近年來(lái)對(duì)碳化硅（SiC）襯底需求的持續(xù)激增

隨著近年來(lái)對(duì)碳化硅（SiC）襯底需求的持續(xù)激增，市場(chǎng)研究公司TrendForce表示，對(duì)于SiC的成本降低呼聲越來(lái)越高，因?yàn)樽罱K產(chǎn)品價(jià)格仍然是消費(fèi)者的關(guān)鍵決定因素。

SiC襯底的成本占整個(gè)成本結(jié)構(gòu)的比例最高，約占50%。因此，襯底部分的成本降低和利用率提高尤為關(guān)鍵。由于其成本優(yōu)勢(shì)，大尺寸襯底逐漸開(kāi)始被采用，市場(chǎng)對(duì)其寄予了很高的期望。

中國(guó)SiC襯底制造商天科藍(lán)半導(dǎo)體計(jì)算，從4英寸升級(jí)到6英寸可以使單位成本降低50%，從6英寸升級(jí)到8英寸可以再次降低35%。

與此同時(shí)，8英寸襯底可以生產(chǎn)更多的芯片，從而減少邊緣浪費(fèi)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，8英寸襯底提供了更高的利用率，這是主要制造商積極開(kāi)發(fā)它們的主要原因。

目前，6英寸SiC襯底仍然占主導(dǎo)地位，但8英寸襯底已經(jīng)開(kāi)始滲透市場(chǎng)。例如，2023年7月，Wolfspeed宣布其8英寸晶圓廠已經(jīng)開(kāi)始向中國(guó)客戶(hù)發(fā)貨SiC MOSFETs，表明其批量發(fā)貨8英寸SiC襯底。天科藍(lán)也已經(jīng)開(kāi)始小規(guī)模發(fā)貨8英寸襯底，并計(jì)劃在2024年實(shí)現(xiàn)中等規(guī)模發(fā)貨。

8英寸SiC襯底產(chǎn)品線(xiàn)的加速推進(jìn) 自Wolfspeed于2015年首次展示樣品以來(lái)，8英寸SiC襯底已經(jīng)歷了7-8年的發(fā)展歷程，過(guò)去兩年技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)顯著加速。

除了已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的Wolfspeed外，預(yù)計(jì)還有七家公司將在今年或未來(lái)1-2年實(shí)現(xiàn)8英寸SiC襯底的大規(guī)模生產(chǎn)。

在投資方面，Wolfspeed繼續(xù)在美國(guó)北卡羅來(lái)納州建設(shè)約翰·帕爾莫爾碳化硅制造中心（SiC襯底工廠）。這個(gè)設(shè)施將進(jìn)一步推動(dòng)襯底產(chǎn)能的擴(kuò)張，以滿(mǎn)足對(duì)8英寸晶圓日益增長(zhǎng)的需求。

Coherent去年也宣布了擴(kuò)大其8英寸襯底和外延片生產(chǎn)的計(jì)劃，美國(guó)和瑞典的大規(guī)模擴(kuò)建項(xiàng)目正在進(jìn)行中。在產(chǎn)品出口渠道方面，Coherent已經(jīng)從三菱電機(jī)和電裝公司獲得了10億美元的投資，為兩家公司提供長(zhǎng)期的6/8英寸SiC襯底和外延片。歐洲的STMicroelectronics去年也投資于8英寸領(lǐng)域，與湖南三安半導(dǎo)體合作，在中國(guó)建立8英寸SiC晶圓廠。后者將建立一個(gè)8英寸SiC襯底工廠，為合資企業(yè)提供穩(wěn)定的原材料供應(yīng)。同時(shí)，ST正在開(kāi)發(fā)自己的襯底，并曾與法國(guó)的Soitec合作實(shí)現(xiàn)8英寸SiC襯底的大規(guī)模生產(chǎn)。

就中國(guó)制造商而言，目前已有超過(guò)10家企業(yè)進(jìn)入了8英寸SiC襯底的樣品和小規(guī)模生產(chǎn)階段。這些公司包括Semisic Crystal Co、Jingsheng Mechanical & Electrical Co、SICC Co、Summit Crystal Semiconductor Co、Synlight Semiconductor Co、TanKeBlue Semiconductor Co、Harbin KY Semiconductor、IV Semitec、Sanan Semiconductor、Hypersics和Yuehaijin Semiconductor Materials Co。

此外，許多其他中國(guó)制造商目前正在研究8英寸襯底，如GlobalWafers、Dongni Electronics、Hesheng Silicon Industry和Tiancheng Semiconductor。

目前，中國(guó)襯底制造商與國(guó)際巨頭之間的差距已經(jīng)顯著縮小。諸如英飛凌之類(lèi)的公司已經(jīng)與中國(guó)制造商建立了長(zhǎng)期合作關(guān)系，如SICC Co和天科藍(lán)。從技術(shù)的角度來(lái)看，這種縮小的差距反映了全球襯底技術(shù)的整體改進(jìn)。展望未來(lái)，預(yù)計(jì)各個(gè)制造商的共同努力將推動(dòng)8英寸襯底技術(shù)的發(fā)展。

總的來(lái)說(shuō)，8英寸SiC襯底的整體發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，無(wú)論在數(shù)量還是質(zhì)量上都取得了重大突破。

全球8英寸SiC晶圓廠加速擴(kuò)張 隨著襯底材料不斷突破技術(shù)上的障礙，全球新的8英寸SiC晶圓廠數(shù)量的增加在2023年達(dá)到了新的高度。

根據(jù)TrendForce的數(shù)據(jù)，2023年共實(shí)施了大約12個(gè)與8英寸晶圓相關(guān)的擴(kuò)建項(xiàng)目。其中，有八個(gè)由Wolfspeed、Onsemi、STMicroelectronics、Infineon、Rohm等全球制造商主導(dǎo)。STMicroelectronics還與三安半導(dǎo)體合作了一個(gè)項(xiàng)目。此外，還有三個(gè)項(xiàng)目由中國(guó)制造商領(lǐng)導(dǎo)，包括Global Power Technology、United Nova Technology Co和J2 Semiconductor。

從區(qū)域角度來(lái)看，預(yù)計(jì)歐洲、美國(guó)、日本、韓國(guó)、中國(guó)和東南亞等主要地區(qū)將進(jìn)行重大投資，建設(shè)新的8英寸SiC晶圓廠。截至目前，全球約有11個(gè)8英寸晶圓廠正在建設(shè)或計(jì)劃中。

這些項(xiàng)目涉及各種地點(diǎn)和利益相關(guān)者。例如，Wolfspeed在美國(guó)紐約州莫霍克和德國(guó)薩爾蘭州各有兩個(gè)設(shè)施，Bosch在美國(guó)羅斯維爾建設(shè)了一個(gè)，STMicroelectronics在意大利卡塔尼亞自建了一個(gè)，與三安半導(dǎo)體合資在中國(guó)重慶建設(shè)了一個(gè)，Infineon在馬來(lái)西亞庫(kù)林建設(shè)了一個(gè)，三菱電機(jī)在日本熊本建設(shè)了一個(gè)，羅姆在日本筑后和國(guó)富各建設(shè)了一個(gè)，ON Semiconductor在韓國(guó)富川建設(shè)了一個(gè)，富士電機(jī)在日本松本建設(shè)了一個(gè)。

關(guān)于制造商的擴(kuò)展方向，Bosch和ON Semiconductor在2023年的投資直接針對(duì)汽車(chē)SiC市場(chǎng)。STMicroelectronics在意大利計(jì)劃建設(shè)的8英寸SiC芯片工廠也面向電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)。盡管其他制造商尚未明確說(shuō)明未來(lái)生產(chǎn)能力的目標(biāo)應(yīng)用，但電動(dòng)汽車(chē)是SiC當(dāng)前和未來(lái)的主要增長(zhǎng)引擎，因此成為主要制造商擴(kuò)展的焦點(diǎn)。

在電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)，800V高壓平臺(tái)已經(jīng)成為明顯的發(fā)展趨勢(shì)。800V平臺(tái)需要更高電壓的功率半導(dǎo)體器件，促使制造商開(kāi)始開(kāi)發(fā)1200V SiC功率器件。

從成本的角度來(lái)看，盡管目前6英寸晶圓在短期內(nèi)仍是主流，但向8英寸等更大尺寸的趨勢(shì)是不可避免的，這是為了降低成本和提高效率。因此，預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)將持續(xù)推動(dòng)對(duì)8英寸晶圓的需求增長(zhǎng)。

從供應(yīng)鏈的角度來(lái)看，轉(zhuǎn)向8英寸晶圓對(duì)SiC制造商來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)重大突破。根據(jù)行業(yè)見(jiàn)解，6英寸SiC器件市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入了競(jìng)爭(zhēng)激烈的階段，尤其是SiC結(jié)障礙二極管（JBD）。對(duì)于規(guī)模較小、競(jìng)爭(zhēng)力較弱的企業(yè)來(lái)說(shuō)，利潤(rùn)率越來(lái)越受到擠壓，這表明未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)一輪整合和重組。