產品供不應求降本仍在繼續碳化硅產業駛入發展“快車道”
□三安光電目前有7款產品通過車規級認證并開始逐步出貨，斯達半導、士蘭微、華潤微也在2022年年報中披露了車規級碳化硅產品進展情況
□2022年國內碳化硅領域融資超30起，合計金額超30億元。今年一季度，7家碳化硅企業完成融資，涵蓋碳化硅襯底、外延、器件等環節，合計融資額超20億元
(資料圖)
□碳化硅襯底片龍頭企業一邊降本增效，一邊大幅擴產搶占市場份額。除了三安光電，天岳先進、露笑科技、東尼電子都宣布了數額可觀的擴產計劃
◎記者 李興彩
“現在，湖南三安的碳化硅（SiC）月產能已爬坡到1.5萬片，你看隔壁，我們的二期廠房主體已經完工，一、二期整體規劃6英寸晶圓年產能是50萬片，應用前景十分廣闊。”5月的長沙，天氣漸熱，夏天的味道越來越濃，在岳麓大道南側的湖南三安半導體有限公司（簡稱“湖南三安”），三安光電副總經理林志東告訴上海證券報記者，由于碳化硅產品供不應求，公司正持續穩步推進擴產計劃。
記者調研了解到，當前碳化硅產品的確處于供不應求的狀態，車規級器件更是持續缺貨。供應緊張之下，國內外大公司尋求簽訂長單成為行業“新常態”。最新案例是，英飛凌與國內碳化硅公司天科合達、天岳先進簽訂長期協議，以獲取高質量且具有競爭力的6英寸碳化硅晶圓和晶錠。
“這一產業要實現高質量發展，核心在于碳化硅襯底片的降本提質。”談及碳化硅產業如何更快、更大規模發展，林志東認為，比照硅半導體產業的發展路徑，碳化硅襯底片進一步降本提質是發展的關鍵；參照LED降本提質的經驗，他認為碳化硅襯底片每年降本5%是可以實現的。而隨著襯底片成本降低，碳化硅器件價格有望快速降低，包括風光儲在內的更多工業級新應用將帶動碳化硅產業加速發展。
需求：車規缺貨 長單頻現
“咱們這個廠占地是1000畝，規劃6個廠房一字排開，中間均有走廊連接，一、二期整體規劃6英寸碳化硅晶圓年產能是50萬片……”在湖南三安的參觀走廊上，林志東指著碳化硅全鏈整合超級工廠的規劃圖稱，目前公司產品供不應求，手中握著大量的待交付訂單。
三安光電發展碳化硅業務，有決心更有信心。據林志東介紹，湖南三安是一個碳化硅全鏈整合超級工廠，囊括了碳化硅長晶、碳化硅襯底、碳化硅外延、碳化硅芯片、碳化硅封測等全產業鏈環節，項目總投資160億元。此外，湖南三安還與理想汽車合資成立了蘇州斯科半導體，規劃年產240萬只碳化硅半橋功率模塊，目前該項目基礎建設已完成。
規劃如此多的產能，公司不擔心產品銷路嗎？“客戶訂單都來不及交付啊！”林志東笑著說，三安光電目前在手的碳化硅MOSFET長期采購訂單金額超過70億元，其中與某知名車企簽署的碳化硅芯片戰略采購意向協議就達38億元，另外幾家新能源汽車客戶的意向合作也在跟進中。
“目前，車規級碳化硅器件缺貨，預計未來一段時間內都供不應求。”某國內頭部碳化硅器件廠商相關人士在接受記者采訪時表示，當前碳化硅市場處于結構性缺貨中，車規級產品持續短缺，風光儲需求也在增長。博世中國執行副總裁徐大全也表示，由于新能源汽車快速發展，碳化硅芯片在未來2至3年都將呈現供不應求的態勢。
對于車規級碳化硅市場規模，林志東給記者算了一筆賬：一塊主驅動需要48顆碳化硅芯片，一個車載充電器（OBC）需要6顆碳化硅二極管，而現在，一片碳化硅晶圓只夠裝備兩輛電動汽車。假設到2025年全球新能源汽車銷量是2000萬輛，碳化硅器件滲透率達到30%至40%，那么對應的年缺口則為300萬片6英寸晶圓。
巨大的市場缺口之下，國內外大公司尋求簽訂長單成為行業“新常態”。除了三安光電手握巨額訂單，天岳先進與天科合達均于5月3日在官網披露，其與英飛凌簽訂了一份長期協議，為后者提供高質量且有競爭力的6英寸碳化硅襯底和晶棒，并助力其向8英寸碳化硅晶圓過渡。
同時，面對潛在的發展機遇，碳化硅公司紛紛加快“上車”（車規級應用）。林志東介紹，三安光電目前有7款產品通過車規級認證并開始逐步出貨，其中在車載充電器（OBC）客戶端處于驗證導入階段；車規級1200V MOSFET芯片已在戰略客戶處進行模塊驗證，預計2024年正式量產。斯達半導、士蘭微、華潤微也紛紛在2022年年報中披露了車規級碳化硅產品進展情況。
“風光儲對碳化硅的需求也在穩定增長。”上述國內頭部碳化硅器件廠商相關人士告訴記者，光伏逆變器已經開始大規模使用碳化硅器件，碳化硅的耐高壓優勢使得其在風能、儲能領域具有廣闊應用前景。
而在新能源汽車、風光儲等行業需求拉動下，碳化硅公司相關業務正步入高速發展期。
三安光電披露，得益于光儲、新能源汽車等下游滲透率提升，湖南三安2022年實現銷售6.39億元，同比增長909.48%。斯達半導披露，2022年，公司用于乘用車主控制器的車規級SiC MOSFET 模塊開始大量“上車”，并新增多個使用車規級SiC MOSFET模塊的800V系統的主電機控制器項目定點，預計2023年開始批量供貨。
產業：投資火熱 擴產持續
“上車”加快、風光儲需求升溫，廣闊的市場前景所帶來的巨大發展空間，使得碳化硅成為全球投資市場最熱的細分賽道之一。即便是特斯拉“少用75%碳化硅”的表態，也沒有削減一級市場對碳化硅的投資熱情。
“對碳化硅的前景和投資項目持續看好。”江蘇乾融投資控股集團有限公司董事長葉曉明在接受記者采訪時表示，當前車用碳化硅材料供應緊張，特斯拉降低碳化硅使用量正是這種情況下的無奈之舉。隨著碳化硅持續降本，新能源汽車提升碳化硅器件用量的趨勢更明顯，碳化硅器件在光伏、儲能等領域也有更廣泛的應用。
出于對碳化硅產業鏈的強烈看好，葉曉明團隊投資了碳化硅材料一體化企業中電化合物、外延設備公司芯三代以及相關清洗設備、檢測設備、電子特氣等公司。
據不完全統計，2022年國內碳化硅領域融資超過30起，合計金額超過30億元。今年一季度，7家碳化硅企業完成融資，涵蓋碳化硅襯底、外延、器件等產業環節，合計融資金額超過20億元。
其中，東莞市天域半導體科技有限公司（簡稱“天域半導體”）在2月初獲得12億元融資，居于融資額榜首。據悉，天域半導體本輪融資將繼續用于碳化硅外延產線的擴產以及持續加大碳化硅大尺寸外延生長研發投入。就在1月18日，天域半導體的上市輔導備案獲得廣東證監局受理。
如今，從設備到襯底片、外延片、器件，碳化硅細分產業都在快速發展。為搶占發展先機，行業內頭部公司紛紛擴產“圈地”。
林志東告訴記者，湖南三安二期廠房已經完成主體建筑封頂，公司的8英寸襯底片研發進展良好。值得一提的是，三安已經在長沙帶動構建了一個“碳化硅集聚區”，形成了產業生態鏈。
在外延片領域，廣東天域、瀚天天成、南京國盛、普興電子等焦點企業都在競相擴產。同樣，在芯片及制造領域，揚杰科技、士蘭微、芯聚能、基本半導體等也在擴產。揚杰科技近日公告，公司擬在邗江區政府轄區投資新建6英寸碳化硅晶圓生產線項目，規劃6英寸碳化硅晶圓月產能5000片，總投資約10億元。此前，揚杰科技已兩度入股了楚微半導體，以期強化晶圓制造能力和產能。
未來：攻關襯底 降本提質
一邊是整機廠“等芯上車”，一邊是碳化硅產能不足，上下游產業鏈不順暢的問題出在哪里？
“當前，碳化硅產業進一步發展所要突破的瓶頸，主要在碳化硅襯底片方面。”據林志東介紹，如果一輛汽車前后驅動都用碳化硅器件，成本就是1萬元，那么售價20萬元以下的電動車都用不起，而碳化硅器件降本的最主要環節是降低襯底片成本。
公開資料顯示，碳化硅襯底約占整個器件成本的47%，外延環節占成本的23%，制造前的成本合計高達70%。與此相對比，在硅基器件中，硅片僅占器件成本的7%，整個晶圓制造成本占到50%。碳化硅襯底成本高昂，影響碳化硅功率器件在下游的滲透。
那么，如何降低碳化硅襯底片的成本？林志東告訴記者，作為一個全產業鏈公司，三安光電經過多年摸索后認為，提升長晶效率、提高晶體質量、減少切割磨損、設備原材料供應鏈本土化是襯底片降本的重要途徑。更為重要的是，基于在LED領域的成功經驗，公司認為在較短的時間內大幅降低碳化硅襯底片成本，是可以實現的。
可作參考的是，隨著生產技術快速提升、設備原材料國產化加快推進，相較于2000年時，當前LED襯底片藍寶石的成本已經降低了95%，每年的成本降幅達到5%至8%。
葉曉明告訴記者，如果碳化硅襯底片成本大幅降低，帶動碳化硅器件價格下降，就意味著大量的新能源汽車也可以用上碳化硅器件，碳化硅的市場規模由此將進一步擴大。國內某頭部碳化硅器件廠商相關人士也告訴記者，相關趨勢一旦形成，整個產業便將迎來大發展階段。而當前則是碳化硅產業發展的關鍵期。
在這個關鍵期，碳化硅襯底片的龍頭企業一邊致力于降本增效，一邊大幅擴產搶占市場份額。除了三安光電，天岳先進、露笑科技、東尼電子都宣布了數額可觀的擴產計劃，而爍科晶體等企業也在“奮起直追”。
“目前宣布擴產的企業確實很多，但實際有效產能（能落地的）并不多，能‘上車’的產能就更少了。可以預見，至少在未來2至3年內，碳化硅產品都將供不應求。”有業內人士告訴記者。
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