IGBT供應(yīng)商，急了！

7來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

SiC的擴(kuò)張比我們想象的還要快。盡管SiC在良率、缺陷和制造工藝以及成本方面還存在一定的難度，但現(xiàn)在幾乎所有汽車OEM和電動汽車初創(chuàng)公司都已經(jīng)將SiC用于電動汽車牽引逆變器和車載充電器中，或者正處于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，這也足以體現(xiàn)了SiC的優(yōu)勢大于其壁壘。汽車儼然已成為SiC的殺手級應(yīng)用，大多數(shù)芯片制造商認(rèn)為押注SiC已是一個(gè)相對安全的****注。
再者，國際發(fā)展較快的SiC大廠已經(jīng)嘗到了連年增長率的“甜頭”，2021年SiC供應(yīng)商的營收也是令人分外眼紅。在這樣的背景下，IGBT供應(yīng)商急了，越來越多的IGBT供應(yīng)商開始向SiC布局。

2021年SiC供應(yīng)商賺****了

自特斯拉采用SiC之后，2020-2021年又有多款新發(fā)布的汽車采用SiC，汽車領(lǐng)域成為SiC 功率器件市場快速發(fā)展的首要驅(qū)動力。比亞迪漢-EV和現(xiàn)代Ioniq-5因?yàn)樘峁┛焖俪潆姽δ?，銷量不錯(cuò)。而理想和小鵬也計(jì)劃在2022年將SiC EV推向市場。據(jù)Yole的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，得益于特斯拉創(chuàng)紀(jì)錄的出貨量，2021年SiC器件的市場規(guī)模達(dá)到10億美元規(guī)模。受汽車應(yīng)用的強(qiáng)勁推動，SiC市場正在高速增長。
而除了汽車之外，Yole預(yù)期，工業(yè)和能源應(yīng)用的增長率也將超過20%，主要是一些采用SiC默克的大功率充電基礎(chǔ)設(shè)施的部署以及光伏安裝。綜合各領(lǐng)域的需求來看，預(yù)計(jì)到2027 年，SiC 器件市場將從2021年的10億美元業(yè)務(wù)增長到60億美元以上，年復(fù)合增長率高達(dá)34%。

在SiC需求的高增長背后，SiC供應(yīng)商們也因此獲利頗豐，在2021年取得了可觀的收入。

2021年ST在SiC器件業(yè)務(wù)上收入4.5億美元，同比增長55%，營收排在第一位。ST是目前唯一一家大規(guī)模生產(chǎn)汽車級SiC的半導(dǎo)體公司，ST在SiC上的進(jìn)展也是業(yè)內(nèi)較快的，去年其瑞典 Norrk?ping 工廠已制造出首批8英寸SiC (SiC) 晶圓。ST計(jì)劃到2024年將SiC晶圓產(chǎn)能提高到2017年的10倍，SiC營收將達(dá)到10億美元。
英飛凌的SiC業(yè)務(wù)主要是以工業(yè)應(yīng)用為切入點(diǎn)，憑借SiC主逆變器業(yè)務(wù)，去年收入2.48億美元，實(shí)現(xiàn)了126%的增長。2001年，全球首款碳化硅（SiC）產(chǎn)品由英飛凌引入了功率器件市場，其實(shí)英飛凌還沒從西門子脫離出來之前就已經(jīng)開始了對SiC的研究。近日，英飛凌宣布，將投資超20億歐元在馬來西亞居林工廠建造第三個(gè)廠區(qū)，以大幅增加產(chǎn)能，新廠區(qū)主要涉及外延工藝和晶圓切割等關(guān)鍵工藝，將于6月開始施工，預(yù)計(jì)第一批晶圓將于2024年下半年下線。
Wolfspeed是全球最大的SiC襯底和外延片供應(yīng)商，約占全球一半產(chǎn)能，2021年在SiC的收入同比增長53%。Wolfspee正在擴(kuò)建其位于北卡羅來納州的材料工廠和位于紐約州北部的新莫霍克谷工廠，新工廠將是世界上最大的200毫米和汽車級碳化硅制造工廠。
而另一家收入增長率較高的是安森美，2021年安森美雖然收入0.78億美元，但同比增長43%。也是看到了在SiC業(yè)務(wù)上的盈利，安森美去年斥資26.88億元收購了SiC晶圓生產(chǎn)商GTAT，以推進(jìn)150毫米和200毫米SiC晶體生長技術(shù)，同時(shí)還表示今年要將SiC產(chǎn)能擴(kuò)充4倍。在最近財(cái)報(bào)會中安森美表示，2022年，我們預(yù)計(jì)SiC收入將同比增長一倍以上。目前安森美的SiC模塊正在為梅賽德斯EQXX研究電動汽車平臺提供動力，該平臺一次充電可行駛620英里。
羅姆2021年收入1.08億美元，與2020年的收入接近。不過羅姆也提出要搶占全球30% SiC市場份額的目標(biāo)。2021年年初，羅姆計(jì)劃在今后5年內(nèi)投資600億日圓、將使用于EV的SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)能擴(kuò)增至現(xiàn)行的5倍。羅姆位于福岡縣筑后市的工廠內(nèi)的SiC新廠房也將在今年啟用，吉利汽車的EV已決定采用羅姆的SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)品。
三菱電機(jī)2021年收入0.28億美元，同比增長8%。在去年11月的功率器件說明會上，三菱電機(jī)表示，除了將獨(dú)特的制造工藝應(yīng)用于溝槽 MOSFET以進(jìn)一步提高性能和生產(chǎn)力之外，還考慮制造8英寸SiC晶圓。
不止這些廠商，處于SiC產(chǎn)業(yè)鏈上的廠商無不都在大幅擴(kuò)產(chǎn)。II-VI Incorporated在今年3月份宣布，將在賓夕法尼亞州和瑞典進(jìn)行大規(guī)模工廠擴(kuò)建，加速對SiC基板和外延晶圓制造的投資，未來5年內(nèi)公司的SiC襯底產(chǎn)量至少增加6倍；韓國的SK Siltron已經(jīng)三次提出對SiC業(yè)務(wù)進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)。
從這些大廠的擴(kuò)產(chǎn)和加大投資的動作來看，SiC已成功率半導(dǎo)體廠商的必爭之地，市場份額之爭激烈無比，時(shí)間就在這幾年，誰提前卡位，誰就能吃下更多SiC這個(gè)快速變大的蛋糕。

IGBT廠商向SiC邁進(jìn)

雖然如今傳統(tǒng)的Si功率器件IGBT和MOSFET，仍舊是市場應(yīng)用最大的部分。但是SiC相比Si具有大禁帶寬度、高臨界擊穿場強(qiáng)、高熱導(dǎo)率三個(gè)最顯著特征，已經(jīng)肉眼看得見的發(fā)展?jié)摿σ彩沟弥T多IGBT供應(yīng)商開始真刀實(shí)槍的向SiC邁進(jìn)。這其中包括Semikron、東芝、斯達(dá)半導(dǎo)和中車時(shí)代等。
3月29日，成立于1951年，全球前十大IGBT模塊供應(yīng)商之一的Semikron，宣布與Danfoss Silicon Power合并，成立Semikron-Danfoss公司，專注于功率半導(dǎo)體模塊領(lǐng)域。合并之后的Semikron-Danfoss將擁有超過3500位電力電子領(lǐng)域的專家，未來投資和技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向針對工業(yè)應(yīng)用和汽車應(yīng)用等市場的SiC解決方案。
Semikron在1700V及以下電壓等級的消費(fèi)IGBT領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。公司的產(chǎn)品主要包括2KW-10MW的中等功率輸出范圍，這是現(xiàn)代節(jié)能型電機(jī)驅(qū)動器和工業(yè)自動化系統(tǒng)中的核心器件，可用于電動車、電源、可再生能源等領(lǐng)域。
今年2月，Semikron獲得德國車企超過10億歐元的SiC逆變器訂單，訂單產(chǎn)品是Semikron的功率模塊平臺eMPack，該產(chǎn)品將于2025年開始批量生產(chǎn)。
而另一邊Danfoss Silicon Power在SiC電源模塊方面的功底也已較深厚。早在2017年，Danfoss就與通用電氣合作了美國首個(gè)SiC模塊項(xiàng)目（基于GE的SiC芯片制造SiC功率模塊），雙方隨后于2018年在美國建立了SiC功率模塊封裝工廠。2018年，Danfoss還在德國慕尼黑建立了一個(gè)SiC技術(shù)中心。
2019年底，Danfoss便獲得知名Tier1廠商采埃孚量產(chǎn)項(xiàng)目汽車牽引電源模塊供應(yīng)合同，當(dāng)時(shí)兩家企業(yè)已經(jīng)開始共同開發(fā)800V SiC功率模塊，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
兩家一個(gè)在IGBT功率半導(dǎo)體領(lǐng)域有深厚積累，另一個(gè)在電源模塊領(lǐng)域有深厚積累，在Si向SiC技術(shù)過渡的這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下，雙方取長補(bǔ)短，成立新公司Semikron-Danfoss，或許將改變?nèi)騍iC產(chǎn)業(yè)格局。Danfoss有信心在未來5年內(nèi)將業(yè)務(wù)擴(kuò)大一倍以上。
老牌IGBT供應(yīng)商東芝這幾年也加速在SiC領(lǐng)域的擴(kuò)展。目前東芝已推出了SiC MOSFET、SiC二極管和SiC MOSFET模塊等產(chǎn)品。雖然東芝當(dāng)前只有面向軌道交通的SiC產(chǎn)品，但也已計(jì)劃SiC在新能源汽車上的應(yīng)用。
今年2月25日，據(jù)日經(jīng)亞洲的報(bào)道，東芝計(jì)劃到2024年將碳化硅功率半導(dǎo)體的產(chǎn)量增加3倍以上，到2026年增加10倍。而據(jù)日媒3月16日最新消息，東芝又宣布要增加SiC外延片生產(chǎn)環(huán)節(jié)，布局完成后將形成：外延設(shè)備+外延片+器件的垂直整合模式。此前東芝是從昭和電工等材料公司購買SiC外延片。他們認(rèn)為，在汽車電氣化的背景下，對SiC功率半導(dǎo)體的需求正在迅速增加，這種轉(zhuǎn)向?qū)⒂兄谔岣逽iC器件質(zhì)量，以及也有助于穩(wěn)定原材料采購問題。
國內(nèi)方面，斯達(dá)半導(dǎo)作為國內(nèi)IGBT行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，對于SiC也早已熱衷，從2020年就開始布局謀劃SiC產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。根據(jù)其2021年11月的最新公告，投入5億元用于SiC芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，預(yù)計(jì)將形成年產(chǎn)6萬片6英寸SiC芯片生產(chǎn)能力。
圖源：斯達(dá)半導(dǎo)公告
中車時(shí)代電氣從大功率半導(dǎo)體起家，通過收購丹尼克斯股權(quán)完成技術(shù)原始積累，2014 年即建成中國首條8英寸 IGBT 產(chǎn)線，已成為軌交裝備IGBT龍頭。目前也已切入SiC領(lǐng)域，2021年12月，中車時(shí)代發(fā)布了首款基于自主碳化硅芯片的大功率電驅(qū)產(chǎn)品- C- Power 220s，系統(tǒng)效率最高可達(dá)94%。

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