2024年中國(guó)碳化硅晶圓產(chǎn)能，或超全球總產(chǎn)能的50%

2023 年，中國(guó)化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)歷史性突破。在碳化硅（SiC）晶體生長(zhǎng)領(lǐng)域，中國(guó)尤其獲得國(guó)際 IDM 的認(rèn)可，導(dǎo)致產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)。此前中國(guó)碳化硅材料僅占全球約 5% 的產(chǎn)能，然而業(yè)界樂(lè)觀預(yù)計(jì)，2024 年中國(guó)碳化硅晶圓在全球的占比有望達(dá)到 50%。

天岳先進(jìn)、天科合達(dá)、三安光電等公司均斥資提高碳化硅晶圓/襯底產(chǎn)能，目前這些中國(guó)企業(yè)每月的總產(chǎn)能約為 6 萬(wàn)片。隨著各公司產(chǎn)能釋放，預(yù)計(jì) 2024 年月產(chǎn)能將達(dá)到 12 萬(wàn)片，年產(chǎn)能 150 萬(wàn)。

根據(jù)行業(yè)消息和市調(diào)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，此前天岳先進(jìn)、天科合達(dá)合計(jì)占據(jù)全球 5% 的市場(chǎng)份額，而全球四大碳化硅領(lǐng)先廠商的份額要大得多，其中 Wolfspeed 占比 60%，Coherent 占比 15%，羅姆電子占比 13%，SK Siltron 占比 5%。

業(yè)界稱，此前不少海外研究機(jī)構(gòu)對(duì)中國(guó)企業(yè)的制造能力表示懷疑，然而近期博世、意法半導(dǎo)體、英飛凌等都與中國(guó)企業(yè)簽訂碳化硅合約，足以證明中國(guó)在供應(yīng)鏈中的地位快速提升。

今年 5 月，天岳先進(jìn)、天科合達(dá)兩大廠商均在其官微宣布，與國(guó)際半導(dǎo)體大廠英飛凌簽訂了供貨協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，天科合達(dá)和天岳先進(jìn)將為英飛凌供應(yīng)用于生產(chǎn) SiC 半導(dǎo)體的 6 英寸（150mm）碳化硅晶圓和晶錠，兩家企業(yè)的供應(yīng)量均將占到英飛凌未來(lái)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)需求的兩位數(shù)份額。未來(lái)也將提供 200mm 直徑碳化硅材料，助力英飛凌向 200mm 直徑晶圓的過(guò)渡。

今年 6 月，意法半導(dǎo)體在官網(wǎng)宣布，將同三安光電在中國(guó)重慶建立一個(gè)新的 8 英寸碳化硅器件合資制造廠。新的 SiC 制造廠計(jì)劃于 2025 年第四季度開(kāi)始生產(chǎn)，預(yù)計(jì)將于 2028 年全面落成，屆時(shí)將更好地支持中國(guó)的汽車電氣化、工業(yè)電力和能源等應(yīng)用日益增長(zhǎng)的需求。同時(shí)，三安光電將利用自有 SiC 襯底工藝，單獨(dú)建造和運(yùn)營(yíng)一個(gè)新的 8 英寸 SiC 襯底制造廠，以滿足該合資廠的襯底需求。

分析人士表示，目前全球市場(chǎng)主要使用 150mm 碳化硅晶圓，預(yù)計(jì)到 2024 年隨著制造商的擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)品價(jià)格將明顯下滑，這會(huì)給競(jìng)爭(zhēng)力較弱的制造商帶來(lái)挑戰(zhàn)。

根據(jù) TrendForce 集邦咨詢此前研究，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)看，中國(guó)的 SiC 功率半導(dǎo)體產(chǎn)值以功率元件業(yè) (包含 Fabless、IDM 以及 Foundry) 占比最高，達(dá) 42.4%，接續(xù)為襯底片制造業(yè)及外延片制造業(yè)。

對(duì)于 SiC 襯底及外延材料環(huán)節(jié)，中國(guó)廠商已逐漸贏得海外領(lǐng)先業(yè)者的認(rèn)可，尤其體現(xiàn)在外延片環(huán)節(jié)。須留意的是，在 SiC 晶體厚度與一致性指標(biāo)上，本土廠商仍需付出諸多努力，以期實(shí)現(xiàn)在汽車電驅(qū)系統(tǒng)等更多高端場(chǎng)景中的應(yīng)用。當(dāng)前中國(guó)正在展開(kāi)大規(guī)模的 SiC 材料擴(kuò)產(chǎn)行動(dòng)，TrendForce 集邦咨詢預(yù)估 2023 年中國(guó) N-Type SiC 襯底產(chǎn)能 (折合 6 英寸) 可達(dá) 1020Kpcs，其中以天科合達(dá)份額續(xù)居首位。

隨著新能源汽車、光伏、儲(chǔ)能、充電樁等下游市場(chǎng)的快速爆發(fā)，中國(guó)的 SiC 功率元件市場(chǎng)規(guī)模正在迅速擴(kuò)大。據(jù) TrendForce 集邦咨詢統(tǒng)計(jì)，按 2022 年應(yīng)用結(jié)構(gòu)來(lái)看，光伏儲(chǔ)能為中國(guó) SiC 市場(chǎng)最大應(yīng)用場(chǎng)景，占比約 38.9%，接續(xù)為汽車、工業(yè)以及充電樁等。當(dāng)然，汽車市場(chǎng)作為未來(lái)發(fā)展主軸，即將超越光伏儲(chǔ)能應(yīng)用，其份額至 2026 年有望攀升至 60.1%。

在此情況下，中國(guó)已有約 70 家廠商切入 SiC 功率元件業(yè)務(wù)，整體市場(chǎng)進(jìn)入高度競(jìng)爭(zhēng)階段。尤其針對(duì)低階二極管，不少?gòu)S商深感無(wú)力而陸續(xù)退出，進(jìn)一步聚焦凸顯核心競(jìng)爭(zhēng)力的 MOSFET 業(yè)務(wù)。

再觀察 SiC 晶圓產(chǎn)線情況，據(jù) TrendForce 集邦咨詢不完全統(tǒng)計(jì)，截至 3Q23，中國(guó)已有約 24 家廠商涉足 SiC 晶圓制造。其中 IDM 廠商 15 家，7 家實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；Foundry 廠商 9 家，5 家實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。以各家晶圓產(chǎn)能來(lái)看，三安光電與積塔半導(dǎo)體分別位居 IDM 與 Foundry 廠商首位。

整體來(lái)看，盡管中國(guó) SiC 晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)張的步伐仍在繼續(xù)，但有效的 MOSFET 產(chǎn)能并不理想。TrendForce 集邦咨詢統(tǒng)計(jì) 2022 年由中國(guó)廠商釋放的 SiC MOSFET 晶圓產(chǎn)能尚不足全球 10%，不過(guò)這一情況預(yù)計(jì)自 4Q23 開(kāi)始會(huì)有所好轉(zhuǎn)。

如今，無(wú)論是上游材料、晶圓代工廠、器件、封裝，國(guó)內(nèi)在 SiC 的各個(gè)細(xì)分供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)都已有玩家在積極參與。但目前海外廠商在碳化硅領(lǐng)域仍占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)企業(yè)仍在起步階段，技術(shù)不斷追趕同時(shí)產(chǎn)能尚在爬坡。雖然市場(chǎng)產(chǎn)銷兩旺，但中國(guó)碳化硅功率器件仍處于早期階段，如何降低成本、穩(wěn)定質(zhì)量、提升良率，是國(guó)產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。