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国产碳化硅MOS量产“上车”,Fabless还是IDM?

来源:爱集微

#产业链#

08-18 17:08

集微网报道,近年来,随着新能源汽车、光伏、储能、数据中心、白电、消费电子等市场需求的快速增长,碳化硅晶圆供应紧缺的现象愈发严重,出于自身成本考量,科锐、ST等国际大厂大多将产能优先给毛利较高的碳化硅MOS产品,并相继退出了国内碳化硅二极管市场。

业内人士称,由于短期内碳化硅单晶生长速度和碳化硅MOS的良率难以提升,自2021年起,国际大厂的碳化硅二极管基本对国内客户进行了断供,碳化硅MOS的交期也长达一年以上,所以国内客户只能大规模导入本土碳化硅器件,也给了国产碳化硅二极管一个大规模应用的契机。

二极管进入红海,国产MOS走向量产

目前,国产碳化硅二极管已经能够稳定交付,整体产业链也较为完善,但随着越来越多硅基功率器件厂商入局碳化硅,以及大量碳化硅初创企业涌现,国内从事碳化硅二极管业务的厂商多达上百家。

业内人士称,由于二极管是国内碳化硅厂商的出货主力,价格也越来越低,目前国内碳化硅厂商都是“贴钱卖”,二极管早已经成为红海市场。

虽然碳化硅二极管已经成为红海市场,但能实现碳化硅MOS量产的企业却凤毛麟角,而新能源汽车的需求恰在于此。可以说,国产碳化硅企业能否尽快量产碳化硅MOS,并实现“上车”,就意味着能从上百家国产碳化硅器件厂商中脱颖而出。

集微网从业内了解到,当前,以科锐、英飞凌、意法半导体、罗姆、三菱电机为代表的国际大厂碳化硅MOS已经实现了在主驱逆变器的量产应用,而国内碳化硅厂商才刚刚在新能源汽车OBC领域实现突破,虽然在国产碳化硅二极管领域已经实现大批量应用,但碳化硅MOS方面,仅有派恩杰、泰科天润、国基南方、爱仕特等少数企业实现供货,正在迈入大规模量产阶段。

某国内碳化硅头部企业也表示,主驱逆变器是碳化硅器件应用的主战场,也是新能源汽车的主要需求所在,虽然国产碳化硅MOS已经逐步量产,但整体技术水平与国际大厂之间仍有较大差距,可靠性也尚未进行长时间的验证,短期内在主驱逆变器上还难以实现量产。

伴随着新能源汽车的发展大潮,国际大厂产能的持续紧缺以及国产碳化硅器件在消费级、工规级、车载OBC领域的量产出货,如何保障长期供货成了各大碳化硅厂商思考的重点,在此情况下,东芝、基本半导体、瞻芯电子、斯达半导、扬杰科技等国内外碳化硅厂商纷纷从Fabless模式向IDM模式转型。

Fabless还是IDM?

从全球碳化硅市场来看,科锐、英飞凌、意法半导体、罗姆、三菱电机等国际大厂垄断了中高端市场,而上述企业基本都属于IDM厂商。

“IDM模式对研发效率、成本管控、产品差异化和长期供货保证非常有利,还能掌握核心工艺,如果能把碳化硅衬底、外延、设计、晶圆、封装、测试打通,就更容易受到客户的认可。”业内人士表示,另一方面,从整个碳化硅产业链来看,从事晶圆代工的企业主要有德国的X-FAB和中国台湾的汉磊,以及国内的积塔和中芯,代工资源较为稀缺,若是设计公司的技术能力不够,或者代工厂的配合度不够,就很容易造成产品的同质化。

某国内碳化硅Fabless厂商高管也强调了代工厂的配合对于Fabless厂商的重要性,该高管表示,代工厂都会提供一条标准的工艺生产线,在与代工厂初步合作期间,代工厂为尽快提升自身产能利用率,就曾表示希望设计厂商不要做太多创新,而是基于其标准工艺生产线生产产品,以便于快速起量。

当然,若是能得到代工厂的支持,Fabless厂商在设计方面就更具灵活性,在碳化硅MOS方面的研发进程也较快。同时,代工厂的资质也可以为其供应链可靠性背书。

另外,IDM模式同样存在劣势,集微网从业内了解到,目前国内碳化硅厂商体量并不大,年销售额上百万的厂商都不多,上千万更是屈指可数,产品也并不赚钱,若是建厂的话,运营成本太高,对现金流的考验非常大,工艺开发的难度和客户认可度也是问题。因此,仍有一部分碳化硅厂商坚持采用Fabless的经营模式发展。

“公司短期内还将坚持以fabless模式运营。”上述高管也表示,考虑到新能源汽车的发展周期,碳化硅的需求爆发期就在三年以内,若是建厂首先得考虑设备交期,基本在1年半至两年,其次是从产线建好投产到稳定运行也需要花费至少3年时间,还要通过车规级认证等,耗时太久,公司就有可能错过新能源汽车市场的关键窗口期。

集微网了解到,碳化硅供应紧缺的问题并非在代工厂,而是受限于碳化硅衬底材料,由于碳化硅单晶生长周期长,且良率低易产生缺陷,从而影响到下游器件厂商的市场供给。

业内人士指出,当前碳化硅MOS主要采用6英寸衬底材料,主要由科锐和II-IV两大国际巨头供给,国产供应商主要有山东天岳和天科合达,但山东天岳目前的产能集中在半绝缘型,天科合达的产能则集中于4英寸,国产6英寸导电型碳化硅衬底仍处于起步阶段,生产效率、良率、成本方面仍有非常大的改善空间。

综上所述,当前,国产碳化硅二极管已经实现大规模应用,碳化硅MOS也逐步量产,并实现“上车”,如何保证长期供应成为国内碳化硅厂商需要解决的首要问题。Fabless和IDM模式各有利弊,只有碳化硅衬底材料早日实现良率改善,突破产能供应瓶颈,才能真正解决碳化硅器件的供应紧缺问题,这也是全国各地近年来大量涌现出碳化硅衬底材料项目的原因所在。(校对/邓秋贤)

责编: 邓文标

李杭森

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