国内新能源汽车市场渗透率持续攀高，碳化硅（SiC）赛道如日中天。强劲的上车需求叠加巨大的产能缺口，新一波扩产潮顺势再起，偌大的中国市场，正不断吸引意法半导体、英飞凌等国际巨头密集落子，“分羹”本土企业。 意法牵手三安背后，中国市场成“香饽饽” 近日，意法半导体牵手三安光电合资建厂的消息，直接在碳化硅赛道扔下一枚巨型“炸弹”。  图源：三安光电 根据公告，意法半导体和三安光电拟出资32亿美元（约合人民币228亿元）在重庆合资建造一座8英寸碳化硅外延、芯片代工厂。项目在取得各项手续批复后开始建设，2025年完成阶段性建设并逐步投产，2028年达产，规划达产后生产8英寸碳化硅晶圆1万片/周。 同时，三安光电将利用自有SiC衬底工艺，单独建造和运营一个新的8英寸SiC衬底制造厂，以满足该合资厂的衬底需求。 无独有偶，今年5月初，英飞凌分别与国内碳化硅材料供应商天科合达、天岳先进签订长期协议，以获取高质量且具有竞争力的6英寸碳化硅晶圆和晶锭，两家公司的供应量皆预计将占到英飞凌长期需求量的两位数份额。 一边是国际功率半导体领头羊，另一边则是国内领先的化合物半导体制造平台，强强联合背后，充分体现了中国市场对国际头部企业的吸引力正不断凸显。 一方面，对于碳化硅功率器件来说，新能源汽车不仅是其最主要应用市场，也是碳化硅产业近年来的核心增长引擎。 相较于传统硅基材料，碳化硅具有耐高温、耐高压、高频性能、大功率等优势条件，可有效提升新能源汽车充电效率，解决“充电慢”和“里程短”问题，也因此，碳化硅被捧上高位。 根据碳化硅行业全球龙头厂商Wolfspeed预测，受新能源汽车及发电、电源设备、射频器件等需求驱动，2026年碳化硅器件市场规模有望达到89亿美元，其中用于新能源汽车和工业、能源的SiC功率器件市场规模为60亿美元。 而中国，不仅是全球最大的汽车市场，同时也是全球最大的新能源汽车市场。 中国汽车工业协会数据显示，我国新能源汽车产销已连续8年位居全球第一；今年1-5月，新能源汽车产销累计完成300.5万辆和294万辆，同比分别增长45.1%和46.8%，市场占有率达到27.7%。据中汽协预测，随着今年新能源汽车下乡活动的进一步深入，预计2023年中国新能源汽车年销量将达到900万辆。 新能源汽车市场的爆发式增长，正不断推升碳化硅的上车需求。加之，中国新能源汽车产业链的自主化程度、韧性与优势不断凸显，这些都使得中国市场成为碳化硅玩家的“必争之地”。 另一方面，对于意法半导体、英飞凌等国际巨头而言，通过合作还可以显著加快投产速度，从而缩短交付周期，“以快取胜”；同时也能借力国内头部企业的本土化优势，形成互为配套、互为支撑的产业链供应链网络，这也是抢占市场的发力点之一。 也就是说，这种合作方式既能保证整个供应链的稳定，也有利于这些半导体巨头以最高效的方式满足中国客户不断增长的需求。 湖南三安董事长林志东就认为，国际巨头在前沿碳化硅领域不断拓展中国供应链“朋友圈”，这与消费电子厂商纳入“苹果产业链”体系有异曲同工之处。“在碳化硅半导体产业发展中，国际巨头与国内企业合作是一种必然趋势。” 事实上，除了上述大厂之间进行长期合作之外，为寻求供应链稳定，下游车企与上游半导体厂商之间的关系也更为紧密。 今年以来，已有宝马、极氪等与安森美签订碳化硅长期供货协议，梅赛德斯也与Wolfspeed达成了碳化硅器件供应合作。去年11月，湖南三安还与某一新能源汽车客户签署了长达四年（2024年至2027年）价值38亿元的碳化硅芯片大单。 产能缺口之下，各方势力扩产不停 借势终端市场的强劲需求，毋庸置疑碳化硅已经站上风口。然而，不得不指出的是，现阶段的车规级碳化硅产能远远不能满足实际上车需求。 林志东对此算过一笔账，一块主驱动需要48颗碳化硅芯片，一个车载充电器需要6颗碳化硅二极管，而当前一片碳化硅晶圆只够装备两辆电动汽车。假设到2025年全球新能源汽车销量达2000万辆，碳化硅器件渗透率达到30%~40%，那么以6英寸晶圆为计，对应的年缺口则为300万片。 为迎接旺盛的下游需求，解决碳化硅产能供不应求局面，“扩产”便成为近年来海内外巨头的核心议题。大家的目标都只有一个：提高碳化硅的产能，抢占先发优势。 不过，由于新产线从开建到投用往往需要很长一段时间，这注定了短期内碳化硅供需矛盾难以得到很好的解决。 再鉴于过去两年车规级芯片持续性短缺所造成的巨大冲击仍历历在目，业内人士对此表示，巨大市场缺口之下，国内外大公司寻求合作、签订长单将成为行业“新常态”。 安森美甚至表示，未来五到十年，碳化硅市场仍是较为紧缺的状况，不会出现产能过剩的情况。 也因此，这场轰轰烈烈的碳化硅扩产之风仍在持续席卷全球。 国际方面，为加速“跑马圈地”，头部玩家建厂、扩产不遗余力。比如，意法半导体预计在2024年把SiC衬底的内部供应比率提升到40%，并实现到2030年取得50亿美元以上的SiC营收目标；英飞凌预计到2027年碳化硅产能将增长10倍，目标在2030年取得30%市场份额；安森美2022-2023年在碳化硅方面的资本支出会达到总收入的12%-20%，其中75%-80%用于碳化硅产能扩张。  图源：意法半导体 Wolfspeed则于今年初宣布与采埃孚建立战略合作关系，在德国萨尔州建设一座高度自动化、采用前沿技术的200mm晶圆制造工厂，据悉该工厂不仅是Wolfspeed在欧洲的首座工厂，也将是全球最大、最先进的碳化硅器件制造工厂。 与此同时，国内碳化硅企业也纷纷走向加速扩张期。 碳化硅作为近几年迅速火起来的新赛点，虽然全球市场还是由美、欧、日三强领先，但是“卡脖子”困局并不如传统的硅基半导体市场那么难以攻破。得益于国内新能源汽车市场的加速爆发，不少本土企业正争相走向舞台中心。 在由衬底、外延、器件和应用四大部分组成的碳化硅产业链中，衬底和外延占据最主要价值，难度也最高。据不完全统计，国内从事碳化硅衬底研制的企业已经超过30家，三安光电、天科合达、天岳先进实力靠前，其他如北电新材、露笑科技、同光晶体等公司，都在不断借助扩产、产业链布局、上市等方式抢占市场。  图源：天岳先进 举例来看，天岳先进是国际上少数几家同时在导电型和半绝缘型碳化硅衬底产品领域均具有竞争力的企业，在半绝缘碳化硅衬底领域，市场占有率连续四年保持全球前三，排在Wolfspeed和II-VI两大巨头后面。 同时，天岳先进也是国内为数不多的成功跨入8英寸碳化硅领域的企业，并进入了博世、英飞凌等国际厂商供应链体系。公司不仅在山东济南、济宁建有碳化硅衬底生产基地，上海临港工厂产品也于今年5月开始交付，未来将形成年产导电型SiC晶锭2.6万块，对应衬底产品有望形成产能30万片/年。 天科合达则是国内导电型碳化硅衬底龙头，也是国内最早建立完整的碳化硅晶片生产线的公司，不仅实现了2-6英寸SiC晶片的规模化生产和器件销售，去年11月，其8英寸导电型碳化硅衬底正式发布，预计2023年将实现小规模量产。今年3月，天科合达还宣布将在徐州经开区启动子公司江苏天科合达二期年产16万片碳化硅衬底，以及三期100万片外延片项目建设。
图源：天科合达 三安光电全资子公司湖南三安是国内为数不多的碳化硅垂直产业链制造平台，从长晶、衬底制作、外延生长、芯片制备到封装和应用，皆有涉及。根据三安光电2022年年报，湖南三安碳化硅产能1.2万片/月，衬底已通过几家国际大客户验证，其中一家实现批量出货，且2023年、2024年供应已基本锁定。截至2022年底，其已签署的SiC MOSFET长期采购协议总金额超70亿元。 又如碳化硅衬底公司东尼电子“年产12万片碳化硅半导体材料”项目，预计于今年11月达产，目前正处于送样阶段；露笑科技则在去年5月再度募资超25亿元，加码碳化硅产业。 在外延片领域，天域半导体、瀚天天成、南京国盛、普兴电子等公司也都在争相扩产。其中，天域半导体在今年2月获得12亿元融资，以继续用于碳化硅外延产线的扩产以及持续加大碳化硅大尺寸外延生长研发投入。 另外在芯片及制造领域，功率半导体企业如士兰微、华润微、扬杰科技、斯达半导、基本半导体、芯聚能等也在频繁加码。如士兰微65亿元定增申请已于今年6月获批，其中便涵盖SiC功率器件生产线建设项目；扬杰科技4月公告称，拟10亿元投建6英寸碳化硅晶圆生产线项目，项目全部建成投产后将形成碳化硅6英寸晶圆产能5000片/月。 小结 外资巨头和本土企业大手笔且密集布局背后，显示电动汽车市场对碳化硅业务成长的巨大推力，而巨大的产能缺口也在不断催生投融资热情。 据化合物半导体市场不完全统计，今年以来，已有30家SiC相关企业获得融资，融资金额超33亿元。就在近期，便有瀚芯科技、芯塔电子、芯三代半导体等相继完成了相关融资。而对比2022年数据，国内碳化硅领域融资超30起，合计金额逾30亿元。足见在行业巨大需求之下，当前碳化硅投资、扩产热度仍旧非同一般。 因上车特斯拉而大火特火的碳化硅器件，也因今年3月特斯拉下一代汽车平台大砍75%碳化硅使用量的公开宣言，曾一度遭受市场质疑。然而结合产业界这段时间的动作来看，碳化硅这把火，远不会被浇熄。 |
