在蓬勃發(fā)展的電動汽車需求和半導體自給自足的長(cháng)期目标的推動下，中國(guó)緻力于發(fā)展基于碳化矽 (SiC) 的電力電子産品。中國(guó)超越西方碳化矽供應商的計劃是什麼(me)？

　　問題來了：中國(guó)的碳化矽“玩家”有哪些？中國(guó)在新興技術和生産設施上投入了多少資金？中國(guó)供應商是否正在制定不同的商業戰略來征服 SiC 市場？這(zhè)些謎題中的每一個都(dōu)讓全球電力電子高管徹夜難眠。

　　Yole Intelligence 化合物半導體團隊首席分析師 Ezgi Dogmus 表示，中國(guó)SiC 是“脫鈎時(shí)代”的典型代表。

　　在當今複雜的形勢下，技術沿著(zhe)不同的路徑發(fā)展。例如，西方 SiC 供應商可能(néng)在中國(guó)成(chéng)立合資企業，從而實現統一的全球 SiC 研發(fā)和生産的日子已經(jīng)一去不複返了。我們在這(zhè)個脫鈎時(shí)代”看到的是兩(liǎng)個獨立的 SiC 技術、制造和供應鏈基礎設施的并行發(fā)展。

　　“我們將(jiāng)看到競争格局如何形成(chéng)，”Onsemi 執行副總裁兼電源解決方案集團總經(jīng)理 Simon Keeton 在最近接受 Ojo-Yoshida Report 采訪時(shí)指出。“迄今爲止，我還(hái)沒(méi)有看到中國(guó)在碳化矽器件方面(miàn)的競争。”

　　爲了滿足電動汽車的動力需求，中國(guó)仍然從美國(guó)、歐洲和日本的制造商那裡(lǐ)采購SiC器件。其中包括 Onsemi、Infineon、STMicroelectronics、Wolfspeed 和 Rohm。誰也無法猜測中國(guó)多久能(néng)夠扭轉供應鏈。

　　目前，西方的許多SiC企業淡化了中國(guó)在全球市場上的作用，主要是因爲中國(guó)的投資集中在SiC晶圓上，而不是SiC MOSFET等器件級開(kāi)發(fā)。Yole的Dogmus表示，那些在中國(guó)建立SiC産能(néng)和能(néng)力的器件廠商還(hái)沒(méi)有能(néng)力與歐盟和美國(guó)的廠商競争。

　　但情況正在開(kāi)始發(fā)生變化。在上個月的慕尼黑電子展上，英飛淩科技公司的首席執行官Jochen Hanebeck指出："我看到中國(guó)打算用寬帶隙半導體，尤其是用碳化矽來取代矽功率半導體。”

　　鑒于中國(guó)需求的增長(cháng)，Hanebeck 警告不要低估中國(guó)：“如果一些中國(guó)芯片制造商很快能(néng)夠提供SiC 創新，我不會(huì)感到驚訝。從統計上來說，這(zhè)很有可能(néng)。”

　　動機

　　中國(guó)將(jiāng)電力電子視爲進(jìn)入全球半導體行業的跳闆。中國(guó)正在 SiC 領域打一場持久戰，目标是在未來十年内最終超越西方制造商。

　　計劃

　　在2021年3月發(fā)布的最新五年計劃（2021-2025）中，北京將(jiāng) SiC 确定爲“第三代半導體”中最有前途的技術之一。規劃者認爲碳化矽對(duì)中國(guó)的“新基建”至關重要。功率半導體器件的快速采用將(jiāng)加速中國(guó)在手機快速充電、電動汽車和 5G 通信方面(miàn)的發(fā)展。 催化劑

　　SiC在中國(guó)的發(fā)展勢頭源于強勁的電動車需求。自從比亞迪在2020年推出漢EV——中國(guó)第一輛基于SiC主逆變器的電動車以來，從Nio到Xpeng的衆多中國(guó)電動車OEM正在推出基于SiC技術的電動車車型。

　　基于 SiC 的器件的優點包括能(néng)量耗散更少。SiC 器件在更高頻率下的開(kāi)關效率也高于标準芯片。其結果是運行效率更高、尺寸更小、重量更輕，從而提供更小的設計，同時(shí)降低了電動汽車的冷卻要求。

　　中國(guó)的電動車公司現在正從西方供應商那裡(lǐ)采購SiC器件。其目的是減弱其電動車行業對(duì)外國(guó)供應商的依賴性。

　　參與者

　　與西方SiC供應商處理整個供應鏈不同，中國(guó)企業采取了一種(zhǒng)更細分的方法，專注于SiC生産過(guò)程的某些部分。其中包括SiC 晶錠（或襯底）、SiC外延和芯片加工、二極管和晶體管設計以及模塊封裝。在每個SiC供應鏈環節都(dōu)出現了“玩家”。

　　中國(guó)的SiC“玩家”來自非常不同的背景，範圍從晶圓制造商到汽車制造商。

　　中國(guó)領先的SiC襯底企業包括TankeBlue和SICC。Yole的Dogmus補充說："Sunlight和SEMISiC也是值得密切關注的企業。" 三安集成(chéng)電路公司采用混合業務模式，將(jiāng)代工和集成(chéng)器件制造（IDM）業務結合起(qǐ)來，同時(shí)也在從事(shì)襯底制造。

　　雖然缺乏一個領先的IDM，但中國(guó)可以通過(guò)利用其整體制造能(néng)力來彌補其目前在SiC晶圓、器件和模塊方面(miàn)的不足。Dogmus說，"中國(guó)因其在消費産品方面(miàn)的成(chéng)功而聞名，在代工廠、封裝等方面(miàn)形成(chéng)了成(chéng)熟的分工。

　　例如，"中國(guó)企業在SiC襯底、外延片和封裝方面(miàn)都(dōu)有很好(hǎo)的定位"。SiC器件制造 "被(bèi)認爲是下一輪競争的關鍵步驟，"她說。Dogmus預計主要的IDM將(jiāng)建立大規模的器件産能(néng)。"這(zhè)是一個誰在價值鏈中占據更高份額的問題"。

　　Yole 斷言，中國(guó)器件制造商可能(néng)很快會(huì)生産用于汽車應用的 SiC 二極管。像 SiC MOSFET 這(zhè)樣(yàng)的器件是另一回事(shì)。“（對(duì)中國(guó)供應商而言）可能(néng)需要三年或更長(cháng)時(shí)間才能(néng)實現量産。截至目前，三安集成(chéng)發(fā)布了車規級 MOSFET，但尚未實現量産。”Yole 報道(dào)稱。

　　來源：Yole Intelligence

　　投資

　　世界各地的 SiC 廠商都(dōu)在對(duì)晶圓進(jìn)行大量投資。

　　Yole化合物半導體技術和市場高級分析師Poshun Chiu告訴我們："襯底是SiC器件成(chéng)本的一個非常大的部分....。對(duì)于參與者來說，擁有自己的内部供應是非常重要的，這(zhè)樣(yàng)他們就(jiù)可以長(cháng)期控制其器件開(kāi)發(fā)的内部成(chéng)本"。

　　這(zhè)也解釋了最近幾個月西方 SiC 廠商紛紛宣布投資 SiC 晶圓生産的原因。

　　中國(guó)的投資活動也集中在SiC晶圓生産上。中國(guó)領先的n型SiC供應商TankeBlue公司已投入10億美元在大興和北京建設6英寸和8英寸晶圓生産線。Yole表示，一期工程預計今年完成(chéng)，年産10萬片晶圓，計劃在 2025 年擴大産能(néng)。TankeBlue 還(hái)瞄準了制造設備領域。

　　SICC是另一家專注于射頻應用的碳化矽晶圓公司，于1月在上海交易所上市，爲位于上海臨港保稅區的生産n型碳化矽晶圓的工廠融資。據Yole報道(dào)，其産能(néng)目标是在2024年達到每年30萬片6英寸n型碳化矽晶圓。

　　立足于LED（GaN/GaAs）領域的三安光電，與三安集成(chéng)電路在廈門開(kāi)展化合物半導體代工業務。三安在湖南的一家工廠投資 23 億美元，以支持 SiC 晶體生長(cháng)、晶圓和外延片生産以及器件制造和封裝。

　　SMIC通過(guò)投資位于紹興的中芯集成(chéng)(SMEC) 進(jìn)入 SiC 市場。SMEC 成(chéng)立于 2018 年，爲 MEMS、IGBT 和 MOSFET 提供工藝平台。中芯國(guó)際現在爲包括 SiC 在内的寬帶隙半導體提供代工服務和模塊封裝。

　　比亞迪計劃分拆其半導體業務，通過(guò)甯波的6英寸晶圓廠開(kāi)發(fā)内部IGBT和SiC器件。到2026年，1億美元的産能(néng)擴張將(jiāng)每月提供2萬塊6英寸晶圓。

　　競争

　　西方碳化矽供應商在面(miàn)對(duì)中國(guó)碳化矽競争對(duì)手之前可能(néng)有幾年的緩沖期。

　　英飛淩首席執行官Hanebeck指出，爲了在基于SiC的電源系統中處于領先地位，制造商必須超越 "單個開(kāi)關，了解應用和整個系統"。因此，英飛淩正在研究的不僅僅是電源開(kāi)關的芯片組，還(hái)有驅動器、微控制器和配套的軟件。

　　Wolfspeed 首席執行官 Gregg Lowe 將(jiāng) SiC 描述爲“一項棘手的技術，目前世界上還(hái)沒(méi)有真正大量的知識。”

　　Lowe 預見 SiC 行業還(hái)有很長(cháng)的路要走，以推動技術創新，同時(shí)削減成(chéng)本和提高産量，這(zhè)需要很大的耐心。

　　到目前爲止，還(hái)沒(méi)有西方碳化矽供應商向(xiàng)中國(guó)供應碳化矽晶錠。Yole 的 Dogmus 觀察到：“一般來說，晶圓供應商更願意在内部擁有‘神奇秘方’，并將(jiāng)其保存在增長(cháng)的國(guó)家/地區。”

　　Dogmus指出，鑒于中美之間的技術競争，知識産權保護勢在必行。晶圓生産商必須擁有自己的配方和知識産權。知識産權將(jiāng)是所有新加入者的問題，包括中國(guó)和歐洲。在制造設備領域，中國(guó)有多家熔爐和備件供應商，這(zhè)有助于中國(guó)新企業的發(fā)展和進(jìn)入。

　　來源：Yole Intelligence

　　結語

　　如果碳化矽是一場持久戰，那麼(me)中國(guó)可以通過(guò)培育其電力電子行業而占得先機。Yole報告說，由于沒(méi)有季度目标，中國(guó)有 大量的時(shí)間和金錢以及數百萬熟練的員工，可以在SiC領域取得成(chéng)功。在“脫鈎時(shí)代”， 全球SiC産業將(jiāng)呈現出兩(liǎng)個動态并行發(fā)展的SiC生态圈。