因?yàn)?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/新能源汽車" target="_blank">新能源汽車的火熱,，SiC正在以前所未有的速度增長。

　　據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)預(yù)測,，自2001年碳化硅器件首次商用以來,，這個(gè)新興器件在過去多年已經(jīng)獲得了市場的證明,。而整個(gè)SiC器件市場在2019年至2025年間將以30%的CAGR增長，截至2025年應(yīng)達(dá)到25億美元以上,。按照Yole的說法,，作為整個(gè)功率電子市場的主要驅(qū)動(dòng)因素之一，汽車應(yīng)用有望在SiC功率半導(dǎo)體領(lǐng)域也成為主要市場之一,。

　　集邦咨詢也指出,，隨著電動(dòng)車滲透率不斷升高,，以及整車架構(gòu)朝800V高壓方向邁進(jìn)，預(yù)估2025年全球電動(dòng)車市場對(duì)6英寸SiC晶圓需求可達(dá)169萬片,。他們同時(shí)強(qiáng)調(diào),，目前來看，電動(dòng)車已成為SiC核心應(yīng)用場景,，其中OBC（車載充電器）和DC-DC轉(zhuǎn)換器組件對(duì)于SiC器件的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟,，而基于SiC的主驅(qū)逆變器仍未進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)階段。

　　由此可見,，SiC器件在未來幾年將變得越來越火已成定局,，這就引發(fā)了對(duì)SiC器件的關(guān)鍵——襯底的競爭。正如集邦咨詢?cè)趫?bào)告中所說：“上游SiC襯底材料環(huán)節(jié)將成為產(chǎn)能關(guān)鍵制約點(diǎn),，其制程復(fù)雜,、技術(shù)門檻高、晶體生長緩慢,?！?/p>

　　從整個(gè)市場看來，我們除了看到SiC襯底龍頭Wolfspeed（曾經(jīng)的Cree）在鞏固自己的勢力的同時(shí),，來自中日韓臺(tái)等國家和地區(qū)的企業(yè)也正在厲兵秣馬,，往虎口搶食。

　　一家獨(dú)大的市場

　　說Wolfspeed這個(gè)名字,，也許大家會(huì)覺得陌生,，但如果說Cree，不少人應(yīng)該都略有耳聞,。因?yàn)樗麄冊(cè)?jīng)在LED燈珠市場也獨(dú)步天下,。筆者在早些年接觸LED市場的時(shí)候，就常常聽到有人提到這個(gè)名字,。但正如大家所知道的一樣,，隨著中國廠商的崛起，CREE逐漸轉(zhuǎn)型,，在經(jīng)歷了出售不成的戲碼之后,，CREE終于在去年十月宣布，公司正式改名Wolfspeed,。

　　在官方新聞稿中,，他們表示，在經(jīng)過了長達(dá)四年的徹底轉(zhuǎn)型,，包括剝離掉原先占比三分之二的業(yè)務(wù),，并重新定位公司的總體核心戰(zhàn)略，作為碳化硅（SiC）技術(shù)和制造全球領(lǐng)先企業(yè)的 Wolfspeed正式宣布成立,?！盎?30 多年專精技術(shù)的積淀與傳承,，Wolfspeed 這個(gè)名稱一方面?zhèn)鬟f出了像狼一樣的優(yōu)秀品質(zhì) – 領(lǐng)導(dǎo)力、智慧和堅(jiān)韌不拔,；另一方面也展現(xiàn)了速度這一典型特征,，這體現(xiàn)在公司在創(chuàng)新和運(yùn)營方面的步伐節(jié)奏在業(yè)界都是出類拔萃的?！彼麄冞M(jìn)一步指出,。

　　Wolfspeed之所以能在SiC市場能有這么足的底氣，這與他們占領(lǐng)了市場60%左右的供應(yīng)有很大的關(guān)系,。而之所以能擁有如此高的市占率，要追溯到公司的前身CREE在1989年推出的世界上第一款藍(lán)色LED——一款在SiC上生產(chǎn)的產(chǎn)品,。

　　在LED上初戰(zhàn)告捷以后,，Cree將SiC材料拓展到其他領(lǐng)域：1991年，他們推出全球首款商用SiC晶圓,；1998年,，他們又打造出業(yè)界首款采用SiC的GaN HEMT；2000年后,，他們?cè)俳釉賲?，?002年推出首款600V商用SiC JBS肖特基二極管，2011年,，他們又推出了歷時(shí)20年研發(fā)的,，全球首款SiC MOSFET。

　　而按照相關(guān)資料介紹,，Cree（Wolfspeed）之所以能夠在SiC襯底市場上擁有如此強(qiáng)的號(hào)召力,，與這類型產(chǎn)品制造極為困難，但類似Cree這樣的企業(yè)在過去的發(fā)展過程中,，已經(jīng)趟過不少坑,，積累了很多“know-how”有關(guān)。

　　公眾號(hào)“水滴石開”的作者沈斌在其文章中也說到：“襯底的生產(chǎn)過程中的精確控制一直是個(gè)核心難點(diǎn),。SiC單晶生長溫度高達(dá)2,300℃,，且碳化硅只有‘固-氣’二相，相比于第一代,、第二代半導(dǎo)體的”固-液-氣“三相,，控制起來要困難得多，沒有相關(guān)技術(shù)進(jìn)行參考借鑒,。加上SiC的單晶結(jié)構(gòu)差不多有200余種同分異構(gòu)體,，很多的晶型間的自由能差異非常小，這些都給其單晶的產(chǎn)業(yè)化生長制備帶來了很大的挑戰(zhàn),。直接的結(jié)果是,，sic單晶體中的缺陷一直是核心要解決的問題,。”

　　正因?yàn)槿绱?，曾?jīng)的Cree,，現(xiàn)在的Wolfspeed不但在SiC器件方面獲得了客戶的認(rèn)可，在襯底方面也屢創(chuàng)佳績,。在去年八月,，Wolfspeed與ST聯(lián)合宣布，雙方將現(xiàn)有碳化硅（SiC）晶圓片多年長期供貨協(xié)議總價(jià)提高至5億美元以上,，并延長協(xié)議有效期,。這份延長供貨協(xié)議將原合同總價(jià)提高一倍，按照協(xié)議規(guī)定,，Cree在未來幾年內(nèi)向意法半導(dǎo)體提供先進(jìn)的150mm碳化硅裸片和外延晶圓,。增加晶圓供應(yīng)量讓市場領(lǐng)先的半導(dǎo)體廠商意法半導(dǎo)體能夠滿足全球市場，尤其是汽車和工業(yè)應(yīng)用對(duì)碳化硅功率器件快速增長的需求,。

　　此外,，Wolfspeed還和SiC器件的競爭對(duì)手安森美和英飛凌達(dá)成了襯底長期供貨協(xié)議。他們都是這個(gè)市場當(dāng)仁不讓的領(lǐng)頭羊,，且在碳化硅晶圓市場上,，還有II-VI、昭和電工和Dow Corning等競爭對(duì)手,，這足以可以說明Wolfspeed在這個(gè)市場的影響力,。但他們不能高枕無憂，因?yàn)楦偁帉?duì)手正在洶涌而至,，挑戰(zhàn)他們的地位,。

　　競爭對(duì)手頻頻出招

　　在對(duì)SiC襯底的爭奪方面，可以從兩個(gè)緯度看,。一方面,，是那些器件廠商打造自己的襯底供應(yīng)，消防隊(duì)羅姆和ST打造自己的全供應(yīng)鏈,。這在半導(dǎo)體行業(yè)觀察之前的文章 《買下那家SiC襯底供應(yīng)商》 中有描述，在本文我們就不再贅述,。

　　另一方面,，第三方SiC供應(yīng)的爭奪也逐漸白熱化。首先大家熟悉的，多年的競爭對(duì)手的出招,。II VI在去年三月宣布,，計(jì)劃擴(kuò)大其在中國的碳化硅（SiC）晶圓加工生產(chǎn)基地。報(bào)道指出,，該計(jì)劃將在5年內(nèi)將其SiC基板的生產(chǎn)能力提高5到10倍，包括直徑200毫米的襯底,；昭和電工在去年八月也宣布,，將藉由公募增資,、第三者配額增資籌措約1,100億日?qǐng)A資金,，其中約700億日?qǐng)A將用于擴(kuò)增SiC晶圓等半導(dǎo)體材料產(chǎn)能,。

　　除了上述企業(yè)外，日經(jīng)經(jīng)濟(jì)新聞在日前報(bào)道中指出,，日本企業(yè)住友金屬礦山（簡稱住友礦山）開始量産新一代功率半導(dǎo)體使用的晶圓,。

　　報(bào)道表示,，住友金屬礦山于2017年收購了電子部件經(jīng)銷商加賀電子旗下的碳化硅基板開發(fā)企業(yè)日本SICOXS,，一直在推進(jìn)共同研究。在晶圓制造方面,，將主要由東京的青梅工廠負(fù)責(zé)前制程、由鹿兒島縣的鹿兒島工廠負(fù)責(zé)后制程,，然后供貨,。

　　日經(jīng)指出,，因?yàn)樽∮训V山開發(fā)出了相關(guān)技術(shù),，在因結(jié)晶不規(guī)則而價(jià)格較低的底層「多晶碳化硅」上貼一層可以降低發(fā)電損耗的「單晶碳化硅」,，從而做成1片晶圓,。據(jù)悉與只用單晶碳化硅的傳統(tǒng)産品相比，價(jià)格低1~2成,。按照日經(jīng)的說法,，住友礦山要搶占美國科銳（CREE）等領(lǐng)先企業(yè)的市場,，而預(yù)計(jì)2025年實(shí)現(xiàn)月産1萬片,。此外,，住友礦山還考慮開發(fā)可以高效量産功率半導(dǎo)體的直徑8英吋産品,，并在海外建設(shè)生産基地等,。

　　無獨(dú)有偶,，全球硅晶圓大廠環(huán)球晶對(duì)這個(gè)市場也虎視眈眈,。

　　據(jù)報(bào)道，環(huán)球晶董事長徐秀蘭上月底在出席國際光電大展時(shí)透露，明年將同步擴(kuò)產(chǎn)GaN（氮化鎵） 與SiC（碳化硅） ,，產(chǎn)能均將翻倍成長。報(bào)道指出,，環(huán)球晶目前6 吋SiC 襯底月產(chǎn)能約2000 片,，部分客戶已開始出貨,，據(jù)悉,，由于客戶需求強(qiáng)勁，明年6 吋SiC 襯底產(chǎn)能將不只翻倍增,，而是呈現(xiàn)倍數(shù)成長,，可望擴(kuò)增至5000 片，也有機(jī)會(huì)進(jìn)一步提升至8000 片,。

　　去年九月,，韓國SK 集團(tuán)也宣布,，計(jì)劃在碳化硅襯底業(yè)務(wù)上投資 7000 億韓元（約合 38億元人民幣），以期 2025 年成為世界尖端材料市場的龍頭。根據(jù)報(bào)道,，SK 集團(tuán)計(jì)劃將 SiC 晶圓的生產(chǎn)能力從2021年的年產(chǎn)3萬片增加到 2025 年的每月 5萬片,，大幅提高他們的市占率。該他們預(yù)測,，2021 年 ，公司SiC 晶圓業(yè)務(wù)的銷售額將達(dá)到 300 億韓元,，并計(jì)劃到 2025 年將銷售額提高到 5000 億韓元

　　SOI晶圓供應(yīng)商Soitec在去年11月30日也宣布,，收購碳化硅晶圓拋光和回收公司NOVASiC，以推動(dòng)電動(dòng)汽車和工業(yè)應(yīng)用電源系統(tǒng)半導(dǎo)體的開發(fā),。Soitec表示,，他們將通過獨(dú)特的碳化硅技術(shù)SmartCut,，用多晶碳化硅襯底,，來提高單晶供體碳化硅襯底的重復(fù)使用率、良率,、性能,。

　　當(dāng)然，正在大力發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的中國,，也自然不會(huì)錯(cuò)過這個(gè)機(jī)會(huì),。如最近上市的天岳就是國內(nèi)SiC襯底的供應(yīng)商,。另外還有天科合達(dá)和三安光電等本土企業(yè)正在深耕這個(gè)領(lǐng)域。

　　不過,，正如天岳在招股說明書中所說：“根據(jù)公開信息，行業(yè)龍頭科銳公司能夠批量供應(yīng) 4 英寸至 6 英寸導(dǎo)電型和半絕緣型碳化硅襯底,，且已成功研發(fā)并開始建設(shè) 8 英寸產(chǎn)品生產(chǎn)線,。目前,，公司主要產(chǎn)品是 4 英寸半絕緣型碳化硅襯底，6 英寸半絕緣型和 6 英寸導(dǎo)電型襯底已形成小批量銷售,，與全球行業(yè)龍頭尚存在一定的差距?！?/p>

　　這可以看作國內(nèi)碳化硅襯底的一個(gè)縮影,，但可以肯定的是。作為全球最有影響力的市場之一,，中國廠商在這個(gè)賽道的未來表現(xiàn)絕對(duì)不容忽視,。

　　Wolfspeed的應(yīng)對(duì)之策

　　對(duì)Wolfspeed而言，面對(duì)來勢洶洶的競爭者,，擴(kuò)產(chǎn)是他們的一個(gè)重要的手段,。

　　早在2019年五月，他們就宣布,，作為公司長期增長戰(zhàn)略的一部分,，公司將投資10億美元用于擴(kuò)大碳化硅產(chǎn)能,，在美國總部北卡羅萊納州達(dá)勒姆市建造一座采用最先進(jìn)技術(shù)的自動(dòng)化200mm SiC碳化硅生產(chǎn)工廠和一座材料超級(jí)工廠,。

　　報(bào)道指出，這是Cree有史以來最大的生產(chǎn)投資,，將為Wolfspeed碳化硅和碳化硅基氮化鎵（GaN-on-SiC）業(yè)務(wù)提供動(dòng)能,。這次產(chǎn)能擴(kuò)大在2024年全部完工后，將帶來碳化硅晶圓制造產(chǎn)能的30倍增長和碳化硅材料生產(chǎn)的30倍增長,，以滿足2024年之前的預(yù)期市場增長,。Cree首席執(zhí)行官Gregg Lowe在去年八月也再次確認(rèn),，其位于紐約州馬西鎮(zhèn)的碳化硅（SiC）晶圓廠有望在2022年初投產(chǎn)。

　　按照微信公眾號(hào)“01芯聞”的作者所說,，從Wolfspeed給出的碳化硅襯底總產(chǎn)能規(guī)劃來看,，他們?cè)?022財(cái)年和2024財(cái)年的8寸碳化硅襯底產(chǎn)能分別為每周2千3百片和3千3百片。假設(shè)這些襯底沒有作為材料銷售或者制作射頻器件,，而是全部用來生產(chǎn)32平方毫米碳化硅MOSFET,，理論上科銳的Durham 6寸線和MVF（Mohawk Valley FAB） 8寸線在2022財(cái)年和2024財(cái)年可以至多滿足一百七十萬臺(tái)和兩百四十萬臺(tái)電動(dòng)汽車逆變器的需求。

　　與此同時(shí),，往八英寸碳化硅晶圓的過渡,，也是Wolfspeed的回應(yīng)方式之一，這也是業(yè)界先進(jìn)正在追逐的目標(biāo),。

　　在半導(dǎo)體行業(yè)觀察之前的文章 《SiC,，進(jìn)入八英寸時(shí)代！》 中,，有對(duì)八英寸碳化硅晶圓的好處進(jìn)行了描述,。“01芯聞”的作者也指出,，進(jìn)入八英寸,，每片晶圓中理論上可用的裸片數(shù)量（GDPW,，又稱PDPW）大大增加,。以32平方毫米的裸片為例，從六寸晶圓擴(kuò)大到八寸晶圓,，每片晶圓上的裸片數(shù)量增加了近90%,， 且邊緣裸片的數(shù)量占比從14%減少了7%,。他繼續(xù)表示,，從目前的測試數(shù)據(jù)來看,，Wolfspeed的八寸碳化硅晶圓在做完化學(xué)機(jī)械拋光CMP后的良率可到90%以上,，復(fù)合公司之前透露的數(shù)據(jù)（預(yù)期八寸良率超過目前的6寸線20%-30%）,。

　　Wolfspeed方面在去年十月底的財(cái)報(bào)說明上也表示,，單從晶圓加工成本來看,，從六英寸升級(jí)到八英寸,，成本是增加的,，但是八英寸晶圓得到的優(yōu)良die數(shù)量增加了20-30%,，產(chǎn)量更高,，所以芯片成本更低。

　　“我們大約兩年前就開始建造200毫米的工廠,，我們還花了大約1.25-1.5年的時(shí)間來運(yùn)行與調(diào)試,，現(xiàn)在200mm的工廠馬上就要上線,，目前的生產(chǎn)運(yùn)行情況令人鼓舞。對(duì)手現(xiàn)在要從零開始建設(shè)200mm工廠的周期會(huì)超過兩年,?！盬olfspeed在財(cái)報(bào)會(huì)上驕傲地說。

　　可以肯定的是,，未來圍繞著SiC襯底的競爭會(huì)愈發(fā)激烈,。而產(chǎn)業(yè)格局將走向何方,，相信不用很多年我們就能看到結(jié)果,。屆時(shí)，中國企業(yè)能跑到什么位置,，這也值得大家期待,。