)零件大廠(chǎng)Vitesco Technologies簽訂了碳化硅功率半導體的長(cháng)期供應伙伴契約，在2024-2030年期間的交易額將達1,300億日元以上。

值得一提的是，在2023年6月，國內驅動(dòng)技術(shù)及電氣化解決方案制造商緯湃科技宣布與羅姆達成價(jià)值超10億美元（到2030年）的長(cháng)期碳化硅供應合作伙伴關(guān)系，從而獲得了對高效率碳化硅功率半導體具有戰略意義的重要產(chǎn)能。該長(cháng)期供應協(xié)議是基于2020年雙方簽署的合作開(kāi)發(fā)協(xié)議。兩家客戶(hù)將在其電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成中采用緯湃科技集成了羅姆碳化硅芯片的先進(jìn)逆變器。緯湃科技最早將于2024年投入首批量產(chǎn)。

其他海外廠(chǎng)商

除了以上五家碳化硅大廠(chǎng)之外，其他的海外汽車(chē)芯片/零部件大廠(chǎng)也在積極的投資碳化硅領(lǐng)域。

2024年4月，德國博世集團（BOSCH）宣布收購總部位于美國加利福尼亞州羅斯維爾（Roseville）的芯片制造商TSI半導體（TSI Semiconductors）的關(guān)鍵資產(chǎn)。TSI半導體在美國加州 Roseville 有座 8 吋晶圓廠(chǎng)，員工有 250 人，為定制化 (ASIC) 芯片的專(zhuān)業(yè)代工商。TSI羅斯維爾工廠(chǎng)生產(chǎn)的碳化硅芯片可以為電動(dòng)汽車(chē)提供更長(cháng)的續航里程，充電速度更快，因此在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的需求將日益增長(cháng)。

根據博世的說(shuō)法，市場(chǎng)對碳化硅半導體的需求正以每年30%的速度增長(cháng)。收購完成后該廠(chǎng)將與博世位于德國兩座晶圓廠(chǎng)成為博世的三大支柱。同時(shí)，博世還宣布，將再投資15億美元擴大其在美國的電動(dòng)汽車(chē)用碳化硅芯片的產(chǎn)能，并計劃于2026年在其1萬(wàn)平方英尺的無(wú)塵室生產(chǎn)8吋碳化硅晶圓。

2023年5月，韓國SK集團也宣布，旗下SK powertech位于釜山的新工廠(chǎng)結束試運行，將正式投入批量生產(chǎn)，因此SK集團的碳化硅半導體產(chǎn)能將擴大近3倍，預計2026年SK powertech銷(xiāo)售額增長(cháng)將超過(guò)5000億韓元（約合3.74億美元）。

2023年10月，日本汽車(chē)零組件大廠(chǎng)Denso和三菱電機（Mitsubishi Electric）就宣布，將分別投資5億美元，入股美國半導體材料、網(wǎng)絡(luò )及激光供應商Coherent（原名II-VI）的碳化硅 業(yè)務(wù)子公司Silicon Carbide，分別取得 12.5%股權（兩家日企合計取得25%股權）。Silicon Carbide主要從事碳化硅晶圓等產(chǎn)品的制造，是于2023年4月從Coherent公司分拆出來(lái)設立的碳化硅業(yè)務(wù)子公司。通過(guò)此次的投資，Denso和三菱電機將可實(shí)現6英寸和8英寸碳化硅晶圓的長(cháng)期穩定采購，進(jìn)一步強化用來(lái)驅動(dòng)/控制電動(dòng)車(chē)馬達的逆變器（inverter）競爭力。

三菱電機當時(shí)也指出，該公司長(cháng)年來(lái)向Coherent采購高品質(zhì)6英寸碳化硅基板，而通過(guò)此次的投資，將進(jìn)一步深化和Coherent之間的合作。今后除了將和Coherent共同研發(fā)8英寸碳化硅基板外，該公司投資約1,000億日圓在熊本縣興建可支持8寸碳化硅晶圓的功率半導體新工廠(chǎng)預定在2026年啟用。

中國碳化硅產(chǎn)業(yè)快速增長(cháng)，但與頭部企業(yè)仍差距巨大

中國廠(chǎng)商近年來(lái)在碳化硅領(lǐng)域的發(fā)展也是十分的迅速。據SMIA的統計，目前國內從事碳化硅材料研究生產(chǎn)的企業(yè)/機構已達100多家，規劃產(chǎn)能碳化硅襯底900多萬(wàn)片/年。2023年我國碳化硅襯底材料出貨89.4萬(wàn)片（折合6英寸），比2022年的30萬(wàn)片增長(cháng)297.9%，銷(xiāo)售收入為36.5億元，雖然同比暴漲221.2%，但與國外廠(chǎng)商仍有一定的差距，比如碳化硅襯底龍頭Wolfspeed的2023財年營(yíng)收為 9.219 億美元（約合人民幣66.9億元）。

。特別是在碳化硅功率器件營(yíng)收方面，比如芯聯(lián)集成預計其2024年碳化硅器件營(yíng)收將增長(cháng)至10億，然而僅意法半導體一家廠(chǎng)商的2023年的碳化硅營(yíng)收就達到了11.4億美元（約合人民幣82.8億元）。

具體來(lái)看，在碳化硅襯底方面，天科合達、山東天岳、山西爍科、河北同光、廣州南砂、晶盛機電等襯底廠(chǎng)商均已實(shí)現批量生產(chǎn)（或小批量生產(chǎn)）。其中，天科合達去年底產(chǎn)能估計已達16萬(wàn)片6英寸碳化硅晶圓，今年將開(kāi)始生產(chǎn)8英寸碳化硅晶圓；山東天岳預計2026年時(shí)，產(chǎn)能將達到30萬(wàn)片6英寸晶圓，也將開(kāi)始生產(chǎn)8英寸碳化硅晶圓。

Yole報告顯示，在2023年全球導電型碳化硅襯底材料市場(chǎng)占有率排行中，天科合達以18%的市場(chǎng)份額超過(guò)美國Coherent（16%），躍居全球第二，不過(guò)仍低于WolfSpeed的33%。另一家中國企業(yè)山東天岳則以14%的市場(chǎng)份額排名第四。

在碳化硅外延方面，東莞天域、瀚天天成、三安光電、河北普興、中電化合物等國產(chǎn)碳化硅外延片廠(chǎng)商均已實(shí)現量產(chǎn)出貨，2023年碳化硅外延片產(chǎn)能達400多萬(wàn)片/年。

碳化硅器件方面，芯聯(lián)集成、士蘭微、積塔半導體、三安半導體、基本半導體、泰科天潤、聞泰科技、揚杰科技、燕東微、東微半導等企業(yè)碳化硅功率器件/模塊營(yíng)收持續提升，國內碳化硅企業(yè)市場(chǎng)占有率正快速提升。

比如，2023年4月下旬，基本半導體車(chē)規級碳化硅芯片產(chǎn)線(xiàn)正式通線(xiàn)。一期年產(chǎn)能為1.8萬(wàn)片晶圓，二期7.2萬(wàn)片晶圓。主要產(chǎn)品為6英寸碳化硅MOSFET及JBS晶圓等，產(chǎn)線(xiàn)達產(chǎn)后每年可保障約50萬(wàn)輛新能源汽車(chē)的相關(guān)芯片需求。當時(shí)基本半導體就宣布，其自主研發(fā)的汽車(chē)級碳化硅功率模塊已收獲了近20家整車(chē)廠(chǎng)和Tier1電控客戶(hù)的定點(diǎn)，成為國內第一批碳化硅模塊量產(chǎn)上車(chē)的頭部企業(yè)。采用自研芯片的碳化硅功率器件已累計出貨超過(guò)3000萬(wàn)顆。

芯聯(lián)集成也已成功實(shí)現車(chē)載主驅逆變器用SiC MOSFET器件和模塊的量產(chǎn)，并在2023年實(shí)現了月產(chǎn)出超過(guò)5000片的產(chǎn)能。今年1月底，芯聯(lián)集成宣布與蔚來(lái)汽車(chē)簽署了碳化硅模塊產(chǎn)品的生產(chǎn)供貨協(xié)議，為蔚來(lái)生產(chǎn)供應首款自研1200V碳化硅模塊，以及成為蔚來(lái)汽車(chē)全棧自研體系900V高壓純電平臺的重要合作伙伴。

今年5月21日，士蘭微宣布將與廈門(mén)半導體投資集團有限公司、廈門(mén)新翼科技實(shí)業(yè)有限公司擬共同向子公司士蘭集宏增資41.50億元，并計劃通過(guò)士蘭集宏投資120億元，建設一條以SiC-MOSEFET為主要產(chǎn)品的8英寸碳化硅功率器件芯片制造生產(chǎn)線(xiàn)，總產(chǎn)能規模6萬(wàn)片/月。6月18日，士蘭集宏的8英寸碳化硅功率器件芯片制造生產(chǎn)線(xiàn)項目正式在廈門(mén)市海滄區開(kāi)工。

小結：

整體而言，碳化硅產(chǎn)業(yè)目前正處于一個(gè)快速成長(cháng)和高度競爭的過(guò)程當中，各大廠(chǎng)商均在大力建設碳化硅產(chǎn)能，以便搶占市場(chǎng)份額。比如意法半導體希望通過(guò)提升產(chǎn)能以實(shí)現到2030年代末其碳化硅器件的年收入超過(guò)50億美元的目標。而英飛凌則希望通過(guò)其產(chǎn)能最大的居林碳化硅工廠(chǎng)到2030年末實(shí)現碳化硅產(chǎn)品營(yíng)收超過(guò)70億歐元、在全球碳化硅市場(chǎng)占據的30%份額，以實(shí)現對于意法半導體的反超。而其他的碳化硅廠(chǎng)商也紛紛的轉向8英寸碳化硅晶圓廠(chǎng)，以期在未來(lái)競爭中占據一席之地。

對此，TrendForce也表示，規模經(jīng)濟比任何其他因素更為重要。領(lǐng)先的IDM廠(chǎng)商紛紛一改過(guò)去保守、沉穩的戰略姿態(tài)，轉而積極投資碳化硅擴張計劃，期望建立領(lǐng)導地位。根據統計，截至目前，全球已有超過(guò)10家廠(chǎng)商正在投資建設8英寸碳化硅晶圓廠(chǎng)?？梢灶A見(jiàn)，未來(lái)隨著(zhù)市場(chǎng)規模不斷擴大，碳化硅領(lǐng)域的競爭也將更為激烈。

編輯：芯智訊-浪客劍