10月13-14日，由张江高科、芯谋研究联合主办的第九届张江高科·芯谋研究集成电路产业领袖峰会在上海浦东张江召开。在“化合物半导体分论坛”中，瞻芯电子COO陈俭做了主题演讲。

今年全球碳化硅的市场表现每季度都超越我们的预计，一季度最初计划是6亿美元，最后达到了8亿美元，二季度时候预计7亿美元，最后是8亿美元。我估计后面两个季度还会进一步上升。

SiC inside 意味着销量和高端。在电动车的400V平台IGBT用得比较多，800V平台应用之后效率进一步提升，特别是汽车进入轻载之后，IGBT效率比碳化硅效率差很多，这为SiC带来一系列的市场机遇。虽然有厂商曾经宣称因为价格贵而放弃碳化硅转用IGBT，但最后还是重回碳化硅。在800V平台碳化硅相对于IGBT的优势更大，绝对是不二之选。

比亚迪、蔚小理、华为、广汽等企业的国产化加速产生了大量需求。在新能源汽车、清洁能源、储能等领域中国已经占据了世界第一的龙头，而且还技术输出海外，比如小鹏和大众，宁德时代和福特都有合作。所以抓住中国市场，就是抓住碳化硅的未来。

今年基本所有电动车都采用碳化硅器件，好像只有低端车没有采用碳化硅，SiC成为新能源车致胜之宝。在电动车之外，越来越多的应用接受SiC，储能是下一个爆发点，这个市场已经有点冒头；清洁能源今年受政策和市场影响，今年的市场有点下行；高铁也是如此；数据中心这几年增长非常快，我们的SiC MOSFET在数据中心应用很多。但是以上这些市场份额加起来起都比电动汽车少，大概只有电动汽车市场的一半左右。

所以电动汽车是一个不能忽略的市场，对于碳化硅企业来说，车规市场的需求最重要。2022年全球电动车销量超过1020万辆，年同比增长65%，低于预期；随经济复苏和IC缺货减轻，2023年预期不下调。


市场将逐渐向8英寸过渡

根据集邦咨询近日发布的报告，业内人士称 2023 年为“8 英寸 SiC 元年”，Wolfspeed、意法半导体等全球功率半导体巨头都加快了 8 英寸 SiC 的研发步伐，而我国在 SiC 生产装备、衬底和外延等方面都取得了重大突破。

作为第三代半导体材料，SiC 具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、优异的导热性能等优点。其在高温、高压和高频应用中的出色性能使其成为半导体材料领域的基石。

在下游需求增长的推动下，SiC 产业正处于高速扩张阶段。TrendForce 分析预测，2023 年 SiC 功率器件市场规模将达到 22.8 亿美元（IT之家备注：当前约 166.9 亿元人民币），年增长率高达 41.4%。到 2026 年，这一市场预计将进一步扩大，达到 53.3 亿美元（当前约 390.16 亿元人民币）。

电动汽车、5G 通信、光伏和内存存储等领域不断增长的需求目前正在推动碳化硅（SiC）行业的快速增长。中国的主要参与者正在加大研发力度，以克服技术挑战并获得可观的市场份额。

根据 TrendForce 的分析，目前 SiC 产业以 6 英寸基板为主，占据了高达 80% 的市场份额，而 8 英寸基板仅占 1%。向更大的 8 英寸晶圆过渡是进一步降低 SiC 器件成本的关键策略。随着 8 英寸晶圆的成熟，其定价预计将是 6 英寸晶圆的 1.5 倍左右，而管芯产量是 6 英寸 SiC 晶圆的约 1.8 倍，大大提高晶圆利用率。

从行业角度来看，SiC 器件的成本结构包括衬底、外延、流片和封装工艺，其中衬底占总生产成本的 45% 左右。

为了降低每个器件的成本，该策略围绕着扩大 SiC 衬底和增加每个衬底的芯片数量。值得注意的是，8 英寸 SiC 衬底比 6 英寸同类衬底具有明显的成本优势。


碳化硅投资竞赛此起彼伏

世界各地的芯片制造商都高度关注碳化硅衬底尺寸的转变。随着Wolfspeed成为第一家激活200mm产能的公司，其他供应商也在积极效仿，并积极寻求与全球供应链上下的关键参与者合作，以在市场上占据有利地位。

随着大量投资公告的发布，晶圆级全球产能将很快增长。目前，世界上80%的碳化硅衬底是在美国本土生产的，这使美国在这一关键技术领域处于领先地位，同时希望尽可能长时间地保留这一技术。Stephen Rothrock表示：“根据我们迄今为止的计算，我们估计目前全球碳化硅晶圆厂的投资总额接近140亿美元，这只是一个开始。凭借其在北卡罗来纳州的新John Palmour材料工厂，Wolfspeed将把其目前的碳化硅产能增加10倍，数字令人震惊。”

作为2021年宣布未来十年对碳化硅投资10亿美元的一部分，Coherent加快了在瑞典和美国扩大碳化硅衬底和外延制造的计划，预计到2027年，其宾夕法尼亚州伊斯顿工厂的晶圆年产量将达到100万个150mm等效衬底，其中包括200mm的批量生产。

在欧洲，Wolfspeed与ZF合作，在德国恩斯多夫建造了一座先进的200mm碳化硅晶圆厂，投资30亿美元支持德国汽车行业的大规模转型。ZF本身与意法半导体已签署了碳化硅器件的多年供应协议，而意法半导体已从欧盟委员会获得292.5亿欧元，用于在西西里岛卡塔尼亚建造一座晶圆厂。

在亚洲，英飞凌宣布计划在马来西亚库林建造世界上最大的200mm碳化硅功率晶圆厂，到本世纪末可能带来70亿欧元的收入。此外，瑞萨与Wolfspeed合作执行了一项晶圆供应协议，并由瑞萨提供20亿美元定金，以确保Wolfspeed对碳化硅裸片和外延片的10年供应承诺。

Yole Intelligence表示，意法半导体在过去几年中一直在引领碳化硅器件的收入。意法半导体2022年的收入约为7亿美元，目前预计2023年的收入为12亿美元。紧随其后的是全球领先的功率电子产品供应商英飞凌，其在过去两年中实现了显著的收入增长。


供应链焦点转变

Yole Intelligence的最新研究突显了碳化硅供应链瓶颈的焦点变化。大规模产能扩张不仅仅意味着供应过剩。Poshun Chiu认为：“2022年，碳化硅晶圆的大规模扩张趋势远大于需求。今天的最新数据讲述了一个不同的故事——对使用碳化硅器件的兴趣不断增长，引发了晶圆和器件的产能扩张。”

2021年和2022年碳化硅晶圆供应短缺，导致许多非汽车应用对碳化硅晶圆的获取有限，因为电动汽车一直是碳化硅市场的主要驱动力。碳化硅晶圆产能的扩张将于2023年爆发，从而推动碳化硅器件市场的增长。用于MOSFET和汽车应用的碳化硅晶圆将较少受到成本优化的影响。不过，质量较低的玩家将需要以降价来获得剩余的使用率。“我们可以预期碳化硅二极管级晶圆的价格会受到更大的侵蚀；200mm晶圆将主要用于短期至中期的内部使用。”他表示。

Jean-Christophe Eloy提醒道，需要警惕的是，随着时间的推移，碳化硅可能会成为自身成功的牺牲品。他说：“我们可以将蓝宝石与蓝色LED进行比较，看看平均售价大多数是怎么降低的。当时，随着中国玩家2010年的大量产能增加，蓝宝石的价格急剧下降。由于具有竞争力的价格和设备的可及性，它加速了LED在显示器和照明中的渗透。当涉及到碳化硅时，生态系统将需要处理需求/供应和质量的差异。”

Stephen Rothrock总结道：“在我们等待《芯片法案》资助的新绿地（greenfield）晶圆厂上线的同时，ATREG预计未来几个月将有更多200mm的传统制造资产以及具有化合物半导体能力的制造资产转化为大容量碳化硅制造设施，以弥补中短期所需产能的缺口。我认为可以公平地说，碳化硅在未来一段时间内仍有光明的未来。”