IGBT供應(yīng)商，急了！

7來(lái)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(dòng)汽車初創(chuàng)公司都已經(jīng)將SiC用于電動(dòng)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(shì)大于其壁壘。汽車儼然已成為SiC的殺手級(jí)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(duì)安全的****注。
再者，國(guó)際發(fā)展較快的SiC大廠已經(jīng)嘗到了連年增長(zhǎng)率的“甜頭”，2021年SiC供應(yīng)商的營(yíng)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(lái)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(chǎng)快速發(fā)展的首要驅(qū)動(dòng)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(chǎng)。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(chǎng)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(dòng)，SiC市場(chǎng)正在高速增長(zhǎng)。
而除了汽車之外，Yole預(yù)期，工業(yè)和能源應(yīng)用的增長(zhǎng)率也將超過(guò)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(lái)看，預(yù)計(jì)到2027 年，SiC 器件市場(chǎng)將從2021年的10億美元業(yè)務(wù)增長(zhǎng)到60億美元以上，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)34%。

在SiC需求的高增長(zhǎng)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(zhǎng)55%，營(yíng)收排在第一位。ST是目前唯一一家大規(guī)模生產(chǎn)汽車級(jí)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(yíng)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(zhǎng)。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(chǎng)，其實(shí)英飛凌還沒(méi)從西門子脫離出來(lái)之前就已經(jīng)開始了對(duì)SiC的研究。近日，英飛凌宣布，將投資超20億歐元在馬來(lái)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(zhǎng)53%。Wolfspee正在擴(kuò)建其位于北卡羅來(lái)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(jí)碳化硅制造工廠。
而另一家收入增長(zhǎng)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(zhǎng)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(gòu)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(zhǎng)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(huì)中安森美表示，2022年，我們預(yù)計(jì)SiC收入將同比增長(zhǎng)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(dòng)汽車平臺(tái)提供動(dòng)力，該平臺(tái)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(guò)羅姆也提出要搶占全球30% SiC市場(chǎng)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?qǐng)A、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(zhǎng)8%。在去年11月的功率器件說(shuō)明會(huì)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(wú)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(duì)SiC基板和外延晶圓制造的投資，未來(lái)5年內(nèi)公司的SiC襯底產(chǎn)量至少增加6倍；韓國(guó)的SK Siltron已經(jīng)三次提出對(duì)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(dòng)作來(lái)看，SiC已成功率半導(dǎo)體廠商的必爭(zhēng)之地，市場(chǎng)份額之爭(zhēng)激烈無(wú)比，時(shí)間就在這幾年，誰(shuí)提前卡位，誰(shuí)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(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)、高熱導(dǎo)率三個(gè)最顯著特征，已經(jīng)肉眼看得見(jiàn)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(guò)3500位電力電子領(lǐng)域的專家，未來(lái)投資和技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向針對(duì)工業(yè)應(yīng)用和汽車應(yīng)用等市場(chǎng)的SiC解決方案。
Semikron在1700V及以下電壓等級(jí)的消費(fèi)IGBT領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)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(dòng)器和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的核心器件，可用于電動(dòng)車、電源、可再生能源等領(lǐng)域。
今年2月，Semikron獲得德國(guó)車企超過(guò)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(tái)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(guó)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(guó)建立了SiC功率模塊封裝工廠。2018年，Danfoss還在德國(guó)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(guò)渡的這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下，雙方取長(zhǎng)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(lái)5年內(nèi)將業(yè)務(wù)擴(kuò)大一倍以上。
老牌IGBT供應(yīng)商?hào)|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(gòu)買SiC外延片。他們認(rèn)為，在汽車電氣化的背景下，對(duì)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(gòu)問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)方面，斯達(dá)半導(dǎo)作為國(guó)內(nèi)IGBT行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，對(duì)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(wàn)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(guò)收購(gòu)丹尼克斯股權(quán)完成技術(shù)原始積累，2014 年即建成中國(guó)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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