日前，全球功率半導(dǎo)體頭部企業(yè)英飛凌與全球第二大碳化硅襯底企業(yè)高意集團(tuán)(II-VI)簽訂為期多年的供貨合同。電動(dòng)汽車對(duì)碳化硅器件需求上升，是高意集團(tuán)進(jìn)入英飛凌戰(zhàn)略供應(yīng)商名單的契機(jī)。
“新能源汽車將成為碳化硅最大的應(yīng)用領(lǐng)域。碳化硅器件能效高，電池用量就會(huì)減少，系統(tǒng)成本就會(huì)降下來(lái)。”在國(guó)內(nèi)一家頭部功率半導(dǎo)體廠商擔(dān)任高管的李明(化名)表示，碳化硅也應(yīng)用在光伏、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
提升碳化硅制造能力
碳化硅是一種第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有禁帶寬度大、臨界磁場(chǎng)高、電子飽和遷移速率較高、熱導(dǎo)率極高等性質(zhì)，其產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)大致分為襯底、外延片、設(shè)計(jì)、制造及模塊。其中，襯底環(huán)節(jié)的價(jià)值量最高，占碳化硅器件成本超過(guò)40%。
目前，英飛凌主要涉足碳化硅的設(shè)計(jì)、制造及模塊環(huán)節(jié)。電動(dòng)汽車市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，推升了電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、車載電池充電單元和充電基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)碳化硅器件的需求。英飛凌正在采取戰(zhàn)略步驟，確保其6英寸碳化硅襯底的供應(yīng)。
汽車業(yè)務(wù)是英飛凌的最大收入支柱。2022財(cái)年第三季度，英飛凌汽車業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入17.01億歐元，同比增長(zhǎng)41%，環(huán)比增長(zhǎng)14%，占公司當(dāng)季收入總額的47%�，F(xiàn)代汽車、小鵬等車企已經(jīng)成為英飛凌碳化硅模塊的客戶，主要用于逆變器。
“碳化硅在功率密度和效率方面樹(shù)立了新的標(biāo)準(zhǔn)。我們正在利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)脫碳和數(shù)字化戰(zhàn)略。”英飛凌首席采購(gòu)官Angelique van der Burg說(shuō)，公司正在加大對(duì)碳化硅制造能力的投資，以滿足客戶快速增長(zhǎng)的需求。高意集團(tuán)成為戰(zhàn)略供應(yīng)商有助于發(fā)展公司業(yè)務(wù)。
英飛凌在近日舉行的業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上表示，在逆變器方面，得益于IGBT(絕緣柵雙極晶體管)的優(yōu)越性能，公司擁有良好的市場(chǎng)表現(xiàn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，碳化硅會(huì)主導(dǎo)逆變器，公司正在碳化硅領(lǐng)域建立與IGBT同樣的市場(chǎng)地位。在車載充電器方面，公司正從IGBT產(chǎn)品轉(zhuǎn)向擁有更好功率密度的碳化硅產(chǎn)品，但最終會(huì)轉(zhuǎn)向氮化鎵產(chǎn)品。
英飛凌希望碳化硅業(yè)務(wù)可以在2022財(cái)年貢獻(xiàn)3億歐元的收入，較上一財(cái)年增長(zhǎng)一倍。
新能源汽車市場(chǎng)助力
隨著碳化硅向電力電子領(lǐng)域快速滲透，碳化硅業(yè)務(wù)表現(xiàn)成為功率半導(dǎo)體企業(yè)未來(lái)的成長(zhǎng)看點(diǎn)。
安森美半導(dǎo)體在8月初舉行的二季度業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上表示，二季度公司碳化硅業(yè)務(wù)收入環(huán)比增長(zhǎng)一倍。其將2022年碳化硅業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)預(yù)期從一倍提升到兩倍，并預(yù)計(jì)2023年這塊業(yè)務(wù)收入超過(guò)10億美元。未來(lái)三年，公司碳化硅業(yè)務(wù)已獲得超過(guò)40億美元的承諾收入。基于前述樂(lè)觀預(yù)期，公司將大幅提升資本投入以擴(kuò)大碳化硅產(chǎn)能。
意法半導(dǎo)體給出的2023年碳化硅業(yè)務(wù)指引為10億美元。公司近期表示，已具備生產(chǎn)8英寸碳化硅的能力，計(jì)劃進(jìn)行大規(guī)模部署，這將有力驅(qū)動(dòng)未來(lái)三年公司碳化硅業(yè)務(wù)的成長(zhǎng)。
全球頭部功率半導(dǎo)體IDM企業(yè)一致認(rèn)為，電動(dòng)汽車市場(chǎng)對(duì)其碳化硅業(yè)務(wù)成長(zhǎng)的推力最大。安森美坦言，公司碳化硅業(yè)務(wù)高速增長(zhǎng)的動(dòng)力有90%與汽車相關(guān)。
李明表示：“從單品看，碳化硅器件比硅基器件要貴1.5-2倍。但從系統(tǒng)角度看，因?yàn)橛昧颂蓟杵骷�，散熱器、電容電感�?huì)減小，體積會(huì)減小，所以光伏行業(yè)也開(kāi)始用了；而在新能源汽車行業(yè)，因?yàn)樘蓟杵骷苄Ц�，電池用量就�?huì)減少。電池很貴，用得少系統(tǒng)成本就會(huì)降下來(lái)。因?yàn)橄到y(tǒng)成本優(yōu)勢(shì)，所以終端客戶才會(huì)導(dǎo)入。”
“如果用在車上，把里程數(shù)、效率這些折算下來(lái)，可以把碳化硅器件帶來(lái)的高成本覆蓋掉。”國(guó)內(nèi)一位資深產(chǎn)業(yè)人士對(duì)記者表示，“雖然系統(tǒng)成本不會(huì)降很多，但汽車的續(xù)航里程、性能、可靠性、穩(wěn)定性會(huì)變好。此外，碳化硅器件還有助于提升新能源汽車的充電效率。”
國(guó)內(nèi)襯底環(huán)節(jié)待補(bǔ)強(qiáng)
“國(guó)內(nèi)的碳化硅襯底技術(shù)有了很大進(jìn)步，一些企業(yè)產(chǎn)品通過(guò)了驗(yàn)證，也基本可以用了。但整體來(lái)看，穩(wěn)定性、可靠性跟國(guó)外還有差距。在制造工藝環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)發(fā)展的還可以。”上述產(chǎn)業(yè)人士說(shuō)，“國(guó)產(chǎn)的碳化硅襯底在逐步試用，近一兩年應(yīng)該會(huì)有突破。”
三安光電是國(guó)內(nèi)布局碳化硅產(chǎn)業(yè)最為完整的企業(yè)，涉及長(zhǎng)晶、襯底制作、外延生長(zhǎng)、芯片制備及封裝環(huán)節(jié)。其在2022年半年報(bào)中表示，碳化硅襯底已向多家國(guó)際大廠送樣驗(yàn)證，且已獲得客戶的驗(yàn)證通過(guò)并實(shí)現(xiàn)銷售。碳化硅二極管產(chǎn)品主要客戶包括國(guó)內(nèi)某知名客戶、弗迪動(dòng)力、陽(yáng)光電源、長(zhǎng)城汽車等；碳化硅MOSFET產(chǎn)品已送樣數(shù)十家客戶驗(yàn)證。
國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體IDM龍頭華潤(rùn)微深度布局碳化硅業(yè)務(wù)，推出了碳化硅二極管系列產(chǎn)品和碳化硅MOSFET系列產(chǎn)品。上半年，公司碳化硅器件銷售規(guī)模同比增長(zhǎng)433%，待交訂單超過(guò)1000萬(wàn)元。公司正在開(kāi)發(fā)下一代碳化硅功率器件設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)。
天岳先進(jìn)和露笑科技專注于碳化硅襯底環(huán)節(jié)，正在積極擴(kuò)產(chǎn)。天岳先進(jìn)2021年銷售襯底約5.7萬(wàn)片，其6英寸導(dǎo)電型襯底已通過(guò)車規(guī)級(jí)IATF16949體系的認(rèn)證，多家國(guó)內(nèi)外客戶正在進(jìn)行產(chǎn)品驗(yàn)證。
露笑科技近日表示，目前公司每月可供1000片左右，預(yù)計(jì)到今年年底可以實(shí)現(xiàn)每月5000片的供貨能力，明年4月達(dá)到每月1萬(wàn)片，明年全年實(shí)現(xiàn)20萬(wàn)片的產(chǎn)量。“目前襯底片市場(chǎng)是一個(gè)供不應(yīng)求的狀態(tài)，預(yù)計(jì)兩到三年內(nèi)價(jià)格都沒(méi)有下降的可能性。”
斯達(dá)半導(dǎo)、新潔能、士蘭微等上市公司，亞迪半導(dǎo)、燕東微等IPO企業(yè)，都有碳化硅業(yè)務(wù)。斯達(dá)半導(dǎo)近期表示，公司車規(guī)級(jí)碳化硅模塊在新能源汽車行業(yè)開(kāi)始大批量裝車應(yīng)用。亞迪半導(dǎo)已實(shí)現(xiàn)碳化硅模塊在新能源汽車高端車型電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器中的規(guī)�；瘧�(yīng)用。
