6月7日，國際半導體大廠意法半導體和國內化合物半導體知名廠商三安光電宣布，雙方已簽署協(xié)議，將在重慶建立一個新的8吋碳化硅器件合資制造廠。

據(jù)披露，該合資工廠由意法半導體和三安光電全資子公司湖南三安半導體有限責任公司（以下簡稱“湖南三安”）共同設立。注冊資本為6.12億美元，其中湖南三安持股比例為51%，意法半導體持股比例為49%。

意法半導體/三安光電聯(lián)手 228億合建碳化硅廠

根據(jù)規(guī)劃，該合資工廠全部建設總額預計約達32億美元（約合人民幣228.32億元），主要從事碳化硅外延、芯片生產(chǎn)。項目在取得各項手續(xù)批復后開始建設，將采用ST的SiC專利制造工藝技術，專注于為ST生產(chǎn)SiC器件，預計2025年完成階段性建設并逐步投產(chǎn)，2028年達產(chǎn)，規(guī)劃達產(chǎn)后生產(chǎn)8吋碳化硅晶圓10,000片/周。

據(jù)悉，該合資廠的建設將有助于滿足中國汽車電氣化、工業(yè)電力和能源等應用對意法半導體SiC器件日益增長的需求。而新合資廠將助力ST實現(xiàn)到2030年取得50億美元以上SiC營收這一目標。

值得一提的是，三安光電還將利用自有SiC襯底工藝，單獨建造和運營一個新的8吋SiC襯底制造廠，專門為新成立的合資廠提供SiC襯底。

根據(jù)三安光電6月7日的公告，其全資子公司湖南三安半導體有限責任公司（以下簡稱“湖南三安”）決定在重慶設立全資子公司重慶三安半導體有限責任公司（暫定名，以下簡稱“重慶三安公司”），主要從事生產(chǎn)碳化硅襯底。

據(jù)披露，該項目預計投資總額70億元人民幣，將根據(jù)項目建設進度陸續(xù)投入。該項目注冊資本為18億元人民幣，達產(chǎn)后，規(guī)劃生產(chǎn)8吋碳化硅襯底48萬片/年。

全球碳化硅市場高速成長

碳化硅是一種第三代寬禁帶半導體材料，具有禁帶寬度大、臨界磁場高、電子飽和遷移速率較高、熱導率極高等性質，其產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)大致分為襯底、外延片、設計、制造及模塊。其中，襯底環(huán)節(jié)的價值量最高，占碳化硅器件成本超過40%。

意法半導體是一家全球知名的IDM模擬芯片廠商。其在最新財報溝通會上表示，預計2023年碳化硅業(yè)務將帶來約12億美元收入，廣泛分布于主要客戶，較此前預計的10億美元有所增長。

值得一提的是，4月中旬，意法半導體與采埃孚簽署碳化硅器件的多年供應協(xié)議。從2025年起，采埃孚將從意法半導體采購超過1000萬個碳化硅器件。

三安光電是國內布局碳化硅產(chǎn)業(yè)最為完整的企業(yè)，涉及長晶、襯底制作、外延生長、芯片制備及封裝環(huán)節(jié)。其在2022年年報中表示，公司碳化硅各環(huán)節(jié)業(yè)務順利推進，襯底已通過幾家國際大客戶驗證，其中一家實現(xiàn)批量出貨，且2023年、2024年供應已基本鎖定；碳化硅芯片應用于光伏、儲能、新能源汽車等可靠性要求高的領域。

電動汽車市場對其碳化硅業(yè)務成長的推力最大。“從單品看，碳化硅器件比硅基器件要貴1.5-2倍。但從系統(tǒng)角度看，因為用了碳化硅器件，散熱器、電容電感會減少，體積會減小，所以光伏行業(yè)也開始用了；而在新能源汽車行業(yè)，因為碳化硅器件能效高，電池用量就會減少。電池很貴，用得少系統(tǒng)成本就會降下來。因為系統(tǒng)成本優(yōu)勢，所以終端客戶才會導入?！眹鴥纫晃活^部功率半導體廠商高管表示。

碳化硅的成長沃土：新能源汽車

根據(jù)乘聯(lián)會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，2022年全年，國內新能源汽車零售567.4萬輛，同比增長90%；而零售量的高速增長也帶動了新能源汽車滲透率的持續(xù)提升，達27.6%，較2021年提升超12個百分點。

但目前新能源汽車的發(fā)展仍受續(xù)駛里程、充電時間和電池容量的制約，是產(chǎn)業(yè)界亟待解決的重要問題。碳化硅可滿足高溫、高壓、高頻、大功率等條件下的應用需求，進而解決新能源汽車的里程焦慮和充電焦慮，而汽車功率半導體也成為當下碳化硅發(fā)揮作用最大的領域，也是該材料最大的下游應用市場。但車規(guī)級對產(chǎn)品要求較高，且目前國際企業(yè)和國內企業(yè)正處于發(fā)展的不同階段。

國星光電認為，國際龍頭廠商在半導體行業(yè)具有技術積累優(yōu)勢，國產(chǎn)SiC要實現(xiàn)突圍，需要實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)及應用，預測3-5年內國內廠商有望追趕上國際廠商的技術水平，以支撐規(guī)?；?。

據(jù)悉，目前國星光電已面向光伏、儲能、消費類電源、工業(yè)電源、電網(wǎng)、新能源汽車及充電樁等領域推出多款SiC產(chǎn)品，包括有TO-247-2封裝的SiC SBD、TO-247-3/4封裝的SiC MOSFET分立器件；NS62m、NSEAS系列封裝的SiC MOSFET功率模塊。

芯塔電子指出，國內碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈都在積極擴產(chǎn)，但產(chǎn)能還未真正大規(guī)模釋放，產(chǎn)能等方面與海外巨頭還有差距，國內碳化硅產(chǎn)業(yè)要依靠整個國內產(chǎn)業(yè)鏈的合作與深度協(xié)同，才能更好的與海外巨頭競爭。

具體到汽車市場，芯塔電子表示，國內多家碳化硅廠家都計劃在近兩年向市場提供碳化硅MOSFET，行業(yè)整體工藝能力有所提升，國內碳化硅行業(yè)的整體競爭力將不斷提升，與國際大廠的差距在縮小，這是利好。

但芯塔電子也指出，當下碳化硅的發(fā)展也存在較大挑戰(zhàn)。一方面，隨著電動汽車市場的持續(xù)增長，800V高壓平臺車型及高壓快充網(wǎng)絡正在加速布局，這對碳化硅企業(yè)提出了更高的挑戰(zhàn)；另一方面，2023年國際宏觀經(jīng)濟和政治形勢波動帶來的全球經(jīng)濟不確定性風險加劇，而供應鏈安全關系到產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，這是整個產(chǎn)業(yè)面臨的壓力和挑戰(zhàn)。

芯塔電子目前已在光伏、工業(yè)電源等領域積累數(shù)百家優(yōu)質客戶資源，SiC MOSFET已成功導入新能源汽車、光伏、儲能、充電樁、高端電源等領域多家頭部客戶。此外，其車規(guī)級碳化硅模塊產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完成落地，計劃將于2023年底完成通線。

泰科天潤指出，目前國外友商車規(guī)級SiC產(chǎn)品交期嚴峻，且SIC MOSFET良率不高。國際友商優(yōu)先交付大客戶訂單而導致國內下游供應不足，疊加復雜的國際形勢，導致國產(chǎn)化替代的加速，早期對國內廠商持觀望態(tài)度的國外友商以及本土客戶也開始持開放態(tài)度，與國內原廠交流。在此背景下，國內企業(yè)要注重提高性價比、提升核心競爭力、批量生產(chǎn)良率穩(wěn)定的產(chǎn)品。

目前泰科天潤已有多款型號產(chǎn)品在汽車電子行業(yè)應用于OBC、DCDC等車載類電源中，后續(xù)6英寸以及正在動工的8英寸線也會朝汽車市場布局，豐富碳化硅MOSFET系列。據(jù)悉，公司預計在2023年針對650V/1200V/1700V SiC MOS 陸續(xù)推出各個型號的產(chǎn)品。

此外，基本半導體車規(guī)級碳化硅芯片產(chǎn)線于4月24日正式通線；芯粵能碳化硅芯片制造項目預計在今年下半年進入量產(chǎn)環(huán)節(jié)；智新半導體二期產(chǎn)線在5月18日正式開工；比亞迪半導、斯達半導、時代電氣以及士蘭微等企業(yè)的IGBT模塊和芯片已開始上車，國產(chǎn)碳化硅廠商進入汽車應用有了先行樣本。

國際方面，羅姆于2010年量產(chǎn)SiC MOSFET。在車載領域，羅姆于2012年推出支持AEC-Q101認證的車載品，并在車載充電器（OBC）領域擁有很高的市場份額。此外，羅姆碳化硅產(chǎn)品還應用于車載DC/DC轉換器等領域。

2018年，羅姆在德國杜塞爾夫開設了“Power Lab”，幫助眾多汽車和工業(yè)設備領域廠商提高其設計效率；2020年6月，羅姆發(fā)布了業(yè)界先進的第4代低導通阻抗碳化硅MOSFET，在不犧牲短路耐受時間的前提下，成功實現(xiàn)業(yè)界超高水平的低導通電阻。

羅姆還與多個公司聯(lián)合發(fā)展車規(guī)級SiC技術，比如與北汽新能源、聯(lián)合汽車電子、臻驅科技分別建立碳化硅聯(lián)合實驗室；與緯湃科技就電動汽車電力電子技術簽署開發(fā)合作協(xié)議，并成為其碳化硅技術的首選供應商；與吉利簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，締結以碳化硅為核心的戰(zhàn)略合作伙伴關系；與正海集團成立碳化硅功率模塊合資公司海姆?？疲槐籙AES(聯(lián)合電子)公司認證為碳化硅功率器件解決方案的首選供應商，產(chǎn)品用于逆變器。

此外，Wolfspeed已與奔馳、捷豹路虎、通用汽車等達成了戰(zhàn)略合作協(xié)議；安森美正考慮投資20億美元提高碳化硅芯片的產(chǎn)量，目標是到2027年占據(jù)碳化硅汽車芯片市場40%的份額；英飛凌與Stellantis簽署了一份非約束性諒解備忘錄，為其提供為期多年的碳化硅半導體供應服務；意法半導體已與二十家車企達成合作，其中中國市場的下游客戶包括比亞迪、吉利、長城、現(xiàn)代、小鵬等整車廠，以及華為、匯川技術、欣銳科技等供應商……