中國碳化硅產(chǎn)業(yè)崛起，國際廠商面臨挑戰(zhàn)

作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，碳化硅（SiC）與傳統(tǒng)的硅（Si）相比，有著更加優(yōu)越的物理和化學(xué)特性。這使得SiC器件能夠降低能耗超過20%，減少體積和重量30%至50%，并滿足從中低壓到超高壓的一系列功率器件應(yīng)用要求。SiC器件在電動汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)、通信雷達和航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

SiC主要用于制造功率器件。與傳統(tǒng)的硅功率器件不同，SiC器件需要在導(dǎo)電型單晶襯底上額外生長高質(zhì)量的外延材料，之后再在外延層上制造器件。

在SiC產(chǎn)業(yè)鏈中，上游環(huán)節(jié)至關(guān)重要。襯底生產(chǎn)成本占總成本的47%，外延片成本占23%，合計占SiC產(chǎn)業(yè)鏈總成本的約70%。因此，襯底制造技術(shù)壁壘很高，不僅決定了上游原材料制備的方式和相關(guān)參數(shù)，也關(guān)系到下游器件的性能，是推進SiC大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

目前，6英寸SiC襯底產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化，國際大廠正向8英寸產(chǎn)品邁進，但仍有一定距離。SiC外延片同樣如此，6英寸產(chǎn)品已經(jīng)商用，8英寸產(chǎn)品處在推廣階段。

新能源汽車是SiC器件的重要應(yīng)用市場，占比41.5%。SiC現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于EV/HEV（電動汽車/混合動力汽車）的功率控制單元、逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器中，同時也在光伏+儲能領(lǐng)域有重要應(yīng)用，占比23.1%。受電動汽車市場特別是EV主逆變器需求的推動，SiC市場正在快速增長。根據(jù)TrendForce的統(tǒng)計，2023年全球SiC功率器件市場規(guī)模約為30.4億美元。

SiC產(chǎn)業(yè)格局
按地區(qū)劃分，亞太是全球最大的SiC消費市場。在企業(yè)層面，美國、歐洲和日本的相關(guān)企業(yè)在SiC行業(yè)中占據(jù)領(lǐng)先位置。全球市場前五大SiC廠商占有70%左右的市場份額，包括STMicroelectronics（意法半導(dǎo)體）、英飛凌、Wolfspeed、ROHM（羅姆）和ON Semiconductor（安森美）。中國企業(yè)如比亞迪、三菱電機則正逐步崛起。

美企Wolfspeed和ON Semiconductor在美國和海外陸續(xù)投資建立新工廠，并加強與汽車零部件供應(yīng)商合作，在全球范圍內(nèi)擴展其SiC產(chǎn)能和市場。歐洲企業(yè)通過垂直化整合，不斷加大擴產(chǎn)力度，增強競爭優(yōu)勢。英飛凌和意法半導(dǎo)體持續(xù)擴大產(chǎn)能，以滿足未來市場需求。日本的羅姆和富士電機等企業(yè)憑借其深厚的半導(dǎo)體技術(shù)積累，在SiC領(lǐng)域也占有重要地位。

目前，6英寸SiC襯底是市場主流產(chǎn)品，整個行業(yè)正在向8英寸產(chǎn)品升級。8英寸襯底雖然加工成本更高，但由于單片晶圓能夠生產(chǎn)的芯片數(shù)量接近6英寸的一倍半，因此有助于降低單位成本，提高良率和降低缺陷密度。

中國廠商的崛起
中國的SiC產(chǎn)業(yè)正在迅速崛起。2023年，中國SiC襯底材料出貨量達到89.4萬片6英寸晶圓，同比增長297.9%。盡管與國際領(lǐng)先企業(yè)仍有一定差距，尤其是在SiC功率器件營收方面，中國企業(yè)正在迅速追趕。

在SiC襯底領(lǐng)域，天科合達、山東天岳等廠商已實現(xiàn)量產(chǎn)，正加速向8英寸產(chǎn)品邁進。中國企業(yè)與歐美大廠合作提升技術(shù)水平，如天科合達和山東天岳與英飛凌的合作，三安光電與意法半導(dǎo)體在重慶合資建設(shè)8英寸SiC晶圓廠。

中國龐大的電動車市場為SiC供應(yīng)鏈提供了巨大的增長空間，但也給國際大廠帶來了不小的競爭壓力。隨著中國企業(yè)產(chǎn)能的大幅提升，SiC襯底的價格迅速下降。2023年，全球SiC襯底供應(yīng)量為170萬片，中國廠商的價格競爭正在推動全球市場變革。

盡管在技術(shù)和市場份額上仍需追趕，隨著技術(shù)的提升和產(chǎn)能的擴大，中國SiC企業(yè)正越來越有力地施壓國際大廠，在全球市場上占據(jù)一席之地。