與半導(dǎo)體市場(chǎng)整體“低迷”的現(xiàn)狀不同，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)異常熱鬧。

功率半導(dǎo)體正從傳統(tǒng)硅基功率器件IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、MOSFET（金氧半場(chǎng)效晶體管），走向以SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）為代表的時(shí)代。

在這條賽道上，企業(yè)融資并購(gòu)、廠(chǎng)商增資擴(kuò)產(chǎn)、新玩家跑步入場(chǎng)、新項(xiàng)目不斷涌現(xiàn)。

多位長(zhǎng)期關(guān)注功率半導(dǎo)體發(fā)展的專(zhuān)業(yè)人士對(duì)《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》記者表示，伴隨著 5G、物聯(lián)網(wǎng)、新能源等行業(yè)的迅速發(fā)展，具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場(chǎng)、熱導(dǎo)率、電子飽和速率及抗輻射能力的碳化硅、氮化鎵等為代表的第三代半導(dǎo)體材料進(jìn)入快速發(fā)展階段，市場(chǎng)前景廣闊。

大廠(chǎng)入局

2018年，特斯拉開(kāi)始在新能源汽車(chē)Model 3的主驅(qū)逆變器里，使用基于碳化硅材料的SiC MOSFET，以替代傳統(tǒng)的硅基IGBT。此舉，正式將SiC從幕后推到臺(tái)前，也被后入場(chǎng)的新能源汽車(chē)廠(chǎng)商效仿。

由于 SiC器件具有耐高溫、低損耗、導(dǎo)熱性良好、耐腐蝕、強(qiáng)度大、高純度等優(yōu)點(diǎn)，并且在禁帶寬度、絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)、熱導(dǎo)率以及功率密度等參數(shù)方面要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體。

半導(dǎo)體分析師王志偉對(duì)記者分析道，利用SiC特性在新能源汽車(chē)的使用中可以延長(zhǎng)續(xù)航里程，降低汽車(chē)自重，尤其是縮短充電樁充電時(shí)間，除此之外，在服務(wù)器電源、工業(yè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)可再生能源等領(lǐng)域的應(yīng)用在逐步擴(kuò)大化。

與此同時(shí)，王志偉表示，與碳化硅一樣，氧化鎵同樣被業(yè)內(nèi)所看好，但是，氧化鎵還有諸多技術(shù)瓶頸待突破。比如，由于高熔點(diǎn)、高溫分解以及易開(kāi)裂等特性，大尺寸氧化鎵單晶制備較難實(shí)現(xiàn)，距離真正規(guī)?；?、商業(yè)化量產(chǎn)還需要一定時(shí)間。

根據(jù)TrendForce集邦咨詢(xún)《2023 SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)分析報(bào)告》，隨著Infineon、ON Semi等與汽車(chē)、能源業(yè)者合作項(xiàng)目明朗化， 2023年整體SiC功率元件市場(chǎng)規(guī)模有望增長(zhǎng)至22.8億美元，年成長(zhǎng)率為41.4%。同時(shí)，受惠于電動(dòng)汽車(chē)及可再生能源等下游主要應(yīng)用市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求，2026年SiC功率元件市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到53.3億美元。另Yole數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2023年，全球碳化硅材料滲透率有望達(dá)到3.75%。

海內(nèi)外巨頭也紛紛錨定了這一藍(lán)海市場(chǎng)。汽車(chē)半導(dǎo)體芯片巨頭瑞薩電子在日前宣布，將于2025年開(kāi)始使用SiC來(lái)生產(chǎn)降低損耗的下一代功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，計(jì)劃在目前生產(chǎn)硅基功率半導(dǎo)體的群馬縣高崎工廠(chǎng)進(jìn)行量產(chǎn)，但具體投資金額和生產(chǎn)規(guī)模尚未確定。

值得注意的是，瑞薩電子此前很少涉及SiC相關(guān)業(yè)務(wù)，不過(guò)，作為新玩家，瑞薩社長(zhǎng)兼CEO柴田英利表示，“在功率半導(dǎo)體上、我們起步非常慢?？蛻?hù)對(duì)瑞薩IGBT的評(píng)價(jià)非常高、會(huì)將這些評(píng)價(jià)活用至SiC業(yè)務(wù)上?，F(xiàn)在SiC市場(chǎng)仍小，但將來(lái)毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)變得非常大。”

除了新玩家外，傳統(tǒng)廠(chǎng)商也在加緊“跑馬圈地”。安森美半導(dǎo)體正考慮投資20億美元提高碳化硅芯片產(chǎn)量。安森美半導(dǎo)體目前在安森美半導(dǎo)體美國(guó)、捷克和韓國(guó)都設(shè)有工廠(chǎng)，其中，韓國(guó)工廠(chǎng)已經(jīng)在生產(chǎn) SiC 芯片。

安森美半導(dǎo)體高管表示，公司正考慮在美國(guó)、捷克或韓國(guó)進(jìn)行擴(kuò)張，目標(biāo)是到2027年占據(jù)碳化硅汽車(chē)芯片市場(chǎng)40%的份額。

而在德國(guó)，工業(yè)巨頭博世近期計(jì)劃通過(guò)收購(gòu)美國(guó)芯片制造商TSI半導(dǎo)體，期望在2030年年底之前擴(kuò)大自己的SiC產(chǎn)品組合。

不過(guò)，成功“帶火”碳化硅的特斯拉給這一行業(yè)“潑了一盆冷水”，其于近日宣布，特斯拉下一代電動(dòng)車(chē)將大幅削減75%的碳化硅用量。特斯拉表示，其創(chuàng)新技術(shù)允許該公司能從客制化電晶體封裝，抽出更多熱能，因此將減少在電晶體封裝使用的碳化硅，也已找到讓下一代電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)減少使用75%碳化硅，卻不會(huì)犧牲汽車(chē)效能的方式。

對(duì)此，王志偉認(rèn)為，特斯拉下一代電動(dòng)車(chē)削減碳化硅用量的原因可能是為了降低成本，同時(shí)也可能是因?yàn)樵撥?chē)型的電力控制場(chǎng)景不需要使用SiC功率半導(dǎo)體。

國(guó)產(chǎn)替代有望“彎道超車(chē)”

從市場(chǎng)占有率來(lái)看，碳化硅功率器件全球主要的市場(chǎng)份額主要掌握在以意法半導(dǎo)體、英飛凌、科銳、羅姆半導(dǎo)體等為代表的企業(yè)手中，前五名的公司所占份額達(dá)91%。

王志偉表示，國(guó)內(nèi)也有不少SiC器件廠(chǎng)商推出了車(chē)規(guī)級(jí)SiC 器件產(chǎn)品，但目前已經(jīng)在電動(dòng)汽車(chē)上大量出貨的國(guó)產(chǎn)SiC器件廠(chǎng)商以及產(chǎn)品卻還很罕見(jiàn)。

不過(guò)，隨著近年來(lái)我們的國(guó)家政策積極支持碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展，根據(jù)“十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要”，我國(guó)將加速推動(dòng)以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體新材料新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，催生一批高速成長(zhǎng)的企業(yè)。

其中三安光電、華潤(rùn)微、基本半導(dǎo)體、中國(guó)電科等在內(nèi)的本土廠(chǎng)商，正在發(fā)力SiC功率半導(dǎo)體。

截至2023年4月底，三安光電已簽署的碳化硅器件長(zhǎng)期采購(gòu)協(xié)議總金額超70億元；而天岳先進(jìn)披露的年報(bào)顯示，其已于2022年與博世集團(tuán)簽署了長(zhǎng)期協(xié)議，加入博世集團(tuán)的碳化硅襯底片供應(yīng)商行列。

不僅如此，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商也實(shí)現(xiàn)了流片。近日，中國(guó)電科宣布旗下55所與一汽聯(lián)合研發(fā)的首款750V碳化硅功率芯片完成流片，首款全國(guó)產(chǎn)1200V塑封2in1碳化硅功率模塊完成A樣件試制。而55所此前已在國(guó)內(nèi)率先突破了6英寸碳化硅MOSFET批產(chǎn)技術(shù)，碳化硅MOSFET器件在新能源汽車(chē)上批量應(yīng)用，裝車(chē)量達(dá)百萬(wàn)輛，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。同時(shí)，在SiC定制化和研發(fā)難度較高的設(shè)備端，中國(guó)電科48所研制的碳化硅外延爐出貨量同比大幅增長(zhǎng)。

王志偉認(rèn)為，隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善和技術(shù)的不斷提升，國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體的市場(chǎng)份額有望逐步增加。

王志偉對(duì)記者表示雖然與英飛凌、安森美等國(guó)外龍頭相比，國(guó)內(nèi)功率芯片市場(chǎng)仍處于起步階段，但是隨著政策扶持和市場(chǎng)需求的不斷增加，國(guó)內(nèi)企業(yè)有望在未來(lái)逐步崛起。而且與以SiC為代表的功率半導(dǎo)體制造對(duì)下游制造環(huán)節(jié)設(shè)備的要求相對(duì)較低，投資額相對(duì)較小，還能在一定程度上擺脫對(duì)高精度***為代表的加工設(shè)備依賴(lài)，是我國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突圍的關(guān)鍵賽道，將對(duì)未來(lái)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局的重塑產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。

洛克資本合伙人李音臨認(rèn)為，目前國(guó)內(nèi)的第三代半導(dǎo)體從襯底材料、外延、設(shè)計(jì)制造等各個(gè)環(huán)節(jié)，均有對(duì)標(biāo)海外巨頭的國(guó)內(nèi)企業(yè)。而成本的下降，主要依托制造工藝的效率提升，對(duì)于最擅長(zhǎng)在已經(jīng)證實(shí)可行的領(lǐng)域中降本增效的中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō)，該賽道已經(jīng)進(jìn)入了最有利于中國(guó)企業(yè)的階段。

中信證券發(fā)表研報(bào)也指出，SiC器件性能優(yōu)勢(shì)顯著，下游應(yīng)用環(huán)節(jié)廣闊，在高功率應(yīng)用上替代硅基產(chǎn)品具有強(qiáng)確定性，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年行業(yè)將保持高增速。在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)不斷擴(kuò)張產(chǎn)能，搶占市場(chǎng)份額，有望打破海外壟斷，投資價(jià)值凸現(xiàn)。

?審核編輯 ：李倩