近日有消息称,SK海力士无锡投资有限公司参与了泰科天润SiC晶圆厂D轮融资,并成功投资泰科天润。SK集团拥有自己的SiC晶圆厂,但这是SK海力士首次在中国投资SiC相关项目。
科天润是国内较早进入SiC功率半导体的IDM企业,在北京和湖南分别拥有4英寸和6英寸SiC晶圆生产线。其中,位于湖南浏阳的工厂于2019年开工建设,项目一期投资5亿元,可实现年产6万片6英寸SiC晶圆。今年7月,泰科天润宣布6英寸生产线建成,规模线顺利投产。
不断投资,大厂商抱团增加SiC产能
数据显示,全球SiC晶圆年产量仅为40-60万片,考虑到SiC晶圆尺寸仍为6英寸甚至4英寸。因此,单个晶圆可以制造的芯片数量并不多,这也导致了供应缺口。
对于SiC需求量巨大的新能源汽车行业,以特斯拉Model 3为例,其中主逆变器需要24个功率模块,每个功率模块需要2个SiC MOSFET管芯,即每辆汽车需要48个SiC MOSFET管芯。
未来,平均两个Model 3将消耗一个6英寸的SiC晶圆。从电动汽车的增长趋势来看,全球SiC晶圆产能远远落后于需求。
SK集团此前预测,到2025年,电动汽车用SiC半导体的使用率将从目前的30%提高到60%以上,SiC晶圆市场将从2021年的2.18亿美元扩大到8.11亿美元。
根据TrendForce预测,到2025年全球SiC电力市场规模将达到33.9亿美元,复合年增长率为38%。因此,SK集团还计划到2025年将SiC晶圆产能从今年的3万片提升至60万片,全球市场份额从5%提升至26%。他们预测,2021年他们的SiC晶圆业务销售额将达到300亿韩元(约1.6亿元人民币),并计划到2025年将销售额提高到5000亿韩元(约27亿元人民币)。
因此,近两年来,SK集团一直在大举投资SiC晶圆。早在去年2月29日,SK集团就宣布以4.5亿美元完成了对杜邦SiC晶圆事业部的收购。今年1月,SK集团向韩国SiC功率半导体公司Yes Power Electronics投资268亿韩元。今年9月,SK集团控股子公司表示,到2025年,将在尖端材料领域投资5.1万韩元(约276亿元人民币),其中7000亿韩元(约37.9亿元人民币)将用于SiC晶圆。11月12日,根据SK集团向美国商务部提交的数据,SK集团决定未来5年投资超过6亿美元在美国建设晶圆厂。
除了SK,全球最大的汽车零部件供应商博世最近也宣布,将联合欧洲7个国家的34家公司、大学和机构,包括从材料和基板到逆变器和转换器的供应商,在欧洲构建从晶圆到电子设备的完整SiC供应链。项目预算超过1.4亿美元,可能是在欧洲建立本土半导体供应链的尝试。
近年来,其他大厂商也在大力投资增加SiC晶圆和衬底生产线,通过收购和持股来延伸SiC领域的版图。
今年8月,安森美宣布以4.12亿美元现金收购SiC制造商GT Advanced Technologies,并规划其原有生产线,推动6英寸和8英寸SiC晶体生长技术的量产。
今年5月,英飞凌与昭和电气签订了为期两年的供货合同,涵盖包括SiC外延片在内的多种SiC材料。英飞凌还对年度最低采购金额做出了承诺,为双方未来的合作铺平了道路。在与英飞凌签署合同后,今年8月,昭和电气宣布将投资58亿日元,增加SiC芯片和锂离子电池模块的生产。增产项目预计2023年12月完成。今年9月,昭和电气宣布与罗马签署了功率半导体用SiC外延片的多年长期合作合同。
世界上最大的SiC供应商Wolfspeed最近证实,其larg
有趣的是,刚刚生产出第一批8英寸SiC晶圆的ST,也在今年8月与Wolfspeed扩大了现有的多年长期碳化硅晶圆供应协议。修订后的协议要求Wolfspeed在未来几年向ST提供8英寸SiC裸片和外延片,价值超过8亿美元。
目前的市场情况是,Wolfspeed作为全球最大的SiC衬底供应商,不仅向英飞凌、st等SiC器件厂商供应衬底,还直接与它们在SiC器件市场展开竞争。或许这正处于SiC行业的发展阶段,各大厂商都在相互抱团,希望共同推动SiC器件快速进入市场。
新能源汽车拥抱SiC,国内产业加速追赶国际步伐。
今年下半年,吉利、蔚来、小鹏都发布了自己的SiC器件应用计划。9月,蔚来子公司魏冉动力公布了SiC功率模块工艺测试线自研计划,蔚来明年初交付的ET7车型也决定采用SiC模块电控平台;10月,Xpeng Motors表示将推出800V SiC平台,将大幅提升充电速度和电驱效率;同月,吉利汽车还宣布,其自主研发的碳化硅功率芯片将于2023年量产。
近年来,国内碳化硅产能迅速扩大。除了SK海力士为股东的泰科天润,今年9月成功在科创板IPO的山东田玉娥,也是中国SiC衬底的领先供应商。根据Yole的统计,2019年和2020年,山东田玉娥在全球SiC衬底市场份额中仅次于Wolfspeed和II-VI排名第三。
但是,山东田玉娥目前的产品主要是4英寸,6英寸预计2023年量产,与国际大厂商相差甚远。
此外,由国内LED芯片巨头三安光电投资160亿元打造的国内首条SiC垂直集成生产线于今年6月正式投产,每月可生产3万片6英寸SiC晶圆。10月,盛机电宣布,预计募资超33亿元建设6英寸SiC衬底项目,年产6英寸及以上导电半绝缘SiC衬底40万片。
总结
随着SiC功率半导体在新能源汽车上的应用逐渐普及,未来10年将是SiC产业爆发式增长的时期。然而,与硅基半导体相比,SiC不仅在技术上,而且在市场和应用上都需要产业链的共同推动。竞争中的合作很可能会成为未来SiC产业的主旋律。