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碳化硅大廠的今天與明天之后

2023-07-21
作者: 棟幺
來源:01芯聞
關(guān)鍵詞: 碳化硅 半導(dǎo)體

 本文作者: 棟幺 

本文來源:01芯聞

原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/NaQyXMC76kp4VXvTiCeE_Q


    前言

  作為目前半導(dǎo)體行業(yè)中最受矚目的領(lǐng)域之一,,碳化硅備受行業(yè)和資本市場(chǎng)關(guān)注,。而在碳化硅的產(chǎn)業(yè)鏈里,市場(chǎng)規(guī)模最大的細(xì)分市場(chǎng)無疑是碳化硅功率器件,。

  其中,,5家國際大廠STMicro意法半導(dǎo)體,、infineon英飛凌、Wolfspeed,、onsemi安森美和Rohm羅姆在技術(shù)趨勢(shì),、產(chǎn)能布局和業(yè)界生態(tài)等諸多方面都有著舉足輕重的作用,也建立起不小的競(jìng)爭(zhēng)壁壘,。本文管中窺豹,,從業(yè)績(jī)、市場(chǎng)份額和投資規(guī)劃等方面,,綜述和橫向比較碳化硅五巨頭的戰(zhàn)略布局,。

  2022年業(yè)績(jī)和2023年預(yù)期

  與2021年相比,這五家企業(yè)(CR5)的碳化硅器件營(yíng)收全部超過1億美元,,同時(shí)將Top5達(dá)標(biāo)線提高到2億美元,。

  意法半導(dǎo)體仍然居首,碳化硅功率器件營(yíng)收從兩年前的4.5億美元增加到7億美元,。英飛凌和Wolfspeed依舊占據(jù)次席和第三的位置,,收獲了超過3億美元的器件收入(襯底和外延片業(yè)務(wù)不包含在內(nèi))。

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  碳化硅五巨頭的2022年?duì)I收和市占率,,以及2023年預(yù)期 (來源:01芯聞)

  在第四和第五的排名上,,則起了變化——安森美以2.6億美元的營(yíng)收,超過了日本廠家羅姆晉級(jí)第四,。部分原因在于安森美從碳化硅襯底,、外延、裸片,再到單管和模塊封裝測(cè)試完全垂直整合,,而羅姆在單價(jià)更高的碳化硅模塊,,特別是車規(guī)產(chǎn)品較少。因此,,假設(shè)兩者碳化硅晶圓產(chǎn)能相近時(shí),,銷售更多模塊產(chǎn)品并且與較多汽車行業(yè)客戶深度綁定的安森美營(yíng)收增幅更為顯著。

  按照CR5中部分企業(yè)公布的數(shù)據(jù),,以及01芯聞公眾號(hào)和市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì),,2022年意法碳化硅功率器件的市占率低點(diǎn)為37%,高點(diǎn)為40%,。英飛凌和Wolfspeed則占據(jù)了20%左右的市場(chǎng),。安森美緊隨隨后,份額為14%,。最后,,根據(jù)數(shù)據(jù)來源的不同,羅姆市占率在7%-11%之間,。

  雖然2023年全球經(jīng)濟(jì)依舊疲軟,,但是對(duì)于碳化硅市場(chǎng)來說,風(fēng)景這邊獨(dú)好,。

  英飛凌預(yù)期今年實(shí)現(xiàn)50%的碳化硅業(yè)績(jī)成長(zhǎng),,營(yíng)收達(dá)到5.4億美元。羅姆也預(yù)期增長(zhǎng)3成以上,,碳化硅收入接近 3億美元,。兩家公司的碳化硅營(yíng)收都受到其自身產(chǎn)能的限制。

  而受此掣肘更為顯著的是Wolfspeed,。由于紐約州MVF 8寸晶圓廠的推遲投產(chǎn)以及8寸襯底供應(yīng)等一系列原因,,原本計(jì)劃在2023年顯著提高器件銷售額,并在2024年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收超過9億美元的計(jì)劃不得不失速至少一年,。

  預(yù)計(jì)2023年Wolfspeed 從器件中獲得的收入只能略超4億美元,,這已是Durham 6寸晶圓廠在MVF掉線的情況下竭盡所能的結(jié)果。筆者將在下一篇文章中分析Wolfspeed何以處于“漫長(zhǎng)的季節(jié)”中,。

  而五巨頭中安森美的增長(zhǎng)曲線最為陡峭,。去年公司就根據(jù)與客戶簽訂的長(zhǎng)期供應(yīng)協(xié)議LTSA,宣布2023年碳化硅單管,、裸片以及模塊的銷售金額將超10億美元,,較2022年增長(zhǎng)近5倍。這在安森美的銷售數(shù)據(jù)中也得到體現(xiàn),。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),,2023年第1季度公司碳化硅器件營(yíng)收超過2億美元,,環(huán)比增長(zhǎng)85%。

  按此增長(zhǎng)速度,,安森美今年將一舉超過英飛凌和Wolfspeed,,躍居行業(yè)第二。據(jù)聞管理層年初時(shí)放出坐二望一,,2023年折桂的豪言,。

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  但是姜還是老的辣。不久之后意法就在其2023年第1季度財(cái)報(bào)中,,把2023年碳化硅營(yíng)收從之前預(yù)計(jì)的10億美元提高到12億美元,。從Yole的研報(bào)數(shù)據(jù)來看,應(yīng)該是有的放矢,。

  因此,,行業(yè)頭把交椅仍然是意法的囊中之物。不僅如此,,意法對(duì)行業(yè)的未來格局也是所圖者大,。

  中長(zhǎng)期目標(biāo)和戰(zhàn)略舉措

  展望2025年,意法預(yù)測(cè)碳化硅器件可以帶來20億美元的收入,,并在之后的2028年到2030年,每年貢獻(xiàn)超過50億美元,。

  如此“激進(jìn)”的依據(jù)之一,,是公司推斷碳化硅器件市場(chǎng)會(huì)保持高速增長(zhǎng),在2030年達(dá)到200億美元,??紤]到意法至今為止一直保持的市場(chǎng)龍頭地位,管理層認(rèn)可公司保持30%-40%的市場(chǎng)份額,。

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  為了練就匹配這個(gè)“大心臟”的“肌肉”,,意法在多地為碳化硅大舉投資,包括升級(jí)擴(kuò)建意大利西西里Catania的碳化硅材料工廠和晶圓制造工廠,,擴(kuò)建新加坡的前道制造產(chǎn)能,,以及在深圳和摩洛哥分別為STPOWER系列碳化硅產(chǎn)品改造升級(jí)封裝測(cè)試產(chǎn)線。

  近日意法更是宣布與三安合作,,共同投入32億美元在重慶建設(shè)8寸碳化硅晶圓廠,。規(guī)劃2025年起逐步投產(chǎn),2028年達(dá)產(chǎn),,契合意法宣布的碳化硅營(yíng)收目標(biāo)時(shí)間節(jié)點(diǎn),。

  對(duì)此,華爾街的投資人質(zhì)疑意法為何在地緣政治的敏感時(shí)期仍然加碼中國,,意法CEO Jean-Marc Chery表示,,中國企業(yè)在電力電子系統(tǒng)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,,意法必須就地與這些客戶保持緊密聯(lián)系,并且要在中國布局產(chǎn)能和技術(shù)才能與本土對(duì)手展開競(jìng)爭(zhēng),。

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  安森美也當(dāng)仁不讓,。正如當(dāng)年西進(jìn)運(yùn)動(dòng)中的拓荒者相信其秉持著“昭昭天命”那樣,總部位于美國西部亞利桑那州的安森美也持有與意法相似的預(yù)期,,即2025年實(shí)現(xiàn)20億美元碳化硅營(yíng)收,。得益于手中掌握的90億美元碳化硅LTSA,公司也制定了2027年市占率35%-40%的目標(biāo),。

  為此,,安森美投入20億美元,分別在韓國Bucheon,,捷克Rosnov和美國新罕布什爾州Hudson升級(jí)和擴(kuò)建現(xiàn)有生產(chǎn)線,。例如,把Bucheon的原硅基半導(dǎo)體前道產(chǎn)線,,改造為兼容6寸和8寸晶圓的碳化硅產(chǎn)線,。管理層認(rèn)為此類基于現(xiàn)有設(shè)施的棕地投資(Brown Field Investment)是安森美競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)之一,即用較小的投入,、較短的時(shí)間和較低的風(fēng)險(xiǎn),,實(shí)現(xiàn)碳化硅擴(kuò)產(chǎn)。

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  而以CoolSiC系列產(chǎn)品聞名的英飛凌營(yíng)收預(yù)期則排在意法和安森美之后,。雖然公司尚未具備自產(chǎn)襯底的能力(詳情請(qǐng)見《英飛凌碳化硅:目標(biāo),、中國襯底和十八般兵器》),沒有建立另外兩家企業(yè)那樣完全垂直整合的碳化硅供應(yīng)鏈,,但是英飛凌在碳化硅器件設(shè)計(jì),、封裝技術(shù)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)上頗有獨(dú)到之處,特別是其經(jīng)過量產(chǎn)電動(dòng)汽車驗(yàn)證的溝槽柵MOSFET設(shè)計(jì),,以及久經(jīng)考驗(yàn)的HybridPACK Drive系列模塊,,在業(yè)內(nèi)綜合競(jìng)爭(zhēng)力獨(dú)具一格。

  但是受限于襯底供應(yīng)和前道制造產(chǎn)能,,公司2023年的碳化硅產(chǎn)能已經(jīng)全部售出,,2024年也所剩無幾。因此在新的產(chǎn)能上線前,,英飛凌的碳化硅營(yíng)收已經(jīng)觸及天花板,。

  為了避免這種“能夠打敗你的只有你自己”的情況再次出現(xiàn),2022年英飛凌開始了公司歷史上最大規(guī)模的投資計(jì)劃,。除了在德國德累斯頓投入50億歐元建設(shè)歐洲規(guī)模最大的晶圓廠,,提高功率、模擬和混合信號(hào)產(chǎn)品產(chǎn)能外,,還另外為第三代半導(dǎo)體分別在奧地利Villach和馬來西亞Kulim進(jìn)行超過20億歐元的投資,。

  根據(jù)公司規(guī)劃,,2025年Villach擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃完成并實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn)后,英飛凌碳化硅產(chǎn)值可以達(dá)到10億歐元,。而2026-2027年Kulim第三期晶圓廠滿產(chǎn)后,,產(chǎn)值可以再增加20億歐元。

  同時(shí),,英飛凌也認(rèn)為2027年后,,碳化硅器件市場(chǎng)將超過百億美元。而弱水三千,,英飛凌只取一瓢(30%),。

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  相比之下,Wolfspeed的當(dāng)前狀況只能形容為“一口吃不成胖子”,。截至2023年第一季度,,公司獲得的Design-in(設(shè)計(jì)項(xiàng)目導(dǎo)入)總金額超過180億美元,其中大部分是對(duì)碳化硅功率器件的需求,。

  如此多的意向訂單金額較當(dāng)前Wolfspeed的碳化硅器件營(yíng)收高了兩個(gè)數(shù)量級(jí),。因此如何將其轉(zhuǎn)換為銷售額成為考驗(yàn)管理層的最后一道大題。

  MVF 8寸晶圓廠按時(shí)投產(chǎn)本來是答案的一部分,。但是因?yàn)镸VF產(chǎn)線建設(shè)延遲等一系列因素,,公司早先制定的2024財(cái)年財(cái)務(wù)模型(營(yíng)收15億美元,毛利潤(rùn)率50%)已經(jīng)確定無法實(shí)現(xiàn),。

  根據(jù)筆者對(duì)Wolfspeed的長(zhǎng)期追蹤分析,,2025年9億美元和2027年15億美元的碳化硅功率器件營(yíng)收可能比較合理。當(dāng)然,,考慮到在建中的第二座襯底工廠The JP可以把公司襯底產(chǎn)能提高10倍,包含襯底和外延片銷售額的Wolfspeed總營(yíng)收將會(huì)高于上述數(shù)字,。

  包括上面提到的紐約州MVF 8寸晶圓廠和北卡羅萊納州The JP襯底工廠,,Wolfspeed計(jì)劃投入65億美元進(jìn)行全球產(chǎn)能擴(kuò)充計(jì)劃,在國際大廠中金額最高,。其他在建和規(guī)劃項(xiàng)目還包括滿足MVF晶圓廠對(duì)8寸襯底迫切需求的Durham 10號(hào)樓,,以及與采埃孚合資、位于德國薩爾蘭的第二座8寸晶圓廠,。

  在今年二月份調(diào)整運(yùn)營(yíng)部門和財(cái)務(wù)部門管理層后,,Wolfspeed接下來的工作重心是整合運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì),提升晶圓產(chǎn)線和材料工廠的管理水平,,同時(shí)控制公司各項(xiàng)成本和費(fèi)用,,積極從資本市場(chǎng)和政府獲得更多的資金來源,以爭(zhēng)取早日將業(yè)績(jī)帶回正軌,。

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  與其他四家歐美大廠不同,,羅姆是唯一進(jìn)入前五的亞洲(日本)企業(yè),。因此,除了與傳統(tǒng)的日本本土和歐美客戶如馬自達(dá)和緯湃科技保持密切聯(lián)系外,,公司還不斷深耕其他亞洲市場(chǎng),,與多家中國整車廠、一級(jí)供應(yīng)商和功率模塊企業(yè)等達(dá)成戰(zhàn)略合作或者組建合資公司,。

  這些已有或者新發(fā)現(xiàn)的商業(yè)機(jī)會(huì)讓羅姆不斷向上修正其碳化硅業(yè)務(wù)的預(yù)期:2025財(cái)年碳化硅的營(yíng)收貢獻(xiàn)從之前的1100億日元,,提高到1300億日元(9.4億美元)。而2年后的2027財(cái)年,,該業(yè)績(jī)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)翻倍,,達(dá)到2700億日元即19.4億美元。

  為了滿足這個(gè)業(yè)績(jī)目標(biāo)所需,,羅姆計(jì)劃在2021年至2027年的七年間,,為碳化硅業(yè)務(wù)累計(jì)投入5100億日元(37億美元)。這筆龐大資金的所用之地包括剛剛建成投產(chǎn)的北九州筑后Appllo工廠,,2025財(cái)年可以把碳化硅產(chǎn)能較2021年提高5.5倍,。

  相較于傾向綠地投資(Green Field Investment)的Wolfspeed和英飛凌,羅姆和安森美更偏好棕地投資,。根據(jù)筆者收集的信息,,兩者在投資效率上有較大差異——1美元的碳化硅棕地投資在滿產(chǎn)后可以帶來1美元的年?duì)I收,而綠地投資則是1美元產(chǎn)出0.5美元,。

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  羅姆碳化硅工廠一覽以及產(chǎn)能變化(來源:Rohm)

  近期,,羅姆更是合作和并購動(dòng)作不斷。

  一周前,,羅姆宣布收購Solar Frontier的國富工廠資產(chǎn),,作為其第四座碳化硅生產(chǎn)基地。2030財(cái)年碳化硅器件生產(chǎn)能力將是2025年和2021年的6倍和35倍,。

  本周羅姆宣布向日本私募股權(quán)公司Japan Industrial Partners(JIP)牽頭的財(cái)團(tuán)提供總計(jì)3000億日元(約21.6億美元)的資金,,用于擬議收購東芝。

  雖然目前羅姆并未表示將參與未來東芝的運(yùn)營(yíng)或者直接管理,。但是考慮到東芝擁有的功率半導(dǎo)體業(yè)務(wù)與羅姆高度兼容,,雙方具備較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng),包括原材料和設(shè)備采購,、產(chǎn)品組合(碳化硅+硅基IGBT/MOSFET + 模塊)和系統(tǒng)know-how,。更重要的是,東芝的現(xiàn)有晶圓廠可以進(jìn)一步增強(qiáng)羅姆的功率器件產(chǎn)能,,甚至可能為后者提供第5座碳化硅工廠,。

  彩蛋

  從前述的市占率展望一圖中,可以看到國際大廠都在向外部傳遞自己將成為碳化硅市場(chǎng)贏家的信息,。包括富士電工和三菱電氣兩家日本企業(yè),,七家行業(yè)知名企業(yè)的市占率預(yù)期加起來超過100%,。看來碳化硅市場(chǎng)雖大,,但已經(jīng)不夠分了,。

  小結(jié)

  本文梳理了碳化硅功率器件領(lǐng)域中排名前五國際大廠的2022年業(yè)績(jī)表現(xiàn)以及2023年預(yù)期,并就這些頭部企業(yè)的中長(zhǎng)期目標(biāo)以及為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)所作的規(guī)劃做了討論,。


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