6月7日，國際半導(dǎo)體大廠意法半導(dǎo)體和國內(nèi)化合物半導(dǎo)體知名廠商三安光電宣布，雙方已簽署協(xié)議，將在重慶建立一個新的8吋碳化硅器件合資制造廠。

據(jù)披露，該合資工廠由意法半導(dǎo)體和三安光電全資子公司湖南三安半導(dǎo)體有限責(zé)任公司（以下簡稱“湖南三安”）共同設(shè)立。注冊資本為6.12億美元，其中湖南三安持股比例為51%，意法半導(dǎo)體持股比例為49%。

意法半導(dǎo)體/三安光電聯(lián)手 228億合建碳化硅廠

根據(jù)規(guī)劃，該合資工廠全部建設(shè)總額預(yù)計約達32億美元（約合人民幣228.32億元），主要從事碳化硅外延、芯片生產(chǎn)。項目在取得各項手續(xù)批復(fù)后開始建設(shè)，將采用ST的SiC專利制造工藝技術(shù)，專注于為ST生產(chǎn)SiC器件，預(yù)計2025年完成階段性建設(shè)并逐步投產(chǎn)，2028年達產(chǎn)，規(guī)劃達產(chǎn)后生產(chǎn)8吋碳化硅晶圓10,000片/周。

據(jù)悉，該合資廠的建設(shè)將有助于滿足中國汽車電氣化、工業(yè)電力和能源等應(yīng)用對意法半導(dǎo)體SiC器件日益增長的需求。而新合資廠將助力ST實現(xiàn)到2030年取得50億美元以上SiC營收這一目標(biāo)。

值得一提的是，三安光電還將利用自有SiC襯底工藝，單獨建造和運營一個新的8吋SiC襯底制造廠，專門為新成立的合資廠提供SiC襯底。

根據(jù)三安光電6月7日的公告，其全資子公司湖南三安半導(dǎo)體有限責(zé)任公司（以下簡稱“湖南三安”）決定在重慶設(shè)立全資子公司重慶三安半導(dǎo)體有限責(zé)任公司（暫定名，以下簡稱“重慶三安公司”），主要從事生產(chǎn)碳化硅襯底。

據(jù)披露，該項目預(yù)計投資總額70億元人民幣，將根據(jù)項目建設(shè)進度陸續(xù)投入。該項目注冊資本為18億元人民幣，達產(chǎn)后，規(guī)劃生產(chǎn)8吋碳化硅襯底48萬片/年。

全球碳化硅市場高速成長

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、制造及模塊。其中，襯底環(huán)節(jié)的價值量最高，占碳化硅器件成本超過40%。

意法半導(dǎo)體是一家全球知名的IDM模擬芯片廠商。其在最新財報溝通會上表示，預(yù)計2023年碳化硅業(yè)務(wù)將帶來約12億美元收入，廣泛分布于主要客戶，較此前預(yù)計的10億美元有所增長。

值得一提的是，4月中旬，意法半導(dǎo)體與采埃孚簽署碳化硅器件的多年供應(yīng)協(xié)議。從2025年起，采埃孚將從意法半導(dǎo)體采購超過1000萬個碳化硅器件。

三安光電是國內(nèi)布局碳化硅產(chǎn)業(yè)最為完整的企業(yè)，涉及長晶、襯底制作、外延生長、芯片制備及封裝環(huán)節(jié)。其在2022年年報中表示，公司碳化硅各環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)順利推進，襯底已通過幾家國際大客戶驗證，其中一家實現(xiàn)批量出貨，且2023年、2024年供應(yīng)已基本鎖定；碳化硅芯片應(yīng)用于光伏、儲能、新能源汽車等可靠性要求高的領(lǐng)域。

電動汽車市場對其碳化硅業(yè)務(wù)成長的推力最大。“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，因為用了碳化硅器件，散熱器、電容電感會減少，體積會減小，所以光伏行業(yè)也開始用了；而在新能源汽車行業(yè)，因為碳化硅器件能效高，電池用量就會減少。電池很貴，用得少系統(tǒng)成本就會降下來。因為系統(tǒng)成本優(yōu)勢，所以終端客戶才會導(dǎo)入。”國內(nèi)一位頭部功率半導(dǎo)體廠商高管表示。

碳化硅的成長沃土：新能源汽車

根據(jù)乘聯(lián)會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，2022年全年，國內(nèi)新能源汽車零售567.4萬輛，同比增長90%；而零售量的高速增長也帶動了新能源汽車滲透率的持續(xù)提升，達27.6%，較2021年提升超12個百分點。

但目前新能源汽車的發(fā)展仍受續(xù)駛里程、充電時間和電池容量的制約，是產(chǎn)業(yè)界亟待解決的重要問題。碳化硅可滿足高溫、高壓、高頻、大功率等條件下的應(yīng)用需求，進而解決新能源汽車的里程焦慮和充電焦慮，而汽車功率半導(dǎo)體也成為當(dāng)下碳化硅發(fā)揮作用最大的領(lǐng)域，也是該材料最大的下游應(yīng)用市場。但車規(guī)級對產(chǎn)品要求較高，且目前國際企業(yè)和國內(nèi)企業(yè)正處于發(fā)展的不同階段。

國星光電認(rèn)為，國際龍頭廠商在半導(dǎo)體行業(yè)具有技術(shù)積累優(yōu)勢，國產(chǎn)SiC要實現(xiàn)突圍，需要實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)及應(yīng)用，預(yù)測3-5年內(nèi)國內(nèi)廠商有望追趕上國際廠商的技術(shù)水平，以支撐規(guī)模化。

據(jù)悉，目前國星光電已面向光伏、儲能、消費類電源、工業(yè)電源、電網(wǎng)、新能源汽車及充電樁等領(lǐng)域推出多款SiC產(chǎn)品，包括有TO-247-2封裝的SiC SBD、TO-247-3/4封裝的SiC MOSFET分立器件；NS62m、NSEAS系列封裝的SiC MOSFET功率模塊。

芯塔電子指出，國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈都在積極擴產(chǎn)，但產(chǎn)能還未真正大規(guī)模釋放，產(chǎn)能等方面與海外巨頭還有差距，國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)要依靠整個國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的合作與深度協(xié)同，才能更好的與海外巨頭競爭。

具體到汽車市場，芯塔電子表示，國內(nèi)多家碳化硅廠家都計劃在近兩年向市場提供碳化硅MOSFET，行業(yè)整體工藝能力有所提升，國內(nèi)碳化硅行業(yè)的整體競爭力將不斷提升，與國際大廠的差距在縮小，這是利好。

但芯塔電子也指出，當(dāng)下碳化硅的發(fā)展也存在較大挑戰(zhàn)。一方面，隨著電動汽車市場的持續(xù)增長，800V高壓平臺車型及高壓快充網(wǎng)絡(luò)正在加速布局，這對碳化硅企業(yè)提出了更高的挑戰(zhàn)；另一方面，2023年國際宏觀經(jīng)濟和政治形勢波動帶來的全球經(jīng)濟不確定性風(fēng)險加劇，而供應(yīng)鏈安全關(guān)系到產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，這是整個產(chǎn)業(yè)面臨的壓力和挑戰(zhàn)。

芯塔電子目前已在光伏、工業(yè)電源等領(lǐng)域積累數(shù)百家優(yōu)質(zhì)客戶資源，SiC MOSFET已成功導(dǎo)入新能源汽車、光伏、儲能、充電樁、高端電源等領(lǐng)域多家頭部客戶。此外，其車規(guī)級碳化硅模塊產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完成落地，計劃將于2023年底完成通線。

泰科天潤指出，目前國外友商車規(guī)級SiC產(chǎn)品交期嚴(yán)峻，且SIC MOSFET良率不高。國際友商優(yōu)先交付大客戶訂單而導(dǎo)致國內(nèi)下游供應(yīng)不足，疊加復(fù)雜的國際形勢，導(dǎo)致國產(chǎn)化替代的加速，早期對國內(nèi)廠商持觀望態(tài)度的國外友商以及本土客戶也開始持開放態(tài)度，與國內(nèi)原廠交流。在此背景下，國內(nèi)企業(yè)要注重提高性價比、提升核心競爭力、批量生產(chǎn)良率穩(wěn)定的產(chǎn)品。

目前泰科天潤已有多款型號產(chǎn)品在汽車電子行業(yè)應(yīng)用于OBC、DCDC等車載類電源中，后續(xù)6英寸以及正在動工的8英寸線也會朝汽車市場布局，豐富碳化硅MOSFET系列。據(jù)悉，公司預(yù)計在2023年針對650V/1200V/1700V SiC MOS 陸續(xù)推出各個型號的產(chǎn)品。

此外，基本半導(dǎo)體車規(guī)級碳化硅芯片產(chǎn)線于4月24日正式通線；芯粵能碳化硅芯片制造項目預(yù)計在今年下半年進入量產(chǎn)環(huán)節(jié)；智新半導(dǎo)體二期產(chǎn)線在5月18日正式開工；比亞迪半導(dǎo)、斯達半導(dǎo)、時代電氣以及士蘭微等企業(yè)的IGBT模塊和芯片已開始上車，國產(chǎn)碳化硅廠商進入汽車應(yīng)用有了先行樣本。

國際方面，羅姆于2010年量產(chǎn)SiC MOSFET。在車載領(lǐng)域，羅姆于2012年推出支持AEC-Q101認(rèn)證的車載品，并在車載充電器（OBC）領(lǐng)域擁有很高的市場份額。此外，羅姆碳化硅產(chǎn)品還應(yīng)用于車載DC/DC轉(zhuǎn)換器等領(lǐng)域。

2018年，羅姆在德國杜塞爾夫開設(shè)了“Power Lab”，幫助眾多汽車和工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域廠商提高其設(shè)計效率；2020年6月，羅姆發(fā)布了業(yè)界先進的第4代低導(dǎo)通阻抗碳化硅MOSFET，在不犧牲短路耐受時間的前提下，成功實現(xiàn)業(yè)界超高水平的低導(dǎo)通電阻。

羅姆還與多個公司聯(lián)合發(fā)展車規(guī)級SiC技術(shù)，比如與北汽新能源、聯(lián)合汽車電子、臻驅(qū)科技分別建立碳化硅聯(lián)合實驗室；與緯湃科技就電動汽車電力電子技術(shù)簽署開發(fā)合作協(xié)議，并成為其碳化硅技術(shù)的首選供應(yīng)商；與吉利簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，締結(jié)以碳化硅為核心的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系；與正海集團成立碳化硅功率模塊合資公司海姆希科；被UAES(聯(lián)合電子)公司認(rèn)證為碳化硅功率器件解決方案的首選供應(yīng)商，產(chǎn)品用于逆變器。

此外，Wolfspeed已與奔馳、捷豹路虎、通用汽車等達成了戰(zhàn)略合作協(xié)議；安森美正考慮投資20億美元提高碳化硅芯片的產(chǎn)量，目標(biāo)是到2027年占據(jù)碳化硅汽車芯片市場40%的份額；英飛凌與Stellantis簽署了一份非約束性諒解備忘錄，為其提供為期多年的碳化硅半導(dǎo)體供應(yīng)服務(wù)；意法半導(dǎo)體已與二十家車企達成合作，其中中國市場的下游客戶包括比亞迪、吉利、長城、現(xiàn)代、小鵬等整車廠，以及華為、匯川技術(shù)、欣銳科技等供應(yīng)商……