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“冰火两重天”,五大变化梳理全球SiC产业

“冰火两重天”,五大变化梳理全球SiC产业

以碳化硅为代表的第三代半导体近两年牢牢占据着行业热点。在经历过去几年的高速发展之后,从2024年下半年开始,我们注意到了一些新的变化,涉及市场、产能、技术、价格等多个领域,临近年末,似乎有必要对碳化硅行业进行一番新的梳理。

变化一,国际大厂脚步放缓

Yole预计,全球SiC市场规模预计将从2025年接近60亿美元增长至2029年的100亿美元,年复合增长率预计约为36.7%。芯片和器件制造环节上,根据2023年企业财报测算,意法半导体(ST)、英飞凌(Infineon)、Wolfspeed、安森美(Onsemi)、罗姆(ROHM) 的总体市占率达到82%,产业环节呈现高度集中状态。NJWesmc

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图源:清纯半导体NJWesmc

得益于新能源汽车产业的高速发展,这些大厂此前设定的业绩目标均为在2030年实现SiC功率电子市占率30-40%,产能规划、投资力度方面也都颇为激进。但下半年来,不够稳定的市场环境让他们暂时放慢了脚步。NJWesmc

  • WolfspeedNJWesmc

近日,Wolfspeed宣布董事会已同意Gregg Lowe辞去公司总裁兼首席执行官及董事会成员的职务。这一决定是在公司面临电动汽车需求放缓,工业、能源终端市场订单减少,以及2025财年第一财季亏损2.82亿美元的背景下做出的。NJWesmc

尽管根据英国《芯片法案》的规定,Wolfspeed可能获得24亿美元的资金注入,但公司在向纯200mm碳化硅晶圆和设备制造的转型过程中仍然举步维艰。NJWesmc

本月早些时候,Wolfspeed表示将为计划关闭一家位于美国北卡罗来纳州达勒姆(Durham)的150mm SiC工厂准备1.74亿美元的重组费用。公司还在最新一次财报电话会议上宣布将裁员20%(约1000人),并放弃在德国恩斯多夫建厂计划,以应对欧洲电动汽车市场需求的放缓。NJWesmc

  • 英飞凌NJWesmc

据外媒报道,由于半导体市场低迷,英飞凌决定推迟马来西亚居林晶圆厂的第二阶段建设,并削减10%的投资。不过这一消息没有得到英飞凌官方回应,外界普遍猜测如果属实,表明当前市场环境仍不够乐观,正如英飞凌CEO指出,“市场周期性疲软仍在继续,许多终端市场的复苏乏力。”NJWesmc

英飞凌马来西亚居林“超级晶圆厂”第二阶段建设的投资额高达50亿欧元,原计划将在未来几年内继续扩建,完成后将成为全球最大且最具竞争力的200毫米碳化硅功率半导体晶圆厂。NJWesmc

根据英飞凌2024财年的财报,该公司全年总营收为149.55亿欧元,同比下降8%;利润为31.05亿欧元,利润率为20.8%,表明在面对市场需求疲软的情况下该公司仍保持了一定的盈利能力。NJWesmc

  • 罗姆NJWesmc

罗姆的SiC业务进展及未来规划也在近期做出了调整。按照原计划,罗姆准备在2021-2027年为SiC业务投入5100亿日元(约合人民币239.7亿),现在则准备降至4700亿-4800亿日元(约合人民币220.9亿-225.6亿),2025财年达到1100亿日元(约合人民币51.7亿)的销售额目标也被推迟到2026-2027年。NJWesmc

产能方面,罗姆筑后工厂计划于2025年开始大规模生产,宫崎第二工厂预计在2025年投产,原定“到2025年将SiC产能提升到2021年6倍”的目标将顺延至2026年实现。NJWesmc

变化二,本土公司高速入局

尽管与国际大厂相比,国内SiC的市场份额占比还比较小,但中国SiC器件设计与制造技术发展快速,产能持续扩张。预计到2026年,中国SiC产能、衬底产能将达460万片,可满足约3000万辆新能源汽车的SiC器件需求,也确实存在着产能过剩的风险。NJWesmc

天岳先进济南和济宁工厂年产能约6.7万片,主要为4~6英寸半绝缘型衬底;上海临港工厂已于2023年5月开始交付6英寸导电型SiC衬底,2026年全部达产后导电型碳化硅衬底年产能将超过30万片。2023年下半年,该公司决定将6英寸SiC衬底的生产规模扩大至96万片/年。NJWesmc

天科合达北京工厂二期处于规划中;徐州工厂二期总投资8.3亿元,规划年产16万片碳化硅衬底晶片,2024年投产;今年2月,由天科合达子公司深圳重投天科负责运营的第三代半导体SiC材料生产基地也在深圳宝安区启动,今年衬底和外延产能达25万片。预计2025年底,天科合达6英寸衬底有效年产能达到55万片。NJWesmc

烁科晶体SiC二期项目预计为公司每年新增20万片6~8英寸SiC衬底的产能,预计2025年实现年产30万片。根据长期规划,公司将继续投资30亿,形成接近200万片的年产能。NJWesmc

东尼电子的“年产12万片SiC半导体材料”项目于2023年上半年实施完毕,并计划利用东尼五期厂区厂房,实施扩建年产20万片6英寸SiC衬底材料项目。NJWesmc

三安光电2025年二期项目达产后,6英寸SiC衬底以及配套产能将达到36万片。预计2023年末至2024年初,6英寸SiC产能规划扩产至1.8~2万片/月。8英寸产线方面,除了与ST合资,在重庆投资32亿美元(约220亿元)建设8英寸SiC外延与芯片代工厂外,还将单独投资70亿元在重庆建设8英寸SiC衬底工厂。NJWesmc

士兰微8英寸SiC项目进入土方工程收尾阶段,预计于2025年第三季度初步通线,第四季度试生产。总投资规模约120亿元,两期建设完成后将形成8英寸碳化硅功率器件芯片年产72万片的生产能力。NJWesmc

以上只是中国SiC行业投资扩产热情的一个缩影,据不完全统计,2023年全球公开披露的SiC相关扩产项目就有121起,总投资金额高达260亿美元。其中,来自中国的扩产项目就有97起。NJWesmc

变化三,材料、器件、工艺,三维看技术

从材料来看,基于成本、良率的需求,晶圆材料正在向大尺寸、低缺陷SiC衬底及外延制备的方向发展。这里主要指的就是碳化硅晶片从6英寸向8英寸的转型升级。NJWesmc

从器件来看,追求更低的SiC MOSFET比导通电阻,同时在可靠性、鲁棒性更接近硅基IGBT水准。国际头部大厂目前基本维持3-5年的迭代周期,每次迭代会带来20%-25%的比导通电阻值下降。而中国SiC MOSFET最新技术已经对标国际主流水平,并保持1年1代的快速迭代节奏。NJWesmc

从工艺来看,继续研究制约SiC MOSFET发展的基础科学问题,比如通过采用高纯度SiC衬底、改进栅氧化层制作工艺来提升沟道迁移率等。NJWesmc

变化四,价格持续下跌

进入2024年,6英寸碳化硅晶圆衬底的主流市场价格已从高位迅速降至400~450美元的区间,较之前有了大幅下降。据行业分析师分析,6英寸碳化硅价格的暴跌主要归因于供应过剩和市场竞争加剧,而且随着中国碳化硅产能扩张,大量产品涌入市场,导致供需失衡,价格承压下跌。NJWesmc

在中国市场,6英寸碳化硅衬底的价格下跌更为显著。与国际供应商报价维持在750~800美元之间相比,中国制造商的价格与国际供应商的价格差异已扩大至30%左右,反映出中国碳化硅市场的激烈竞争和供应过剩的现状。NJWesmc

器件价格方面,从去年9月到今年4月,1200V/40mΩ SiC MOSFET的平均价格已经从35元跌到23元,下降幅度达到35%。对比同类型的1200V/40mΩ 硅基IGBT的价格,目前SiC器件的价格是硅基器件的1.5-2倍。业内人士预测称,未来两三年内,SiC器件与同规格IGBT器件的价格对比数值有望下降到1.2-1.5倍。NJWesmc

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图源:清纯半导体NJWesmc

业内专家表示,碳化硅衬底和外延的价格都在持续下降,这种趋势在短期内可能继续存在。随着新布局产能的陆续投产,价格战可能进一步加剧,导致价格进一步下跌。NJWesmc

变化五,应用与产业链呈现动态发展

目前看到的一个明显趋势,是随着汽车制造商对更高能效和续航能力的追求,整车厂在接下来的两三年里会发布更多搭载800V平台的车型,对SiC功率器件的需求会进一步增加。可以说,“800V+SiC”已经基本成为高端电动汽车标配。NJWesmc

与新能源汽车市场同步高速发展的还有充电基础设施,尤其是在中国市场,新能源汽车与充电桩的配比达到了2.5:1,远高于欧美8:1的比例。根据中国充电联盟数据,预计到2027年,中国用于充电基础设施的第三代功率电子市场将达到21.8亿元。这其中,高压直流快充为SiC功率电子创造的市场机会最大。NJWesmc

业内人士指出,在完成SiC半导体技术创新及市场教育后,国际竞争焦点将逐步从技术研发转移到大规模量产,而依托巨大的应用市场和高效产能提升,中国在不久的将来很有可能主导全球SiC产业——第一阶段是国际芯片供应商主导供应链,国内SiC材料实现部分替代;第二阶段是国内市场实现全面国产替代,国际芯片与终端企业、国内企业展开全面合作。NJWesmc

责编:Elaine
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邵乐峰
ASPENCORE中国区首席分析师。
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