近年來對碳化硅（SiC）襯底需求的持續(xù)激增

隨著近年來對碳化硅（SiC）襯底需求的持續(xù)激增，市場研究公司TrendForce表示，對于SiC的成本降低呼聲越來越高，因為最終產(chǎn)品價格仍然是消費者的關(guān)鍵決定因素。

SiC襯底的成本占整個成本結(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，大尺寸襯底逐漸開始被采用，市場對其寄予了很高的期望。

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

與此同時，8英寸襯底可以生產(chǎn)更多的芯片，從而減少邊緣浪費。簡單來說，8英寸襯底提供了更高的利用率，這是主要制造商積極開發(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)開始滲透市場。例如，2023年7月，Wolfspeed宣布其8英寸晶圓廠已經(jīng)開始向中國客戶發(fā)貨SiC MOSFETs，表明其批量發(fā)貨8英寸SiC襯底。天科藍也已經(jīng)開始小規(guī)模發(fā)貨8英寸襯底，并計劃在2024年實現(xiàn)中等規(guī)模發(fā)貨。

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

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

在投資方面，Wolfspeed繼續(xù)在美國北卡羅來納州建設(shè)約翰·帕爾莫爾碳化硅制造中心（SiC襯底工廠）。這個設(shè)施將進一步推動襯底產(chǎn)能的擴張，以滿足對8英寸晶圓日益增長的需求。

Coherent去年也宣布了擴大其8英寸襯底和外延片生產(chǎn)的計劃，美國和瑞典的大規(guī)模擴建項目正在進行中。在產(chǎn)品出口渠道方面，Coherent已經(jīng)從三菱電機和電裝公司獲得了10億美元的投資，為兩家公司提供長期的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，在中國建立8英寸SiC晶圓廠。后者將建立一個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，ST正在開發(fā)自己的襯底，并曾與法國的Soitec合作實現(xiàn)8英寸SiC襯底的大規(guī)模生產(chǎn)。

就中國制造商而言，目前已有超過10家企業(yè)進入了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，中國襯底制造商與國際巨頭之間的差距已經(jīng)顯著縮小。諸如英飛凌之類的公司已經(jīng)與中國制造商建立了長期合作關(guān)系，如SICC Co和天科藍。從技術(shù)的角度來看，這種縮小的差距反映了全球襯底技術(shù)的整體改進。展望未來，預(yù)計各個制造商的共同努力將推動8英寸襯底技術(shù)的發(fā)展。

總的來說，8英寸SiC襯底的整體發(fā)展勢頭強勁，無論在數(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年達到了新的高度。

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

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

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

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

在電動汽車行業(yè)，800V高壓平臺已經(jīng)成為明顯的發(fā)展趨勢。800V平臺需要更高電壓的功率半導(dǎo)體器件，促使制造商開始開發(fā)1200V SiC功率器件。

從成本的角度來看，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是不可避免的，這是為了降低成本和提高效率。因此，預(yù)計電動汽車市場將持續(xù)推動對8英寸晶圓的需求增長。

從供應(yīng)鏈的角度來看，轉(zhuǎn)向8英寸晶圓對SiC制造商來說是一項重大突破。根據(jù)行業(yè)見解，6英寸SiC器件市場已經(jīng)進入了競爭激烈的階段，尤其是SiC結(jié)障礙二極管（JBD）。對于規(guī)模較小、競爭力較弱的企業(yè)來說，利潤率越來越受到擠壓，這表明未來可能會出現(xiàn)一輪整合和重組。