碳化硅“涌动”:海外巨头扩产忙,国内40+项目蓄势待发

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集微网报道,近几年,碳化硅产业在新能源汽车、光伏等应用带动下迎来高速发展阶段,根据Yole报告预测,未来碳化硅在功率半导体的市占率将稳步增加,至2028年将达到约25%的市场占有率,属于具有明确发展前景的新兴领域。今年以来,碳化硅赛道依旧火热,安森美、Wolfspeed、罗姆、博世等海外碳化硅巨头相继宣布了投资、扩产计划,与此同时,国内产业链也在加速建设中,超40个碳化硅相关项目取得了新进展。

海外巨头扩产忙

从碳化硅的产业链来看,主要包括衬底、外延、器件设计、器件制造、封测等。在行业市场格局上,目前碳化硅衬底市场由美日欧主导,美国全球独大。头部厂商包括美国的Wolfspeed、II-VI、安森美,欧洲市场ST意法和英飞凌,日本的罗姆、三菱、富士电机等。国际上碳化硅外延企业主要有昭和电工、II-VI、Norstel、Wolfspeed、Rohm、三菱电机、英飞凌等。

今年以来,多家碳化硅海外巨头宣布了扩产计划:

安森美:正在韩国京畿道富川市建设全球最大的碳化硅(SiC)生产设施,目标2024年完成设备安装,使富川市成为全球SiC生产中心。到2025年,富川工厂的SiC半导体年产能预计将达到100万片,将占据安森美总产量的35%至40%。

Wolfspeed:2月份该公司与采埃孚集团宣布建立战略合作伙伴关系。双方计划建立联合创新实验室,推动碳化硅系统和设备技术在出行、工业和能源应用领域的进步。该战略合作伙伴关系还包括采埃孚一项重大投资,支持在德国恩斯多夫建设世界上最大和最先进的200毫米碳化硅晶圆工厂。6月份有消息称Wolfspeed获得20亿美元融资,资金将用于扩建公司在美国已有的两个碳化硅晶圆生产设施,并为捷豹、路虎等汽车厂商供应碳化硅芯片。

X-FAB5月份宣布计划扩大其在美国得克萨斯州拉伯克市(Lubbock)的代工厂业务。第一阶段的投资额为2亿美元,以提高该厂区的碳化硅半导体产量,根据市场需求,后续会有更多的投资项目上马。

罗姆:将在位于日本宫崎县的第二家工厂生产8英寸(200mm)碳化硅晶圆,预计将于2024年开始运营。宫崎第二工厂原本是出光兴产子公司Solar Frontier的原国富工厂。罗姆即将通过一项交易收购这家工厂。一旦转换为罗姆在宫崎的第二工厂,这将成为罗姆最大的碳化硅功率半导体工厂,生产8英寸晶圆。

住友电工:计划投资约300亿日元(约合2.14亿美元),用于支付在富山县建设新工厂的费用,该工厂将在2027年开始大规模生产碳化硅晶圆。

SK powertech5月份宣布其位于韩国釜山的新工厂已完成试运行,投入量产。这意味着SK powertech的碳化硅(SiC)半导体产能将扩大近3倍。

Resonac前身为昭和电工,拥有碳化硅(SiC)外延片全球市场份额的25%。该厂商计划到2026年SiC外延片月产能提升至5万片(直径150毫米),相当于目前产能的五倍左右。

博世:今年9月完成对美国加州罗斯维尔一家晶圆厂的收购,博世计划2026年开始在该工厂实现8英寸工艺平台碳化硅器件量产,项目总投资预计达到15亿美元。

瑞萨电子:将于2025年开始生产使用碳化硅(SiC)来降低损耗的下一代功率半导体产品。计划在目前生产硅基功率半导体的群马县高崎工厂进行量产,但具体投资金额和生产规模尚未确定。

东芝电子:2月份透露2025年将开始量产碳化硅材料的功率半导体。

国内40+项目蓄势待发

多家国内厂商也已布局碳化硅这一热门领域,据集微网不完全统计,今年以来,国内已经超40个SiC相关项目取得了新进展,包括签约落地、新建产线、产能爬坡等,可见国内SiC产业链建设正在加速。

除了上述项目进展外,近期国内碳化硅设备、衬底、外延片、器件等厂商也陆续公布了产品进展。

晶升股份(设备):半导体级单晶硅炉和碳化硅单晶炉都已成功交付并验收,设备在客户现场表现良好。

大族激光(设备):第三代半导体技术方面,该公司研发的碳化硅激光切片设备正在持续推进与行业龙头客户的合作,为规模化生产做准备,并推出了碳化硅激光退火设备新产品。

天岳先进(衬底)目前,行业内产业化和批量供应上,导电型碳化硅衬底仍以6英寸为主,国内外尚未实现8英寸衬底的大规模供应。公司在8英寸碳化硅衬底上已经具备量产能力,也将根据下游客户需求情况合理规划产品产销安排。

晶盛机电(衬底):公司自2017年开始碳化硅晶体生长设备和工艺的研发,相继成功开发6英寸、8英寸碳化硅晶体和衬底片,是国内为数不多能供应8英寸衬底片的企业。此前公司已建设了6-8英寸碳化硅晶体生长、切片、抛光中试线,6英寸衬底片已通过多家下游企业验证,并实现批量销售,8英寸衬底片处于下游企业验证阶段。

三安光电(衬底、器件):旗下湖南三安在碳化硅产品上取得阶段性进展,实现8英寸衬底准量产,部分产品已进入主流新能源汽车企业供应链。碳化硅MOSFET方面,该公司推出650V-1700V宽电压范围的SiC MOSFET产品,具有高性能、高一致性和高可靠性等优点。其中,1700V/1000mΩMOSFET主要使用在光伏逆变器的辅助电源,1200V/75mΩMOSFET主要应用于新能源汽车的OBC,两款产品均已处于客户端导入阶段,将逐步批量供货;1200V /16mΩ车规级芯片已在战略客户处进行模块验证。

东尼电子(衬底):8英寸碳化硅衬底处于研发验证阶段,已有小批量订单,将持续推进验证量产进程。

中电化合物(外延片):10月31日,该公司完成客户首批次8英寸SiC外延片产品的交付。8英寸相比6英寸面积增加78%,可较大幅度降低碳化硅器件成本,为进一步推进碳化硅材料的降本增效提供有力支持。技术指标上,8英寸SiC外延片厚度均匀性可实现≤3%、掺杂浓度均匀性≤5%、表面致命缺陷≤0.5/cm²。

扬杰科技(器件):碳化硅系列二极管、MOSFET等系列产品均已经得到多领域国内TOP客户认可,并实现批量出货。碳化硅晶圆项目厂房建设已经封顶,设备已经在陆续进场中,相关产品研发也在持续推进,预计2024年可通线量产。

写在最后:

今年3月份,特斯拉在投资者大会上透露将减少75%的碳化硅用量,一度引发业界对于碳化硅市场前景的担忧,但新能源汽车、光伏等领域的蓬勃发展依旧为碳化硅产业注入了强大的动力,无论是海外巨头还是国内厂商均在加大布局。近年来,国产碳化硅也取得了较快发展,产业链和生态不断完善,未来将和海外巨头一较高下。

(校对/刘昕炜)

责编: 李梅
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