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碳化硅市場規(guī)模有多大,國產(chǎn)廠商能分得幾杯羹?

發(fā)布人:旺材芯片 時間:2022-07-02 來源:工程師 發(fā)布文章

來源:01芯聞


寫在前面

本文數(shù)據(jù)基于筆者所收集到的資料計算所得,考慮到個人經(jīng)驗(yàn)和精力有限,引用的相關(guān)數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀未盡詳實(shí)。因此,文中所述只是筆者基于有限認(rèn)知下的一些不成熟思考,與讀者分享,并不代表筆者所在公司。同時,本文也是拋磚引玉,歡迎有不同想法的讀者討論交流。


引言


碳化硅作為目前半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的熱門投資領(lǐng)域之一,無數(shù)成名已久的IDM大廠,F(xiàn)abless新銳力量以及初創(chuàng)企業(yè)紛至沓來,試圖從碳化硅價值鏈的方方面面切入這個前景看好的半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域,包括襯底、外延片(磊晶)、晶圓制造、先進(jìn)封裝以及應(yīng)用等等。
其中市場潛力最大的當(dāng)屬用于汽車、工業(yè)、新能源和軌道交通等領(lǐng)域的碳化硅功率器件(Power SiC Device)。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole Développement的數(shù)據(jù),2021年碳化硅功率器件的市場規(guī)模超過10億美元,并預(yù)計到2025年,這個數(shù)字將超過37億美元,年復(fù)合增長率(CAGR)超過34%。
另一家知名產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)集邦咨詢也做出了類似的判斷,認(rèn)為化合物半導(dǎo)體功率器件的市場規(guī)模將從2021年的9.8億美元,成長至2025年的47.1億美元。碳化硅占據(jù)主要份額,2025年預(yù)計達(dá)到34億美元,略低于Yole的預(yù)測。
而在碳化硅功率器件的應(yīng)用領(lǐng)域中,新能源汽車是重中之重,2021年采購量占全部用量的三分之二,之后這一比例還將逐漸提升,在2025年達(dá)到76%。


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市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole和集邦咨詢對碳化硅功率器件市場規(guī)模的預(yù)期 (來源:Yole,TrendForce)


五巨頭的數(shù)據(jù)


盡管兩家咨詢機(jī)構(gòu)已經(jīng)頗為看好碳化硅市場的未來發(fā)展,但是在筆者撰寫英雄的黎明,碳化硅五巨頭的野望的過程中,發(fā)現(xiàn)排名前五的行業(yè)巨頭對未來數(shù)年碳化硅器件的增長更為樂觀。


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碳化硅五巨頭對未來數(shù)年碳化硅功率器件的營收預(yù)期。粗體為官方透露的信息,2021年數(shù)據(jù)來自Yole,其余數(shù)字經(jīng)由線性擬合  (來源:01芯聞)


意法半導(dǎo)體在五月宣布,公司達(dá)成10億美元碳化硅功率器件營收目標(biāo)的時間將從2024年提前到2023年。同時,公司透露其中四分之三將來自新能源汽車客戶,與Yole的預(yù)期一致。公司的長期目標(biāo)是在碳化硅器件市場繼續(xù)保持領(lǐng)導(dǎo)地位,占據(jù)30%的市場份額。
雖然目前在碳化硅器件市場上排名第二,英飛凌還是展示了德國人特有的謹(jǐn)慎態(tài)度——即使2022年碳化硅器件的已有訂單和預(yù)定產(chǎn)能已經(jīng)可以為公司鎖定3億歐元的營收,但是管理層仍然認(rèn)為要到2025年前后相關(guān)營收才會超過10億美元這一關(guān)口。如果英飛凌和其他供應(yīng)商的預(yù)測數(shù)字成真,英飛凌的市占率將從2021年的21%,在之后數(shù)年下降到15%以下。
另外,管理層透露工業(yè)客戶和汽車客戶對其碳化硅器件的營收貢獻(xiàn)各占一半,與其他廠商所公布的應(yīng)用領(lǐng)域分布差異較大。一則可能由于英飛凌的碳化硅產(chǎn)品在工業(yè)和新能源領(lǐng)域占據(jù)的市場份額很高,公司的碳化硅產(chǎn)能不能全力支持汽車客戶;二則可能是由于公司HybridPACK系列IGBT模塊在電動汽車市場上的份額太高,為了避免自身蠶食(Market Cannibalization),英飛凌并未像競爭對手那樣積極推進(jìn)碳化硅車規(guī)功率模塊對IGBT模塊的升級替代。
英飛凌排名下降后,其原有排名可能被Wolfspeed所占據(jù)。在今年4月份業(yè)內(nèi)首座8英寸碳化硅晶圓廠開始運(yùn)營后,Wolfspeed認(rèn)為其碳化硅產(chǎn)能將在未來數(shù)年內(nèi)遙遙領(lǐng)先競爭對手,成本也會在1-2年之后顯著降低。因此,公司營收將快速增加,在2024財年(日歷2024年年中結(jié)束)達(dá)到15億美元,并預(yù)計在兩年后實(shí)現(xiàn)超過21億美元的營收。同時,碳化硅襯底和器件在營收中所占比例從四六分逐漸過渡到三七分,因此,2026財年來自碳化硅器件的營收會在15億美元左右。
羅姆作為量產(chǎn)車規(guī)溝槽柵碳化硅MOSFET的唯二企業(yè)之一(另一家是英飛凌),也立下了宏偉目標(biāo),即2025財年(日歷年2024年)碳化硅營收超過一千億日元(7.7億美元),較2021財年增加5倍。同樣的,管理層也設(shè)定了中長期占據(jù)碳化硅器件市場30%份額的規(guī)劃。
安森美在碳化硅五巨頭中位列末席,但是積累了價值超過20億美元的碳化硅功率模塊和單管的長期供貨合同,不僅使得2022年來自碳化硅的營收較上一年增長一倍,公司還透露這條產(chǎn)品線在2023年將貢獻(xiàn)10億美元的營收。這意味著安森美在碳化硅器件市場的收獲速度領(lǐng)先五巨頭中的其他對手,勝負(fù)手可能來自公司在碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈上的垂直整合和積極布局。


top-down和bottom-up方法計算


綜合上述5家頭部企業(yè)所公布的數(shù)據(jù),2025年五巨頭碳化硅功率器件總計營收為69億美元,如果按照CR5占據(jù)80%的市場份額來估算,2025年全球碳化硅器件的市場規(guī)模在86億美元左右,不僅遠(yuǎn)超Yole和集邦咨詢的調(diào)研數(shù)據(jù),還顯著高于Wolfspeed自己的預(yù)測(2024年42億美元,2025年50億美元)。


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根據(jù)碳化硅五巨頭、Yole、集邦咨詢和Wolfspeed的數(shù)據(jù)得到的或者計算出的碳化硅功率器件市場規(guī)模 (來源:01芯聞)


國產(chǎn)碳化硅器件廠商能在其中切得多大的蛋糕,筆者尚未在網(wǎng)上看到比較詳細(xì)的數(shù)據(jù)。但是以碳化硅主要競品IGBT的市占率分布為例,其中國產(chǎn)供應(yīng)商占據(jù)了大約10%的份額。以此為類比,國產(chǎn)碳化硅器件廠商未來的營收規(guī)模在3.4億至8.6億美元之間。


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IGBT供應(yīng)商的市占率分布 (來源:NSR)


從汽車銷量反推


市場調(diào)研機(jī)構(gòu)New Street Research在年初公布的一份報告中,則用另一種方法估算國產(chǎn)碳化硅器件廠商營收規(guī)模,即從國產(chǎn)汽車在全球汽車市場所占份額出發(fā),根據(jù)排除特斯拉后的車規(guī)碳化硅器件市場容量,并假設(shè)國產(chǎn)器件能在本土市場中占據(jù)一半份額,得出國產(chǎn)廠商的車規(guī)碳化硅器件在2025年只能獲得1.5億美元的總營收。


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New Street Research所計算的2025年國產(chǎn)車規(guī)碳化硅功率器件營收規(guī)模 (來源:NSR)


筆者認(rèn)為NSR的計算中有些假設(shè)偏離實(shí)際,例如:
1. 國產(chǎn)純電和插電汽車在全球類似車型中所占比率顯著高于國產(chǎn)燃油車所占份額的15%。而且排除特斯拉后,國產(chǎn)新能源汽車的份額只增不減。
2. 只考慮了車規(guī)碳化硅器件的營收規(guī)模,忽略了電動汽車領(lǐng)域之外的應(yīng)用,例如工業(yè)和太陽能等。這些應(yīng)用對碳化硅器件的要求低于車規(guī)器件,因此國產(chǎn)廠商較為容易切入,前期相當(dāng)一部分的營收都來自于此,因此不能忽略。


筆者采用類似的算法也做了相應(yīng)的估算來反推國產(chǎn)碳化硅廠商的營收規(guī)模。首先,從全球純電和插電汽車的預(yù)期銷量出發(fā),假設(shè)中國在其中所占比率從目前的超過50%,逐漸降低到2025年的三分之一上下。之后,在所用模型中假設(shè)碳化硅滲透率從目前的個位數(shù)百分比,逐漸增加到較高水平。在進(jìn)一步估算出碳化硅在單車主逆變器、車載充電機(jī)和高低壓主流轉(zhuǎn)換器DCDC中的價值,最終計算得出國內(nèi)車規(guī)碳化硅功率器件市場規(guī)模在2025年將達(dá)到6億美元之上。
與此同時,國內(nèi)碳化硅廠商所占市場份額也將逐年提升,直至占據(jù)50%。并且營收中電動汽車應(yīng)用的占比也隨之提高(從類似英飛凌的占比五成,提升到類同于Wolfspeed和意法的占比7成),得到2025年國產(chǎn)碳化硅功率器件廠商的營收規(guī)模在4.4億美元這一水平,近三倍于NSR的預(yù)測。


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從純電和插電汽車銷量反推得到的國產(chǎn)碳化硅器件企業(yè)營收規(guī)模,顯著高于NSR的計算 (來源:01芯聞)


“愚者”之言


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筆者試圖找到國產(chǎn)廠商對其自身碳化硅器件營收的預(yù)測。從收集到的某家企業(yè)五年發(fā)展規(guī)劃來看,其來自碳化硅單管和模塊的營收預(yù)期在百億人民幣這個量級,超出筆者所推斷的市場規(guī)模的高點(diǎn)??紤]到筆者所用模型中未能窮盡所有情況,也涉及到不少只有時間才能驗(yàn)證的假設(shè),因此筆者的數(shù)據(jù)可能偏離行業(yè)廠商和投資者的看法,因此僅供讀者參考。
但是有一點(diǎn)可以確定的是,雖然國內(nèi)碳化硅市場方興未艾,但是如果供應(yīng)商只局限于本土市場,不僅會被國際大廠高舉高打,也會與許多受巨量投資驅(qū)動的本土競爭對手貼身肉搏,導(dǎo)致在行業(yè)完全啟動前就陷入低價低毛利繼而低質(zhì)的泥沼之中。
十年前國內(nèi)因補(bǔ)貼而興起的電動汽車第一輪浪潮中,筆者就見到了不少“其興也勃焉,其亡也忽焉”的電動汽車供應(yīng)鏈廠商。是否可以避免歷史重演?誰都沒有答案,但是現(xiàn)在消費(fèi)品行業(yè)正在進(jìn)行的外貿(mào)、出海、國際化三部曲也許能夠提供一定的啟示,筆者也會在之后的文章中就此結(jié)合自己的觀察展開討論。


小結(jié)


筆者通過對咨詢機(jī)構(gòu)Yole等的數(shù)據(jù)top-down計算,以碳化硅五巨頭的官方數(shù)字bottom-up歸納,以及從電動汽車預(yù)期銷量反推,得到2025年國產(chǎn)碳化硅功率器件廠商的營收規(guī)模在3.4億美元至8.6億美元之間。


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2025年國產(chǎn)碳化硅功率器件廠商的營收預(yù)測 (來源:01芯聞)


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