產(chǎn)品供不應(yīng)求降本仍在繼續(xù)碳化硅產(chǎn)業(yè)駛?cè)氚l(fā)展“快車道”
□三安光電目前有7款產(chǎn)品通過車規(guī)級認(rèn)證并開始逐步出貨，斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、華潤微也在2022年年報中披露了車規(guī)級碳化硅產(chǎn)品進(jìn)展情況
□2022年國內(nèi)碳化硅領(lǐng)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(yè)完成融資，涵蓋碳化硅襯底、外延、器件等環(huán)節(jié)，合計融資額超20億元
(資料圖)
□碳化硅襯底片龍頭企業(yè)一邊降本增效，一邊大幅擴(kuò)產(chǎn)搶占市場份額。除了三安光電，天岳先進(jìn)、露笑科技、東尼電子都宣布了數(shù)額可觀的擴(kuò)產(chǎn)計劃
◎記者 李興彩
“現(xiàn)在，湖南三安的碳化硅（SiC）月產(chǎn)能已爬坡到1.5萬片，你看隔壁，我們的二期廠房主體已經(jīng)完工，一、二期整體規(guī)劃6英寸晶圓年產(chǎn)能是50萬片，應(yīng)用前景十分廣闊?！?月的長沙，天氣漸熱，夏天的味道越來越濃，在岳麓大道南側(cè)的湖南三安半導(dǎo)體有限公司（簡稱“湖南三安”），三安光電副總經(jīng)理林志東告訴上海證券報記者，由于碳化硅產(chǎn)品供不應(yīng)求，公司正持續(xù)穩(wěn)步推進(jìn)擴(kuò)產(chǎn)計劃。
記者調(diào)研了解到，當(dāng)前碳化硅產(chǎn)品的確處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，車規(guī)級器件更是持續(xù)缺貨。供應(yīng)緊張之下，國內(nèi)外大公司尋求簽訂長單成為行業(yè)“新常態(tài)”。最新案例是，英飛凌與國內(nèi)碳化硅公司天科合達(dá)、天岳先進(jìn)簽訂長期協(xié)議，以獲取高質(zhì)量且具有競爭力的6英寸碳化硅晶圓和晶錠。
“這一產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，核心在于碳化硅襯底片的降本提質(zhì)?！闭劶疤蓟璁a(chǎn)業(yè)如何更快、更大規(guī)模發(fā)展，林志東認(rèn)為，比照硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑，碳化硅襯底片進(jìn)一步降本提質(zhì)是發(fā)展的關(guān)鍵；參照LED降本提質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)，他認(rèn)為碳化硅襯底片每年降本5%是可以實(shí)現(xiàn)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(fēng)光儲在內(nèi)的更多工業(yè)級新應(yīng)用將帶動碳化硅產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。
需求：車規(guī)缺貨 長單頻現(xiàn)
“咱們這個廠占地是1000畝，規(guī)劃6個廠房一字排開，中間均有走廊連接，一、二期整體規(guī)劃6英寸碳化硅晶圓年產(chǎn)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(guī)劃圖稱，目前公司產(chǎn)品供不應(yīng)求，手中握著大量的待交付訂單。
三安光電發(fā)展碳化硅業(yè)務(wù)，有決心更有信心。據(jù)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(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，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(dǎo)體，規(guī)劃年產(chǎn)240萬只碳化硅半橋功率模塊，目前該項目基礎(chǔ)建設(shè)已完成。
規(guī)劃如此多的產(chǎn)能，公司不擔(dān)心產(chǎn)品銷路嗎？“客戶訂單都來不及交付?。 绷种緰|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(zhàn)略采購意向協(xié)議就達(dá)38億元，另外幾家新能源汽車客戶的意向合作也在跟進(jìn)中。
“目前，車規(guī)級碳化硅器件缺貨，預(yù)計未來一段時間內(nèi)都供不應(yīng)求?！蹦硣鴥?nèi)頭部碳化硅器件廠商相關(guān)人士在接受記者采訪時表示，當(dāng)前碳化硅市場處于結(jié)構(gòu)性缺貨中，車規(guī)級產(chǎn)品持續(xù)短缺，風(fēng)光儲需求也在增長。博世中國執(zhí)行副總裁徐大全也表示，由于新能源汽車快速發(fā)展，碳化硅芯片在未來2至3年都將呈現(xiàn)供不應(yīng)求的態(tài)勢。
對于車規(guī)級碳化硅市場規(guī)模，林志東給記者算了一筆賬：一塊主驅(qū)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(xiàn)在，一片碳化硅晶圓只夠裝備兩輛電動汽車。假設(shè)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(dá)到30%至40%，那么對應(yīng)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(nèi)外大公司尋求簽訂長單成為行業(yè)“新常態(tài)”。除了三安光電手握巨額訂單，天岳先進(jìn)與天科合達(dá)均于5月3日在官網(wǎng)披露，其與英飛凌簽訂了一份長期協(xié)議，為后者提供高質(zhì)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(fā)展機(jī)遇，碳化硅公司紛紛加快“上車”（車規(guī)級應(yīng)用）。林志東介紹，三安光電目前有7款產(chǎn)品通過車規(guī)級認(rèn)證并開始逐步出貨，其中在車載充電器（OBC）客戶端處于驗(yàn)證導(dǎo)入階段；車規(guī)級1200V MOSFET芯片已在戰(zhàn)略客戶處進(jìn)行模塊驗(yàn)證，預(yù)計2024年正式量產(chǎn)。斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、華潤微也紛紛在2022年年報中披露了車規(guī)級碳化硅產(chǎn)品進(jìn)展情況。
“風(fēng)光儲對碳化硅的需求也在穩(wěn)定增長。”上述國內(nèi)頭部碳化硅器件廠商相關(guān)人士告訴記者，光伏逆變器已經(jīng)開始大規(guī)模使用碳化硅器件，碳化硅的耐高壓優(yōu)勢使得其在風(fēng)能、儲能領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。
而在新能源汽車、風(fēng)光儲等行業(yè)需求拉動下，碳化硅公司相關(guān)業(yè)務(wù)正步入高速發(fā)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(shí)現(xiàn)銷售6.39億元，同比增長909.48%。斯達(dá)半導(dǎo)披露，2022年，公司用于乘用車主控制器的車規(guī)級SiC MOSFET 模塊開始大量“上車”，并新增多個使用車規(guī)級SiC MOSFET模塊的800V系統(tǒng)的主電機(jī)控制器項目定點(diǎn)，預(yù)計2023年開始批量供貨。
產(chǎn)業(yè)：投資火熱 擴(kuò)產(chǎn)持續(xù)
“上車”加快、風(fēng)光儲需求升溫，廣闊的市場前景所帶來的巨大發(fā)展空間，使得碳化硅成為全球投資市場最熱的細(xì)分賽道之一。即便是特斯拉“少用75%碳化硅”的表態(tài)，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(xù)看好。”江蘇乾融投資控股集團(tuán)有限公司董事長葉曉明在接受記者采訪時表示，當(dāng)前車用碳化硅材料供應(yīng)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(xù)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(lǐng)域也有更廣泛的應(yīng)用。
出于對碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的強(qiáng)烈看好，葉曉明團(tuán)隊投資了碳化硅材料一體化企業(yè)中電化合物、外延設(shè)備公司芯三代以及相關(guān)清洗設(shè)備、檢測設(shè)備、電子特氣等公司。
據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年國內(nèi)碳化硅領(lǐng)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(yè)完成融資，涵蓋碳化硅襯底、外延、器件等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，合計融資金額超過20億元。
其中，東莞市天域半導(dǎo)體科技有限公司（簡稱“天域半導(dǎo)體”）在2月初獲得12億元融資，居于融資額榜首。據(jù)悉，天域半導(dǎo)體本輪融資將繼續(xù)用于碳化硅外延產(chǎn)線的擴(kuò)產(chǎn)以及持續(xù)加大碳化硅大尺寸外延生長研發(fā)投入。就在1月18日，天域半導(dǎo)體的上市輔導(dǎo)備案獲得廣東證監(jiān)局受理。
如今，從設(shè)備到襯底片、外延片、器件，碳化硅細(xì)分產(chǎn)業(yè)都在快速發(fā)展。為搶占發(fā)展先機(jī)，行業(yè)內(nèi)頭部公司紛紛擴(kuò)產(chǎn)“圈地”。
林志東告訴記者，湖南三安二期廠房已經(jīng)完成主體建筑封頂，公司的8英寸襯底片研發(fā)進(jìn)展良好。值得一提的是，三安已經(jīng)在長沙帶動構(gòu)建了一個“碳化硅集聚區(qū)”，形成了產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。
在外延片領(lǐng)域，廣東天域、瀚天天成、南京國盛、普興電子等焦點(diǎn)企業(yè)都在競相擴(kuò)產(chǎn)。同樣，在芯片及制造領(lǐng)域，揚(yáng)杰科技、士蘭微、芯聚能、基本半導(dǎo)體等也在擴(kuò)產(chǎn)。揚(yáng)杰科技近日公告，公司擬在邗江區(qū)政府轄區(qū)投資新建6英寸碳化硅晶圓生產(chǎn)線項目，規(guī)劃6英寸碳化硅晶圓月產(chǎn)能5000片，總投資約10億元。此前，揚(yáng)杰科技已兩度入股了楚微半導(dǎo)體，以期強(qiáng)化晶圓制造能力和產(chǎn)能。
未來：攻關(guān)襯底 降本提質(zhì)
一邊是整機(jī)廠“等芯上車”，一邊是碳化硅產(chǎn)能不足，上下游產(chǎn)業(yè)鏈不順暢的問題出在哪里？
“當(dāng)前，碳化硅產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展所要突破的瓶頸，主要在碳化硅襯底片方面?！睋?jù)林志東介紹，如果一輛汽車前后驅(qū)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(huán)節(jié)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(huán)節(jié)占成本的23%，制造前的成本合計高達(dá)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(chǎn)業(yè)鏈公司，三安光電經(jīng)過多年摸索后認(rèn)為，提升長晶效率、提高晶體質(zhì)量、減少切割磨損、設(shè)備原材料供應(yīng)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(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)，公司認(rèn)為在較短的時間內(nèi)大幅降低碳化硅襯底片成本，是可以實(shí)現(xiàn)的。
可作參考的是，隨著生產(chǎn)技術(shù)快速提升、設(shè)備原材料國產(chǎn)化加快推進(jìn)，相較于2000年時，當(dāng)前LED襯底片藍(lán)寶石的成本已經(jīng)降低了95%，每年的成本降幅達(dá)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(guī)模由此將進(jìn)一步擴(kuò)大。國內(nèi)某頭部碳化硅器件廠商相關(guān)人士也告訴記者，相關(guān)趨勢一旦形成，整個產(chǎn)業(yè)便將迎來大發(fā)展階段。而當(dāng)前則是碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵期。
在這個關(guān)鍵期，碳化硅襯底片的龍頭企業(yè)一邊致力于降本增效，一邊大幅擴(kuò)產(chǎn)搶占市場份額。除了三安光電，天岳先進(jìn)、露笑科技、東尼電子都宣布了數(shù)額可觀的擴(kuò)產(chǎn)計劃，而爍科晶體等企業(yè)也在“奮起直追”。
“目前宣布擴(kuò)產(chǎn)的企業(yè)確實(shí)很多，但實(shí)際有效產(chǎn)能（能落地的）并不多，能‘上車’的產(chǎn)能就更少了?？梢灶A(yù)見，至少在未來2至3年內(nèi)，碳化硅產(chǎn)品都將供不應(yīng)求?！庇袠I(yè)內(nèi)人士告訴記者。
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