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【芯观点】产业发展风口已至,国产SiC 抢势欲“超车”

来源:爱集微

#第三代半导体#

#碳化硅#

07-13 10:29

芯观点──聚焦国内外产业大事件,汇聚中外名人专家观点,剖析行业发展动态,带你读懂未来趋势!

集微网消息,“十四五规划”提名碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带半导体, 华为哈勃入股碳化硅外延片企业,第三代半导体概念股领涨的背后,要求产业独立自主的呼声正日益高涨。

三代半来势汹汹 国产SiC赶超赢面大

在美国持续升级对华半导体产业技术封锁,国产化浪潮扑面而来的当下,第三代半导体被寄予厚望——“弯道超车”。

不过,在全球第三代半导体版图上,美日欧企业仍占据主导地位。市场研究机构Yole的数据显示,Cree | Wolfspeed、罗姆、英飞凌、三菱电机和意法半导体五家企业合计占有SiC功率半导体80%的市场份额。韩国目前能够生产SiC功率半导体的公司仅有Yes Power Technix和Power master Semiconductor,前者由SK集团持股33.6%。

全球积极抢进第三代半导体赛道,看似紧张的竞争格局下,整体市场尚处于起步阶段。业内有观点认为,大陆与国际巨头公司在第三代半导体材料领域的差距可精确至5年左右,赶超的赢面较大。

稳懋董事长陈进财近期在参加当地电视节目时表示,长晶方面除向Cree及日本供货商购买,中国大陆的SiC长晶质量已接近Cree,算是二级品。他指出,在长晶和衬底方面,中国台湾地区要落后于中国大陆地区。汉磊科技前总经理庄渊棋也称,中国大陆至少已有三家衬底商,且都可以商业化,甚至质量逐渐和一级客户要求拉近。

根据CASA发布的报告,中国大陆能批量生产 SiC 单晶衬底的公司包括天科合达、山东天岳、同光晶体、中科钢研等公司。受中美贸易摩擦影响,中国大陆半导体材料的本土产业链正加快布局。

“双重挑战”:技术瓶颈与成本压力

但相比于Si,SiC 衬底发展较慢、尺寸扩大更加困难,主要原因包括:制备对于高温有严苛要求,业届没有统一标准的单晶炉,品质无法得到保证;晶棒生长速度更慢、周期更长;生产过程难以调控,无法保证良率以及切割难度大等。

此外,塔坚研究在报告中指出,生产一片第三代半导体衬底的成本,是一代半导体(硅片)的6-8倍。长江证券研报称,SiC器件的制造成本中,SiC衬底约占总成本的47%,SiC 外延占比为 23%。

受技术与成本双重因素限制,中国大陆在高性能衬底方面的自给率仍然较低,占全球的市场份额不到 5%。不过受益于早期功率半导体产业的发展,及产业和节能政策双轮驱动,大陆第三代半导体器件产业已经进入扩张期。

三安光电全资子公司三安集成生产的Si基GaN功率器件目前已有4家客户进入量产。海特高新子公司海威华芯今年的Si基GaN、SiC等订单需求同比增长较快,在高功率半导体方面,SiC等新业务方向已与重要客户建立合作关系,小批量出货。另外在今年6月,湖南三安半导体基地一期项目正式点亮投产,这是大陆首条、全球第三条SiC垂直整合产业链,可月产3万片6英寸SiC晶圆。

借市场“东风”  SiC成长黄金时代正来临

在全球企业纷纷扩产,终端需求逐步释放下,SiC成本有望进一步下降。国产SiC的黄金时代正在来临。

业界预期,新能源汽车将是SiC成长的主要驱动力。在电源的效率革命下,GaN和SiC功率半导体正逐渐取代IGBT。继特斯拉率先在Model 3上采用SiC MOSFET,国内新能源车厂商比亚迪、蔚来也已宣布将采用SiC方案,降低电力系统损耗。

随着SiC MOSFET技术进一步提高,电动汽车传动系统的主驱逆变器预计将成为SiC成长的主要驱动力。据Yole预计,到2026年,电动汽车主逆变器市场将达到195亿美元,占整个电动汽车/混合动力汽车(EV/HEV)转换器市场的67%,复合年增长率为25.9%。另外到2025年,新能源汽车和充电桩领域的SiC市场将达到17.78亿美元,约占SiC总市场规模的七成左右。

业内观点认为,SiC是5G基站芯片最理想的衬底,未来高频通信芯片也将都是化合物半导体的天下。此外在“碳达峰、碳中和”要求下,SiC需求急速攀升,有望加速进军城际高铁交通,太阳能发电等领域。

毫无疑问,国产半导体行业发展风口已至。国产SiC与海外厂商的研究进度差距不大,但要真正“弯道超车”的前提是,企业亟需加速突破技术瓶颈,增强产业链上下游合作,在市场爆发的前夜提升国产产品渗透率,抢占市场高地。

(校对/思坦)

责编: 乐川

小山

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