上周，功率半导体大厂英飞凌宣布，计划在未来五年内投资高达50亿欧元，用于在马来西亚居林建造全球最大的8英寸SiC功率晶圆厂，居林厂计划投资总额从20亿欧元增至70亿欧元。

有意思的是，今年2月Wolfspeed计划在德国萨尔州建设号称全球最大的8英寸SiC工厂。英飞凌大手笔布局马来西亚8英寸SiC工厂，或将与Wolfspeed进行竞争，碳化硅产能大战一触即发。

实际上，得益于新能源汽车等行业快速发展，碳化硅功率器件迎来发展空间，国内外企业已经纷纷瞄准碳化硅扩产。

据化合物半导体市场统计，除了Wolfspeed之外，今年上半年还有包括意法半导体、三菱电机、罗姆、Soitec、安森美等众多企业纷纷扩产，其中，意法半导体在1月宣布斥资40亿美元用于扩产12英寸晶圆和增加SiC制造能力，又在6月与三安光电合资成立8英寸SiC器件制造合资企业，建设总额预计约达32亿美元。

中国本土厂商方面，碳化硅相关扩产项目也达到7起。其中，中车时代电气投资111.19亿元计划建设中低压功率器件产业化项目，包括在宜兴子项目（58.26亿元）、株洲子项目（52.93亿元）。

长飞先进也拟建设第三代半导体功率器件生产项目，建设内容包括外延、晶圆制造、封测等产线，建设完成后将形成6英寸SiC晶圆及外延36万片/年，功率器件模块6100万个/年。

比亚迪则计划斥资2亿元，在深圳市坪山区比亚迪汽车生产基地建设SiC外延中试线量产项目，扩建后将新增SiC外延片产能6000片/年，总产能达18000片/年。


车用碳化硅需求紧缺

在有新能源汽车行业“风向标”之称的特斯拉宣布未来将大幅削减用量之后，碳化硅并没有就此跌落“神坛”。相反，随着全球特别是中国新能源汽车市场渗透率的快速提升，强劲的上车需求叠加巨大的产能缺口，这条“赛道”愈发呈现出欣欣向荣之势。

罗兰贝格全球合伙人时帅指出，碳化硅元器件核心的优势突出。第一，能量损耗低，导通电阻可至少降低至原来的1/100，开关频率更快，电控系统效率可提高至99.5％；耐高压／耐高温，更易被击穿，可支持800V甚至1200V整车平台，带来更强的电气化功能支持以及更优的能耗；轻量化，尺寸可大幅减小至原来的1/10，因此功率模块体积更小、更紧凑。

更进一步来说，碳化硅的应用能够非常直接地提升新能源汽车的续驶里程。假设纯电动汽车逆变器的功率模块全部采用碳化硅元器件，整车续驶里程可增加5％～10％。此外，碳化硅的应用也是搭建高压平台（800V及以上）的前提条件，从而实现对超级快充功能的支持（4C及以上）；同时，还能带来更强大的智能化／电气化功能。

正因如此，汽车产业链上游的芯片企业和一级零部件供应商正在疯狂押注碳化硅，纷纷签署长期供货协议。日前，意法半导体和三安光电拟出资32亿美元（约合人民币228亿元）在重庆合资建造一座8英寸碳化硅外延、芯片代工厂。项目计划于2025年完成阶段性建设并逐步投产，2028年达产，规划达产后生产8英寸碳化硅晶圆1万片／周。同时，三安光电将利用自有碳化硅衬底工艺，单独建造和运营一个新的8英寸碳化硅衬底制造厂，以满足该合资厂的衬底需求。

今年5月初，英飞凌分别与国内碳化硅材料供应商天科合达、天岳先进签订长期协议，以获取高质量且具有竞争力的6英寸碳化硅晶圆和晶锭，预计两家公司的供应量都将占到英飞凌长期需求量的两位数份额。

这不应该解读为零星一两家企业采取行动的独立事件。今年2月，采埃孚与意法半导体达成碳化硅技术合作关系，将就此获得世界一流碳化硅技术供应商的长期协助；当月，采埃孚还与Wolfspeed建立战略合作伙伴关系，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；4月，采埃孚宣布，自2025年起将从意法半导体采购碳化硅器件，集成到当年投入批量生产的新型模块化逆变器架构中。

今年5月底，纬湃科技与安森美宣布了一项长达10年的碳化硅产品供应协议，价值19亿美元；6月，其又与罗姆签署碳化硅功率元器件长期供货合作协议，双方在2024～2030年的交易额将超过1300亿日元。

在中科院战略咨询院产业科技创新中心汽车行业特聘研究员鹿文亮看来，碳化硅的生产工艺较难、产能较低、成本较高，供应很不稳定，这很有可能成为限制汽车行业大规模应用的关键因素。


国产化加速推进

碳化硅应用前景广阔，国内企业也看准了这个赛道。“但是碳化硅晶体生长极其困难，20世纪90年代只有少数发达国家掌握晶体生长和加工技术，我国碳化硅技术起步相对较晚，目前国内企业正在碳化硅领域奋起直追。”陈小龙说。

集邦咨询化合物半导体分析师龚瑞骄介绍说，以6英寸碳化硅衬底为例，国内良品率大概有40%，海外有60%～70%。另外，碳化硅半导体场效应晶体管分为平面类和沟槽类，在同等条件下，沟槽类更具备成本和性能优势，但国内企业需要跨过巨大的专利鸿沟。

业内人士指出，当前碳化硅的下游需求依旧旺盛，特别是车用级碳化硅衬底产能仍偏紧，国内业界对于碳化硅国产替代的呼声非常高。国家也意识到了这个问题，在《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中提出，将加速推动以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体新材料新技术产业化进程，催生一批高速成长的新材料企业。更值得注意的是，目前已有要对中国禁售碳化硅等产业高精尖设备的迹象，所以碳化硅国产化之路势在必行。

现在业内已经纷纷行动起来，布局碳化硅产业，加入碳化硅的国产化队伍。据不完全统计，2022年国内新立项、签约的碳化硅项目投资额超过476亿元，而2018年这个数字还只有50亿元。

业内人士指出，随着未来两三年产能密集释放，国内碳化硅市场供需将会趋于平衡，成本将加速下降。届时，国内碳化硅中低端产品的市场竞争或将更加激烈，业内需要在技术突破上重点发力，实现弯道超车和自主可控，缩小与国际巨头的差距，争取在碳化硅高端市场分得一杯羹。