放眼全球，碳化硅產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)美、歐、日三足鼎立的局面，受下游應用需求推動，碳化硅邁入加速發(fā)展期。目前來看，英飛凌、意法半導體、安森美、天岳先進、三安光電、羅姆等大廠持續(xù)布局碳化硅產(chǎn)能，穩(wěn)固其市場地位，同時，產(chǎn)業(yè)鏈相關環(huán)節(jié)的其他玩家也加入了碳化硅競爭。在此之下，8英寸碳化硅成為各方攻略的新堡壘。
8英寸碳化硅，布局戰(zhàn)況
憑借成本等綜合優(yōu)勢，市場對8英寸碳化硅的部署步伐不停，近期傳來許多新的聲音。
海外廠商方面，9月17日，日本礙子株式會（NGK，下文簡稱日本礙子）在其官網(wǎng)宣布，已成功制備出直徑為8英寸的SiC晶圓，并表示公司將于本月底在美國ICSCRM 2024展示8英寸SiC晶圓及相關研究成果。
據(jù)日媒報道，日本企業(yè)Resonac（原昭和電工）的8英寸SiC外延片品質(zhì)已經(jīng)達到了6英寸產(chǎn)品的同等水平。目前，公司正在通過提高生產(chǎn)效率來降低成本，樣品評估已經(jīng)進入商業(yè)化的最后階段，預計一旦成本優(yōu)勢超過6英寸產(chǎn)品，Resonac就會開始轉型生產(chǎn)8英寸產(chǎn)品。除了量產(chǎn)8英寸SiC外延片外，Resonac還將在2025年開始量產(chǎn)8英寸碳化硅襯底。
另據(jù)媒體報道，安森美將加快8英寸碳化硅晶圓的生產(chǎn)進度，預計從2025年開始，可根據(jù)市場需求進行產(chǎn)能轉換。該公司計劃于今年晚些時候推出8英寸碳化硅晶圓，并于2025年投產(chǎn)。安森美總裁兼首席執(zhí)行官Hassane El-Khoury稱，公司仍然按計劃推進，今年將完成8英寸晶圓的認證，這包括從襯底到晶圓廠的整個流程。8英寸碳化硅的認證將在今年通過，明年開始的收入將符合預期。
8英寸碳化硅工廠布局上，安森美于2023年10月完成其位于韓國富川的先進碳化硅超大型制造工廠的擴建。該工廠滿載時，每年能生產(chǎn)超過100萬片8英寸碳化硅晶圓。富川碳化硅生產(chǎn)線目前主力生產(chǎn)6英寸晶圓，后續(xù)完成8英寸碳化硅工藝驗證后，將轉為生產(chǎn)8英寸晶圓。
此外據(jù)悉，9月9日， Wolfspeed推出一款用于1500V直流母線的2300V無底板碳化硅電源模塊，采用其最先進的8英寸碳化硅晶片技術。該產(chǎn)品旨在通過提高效率、耐用性、可靠性和可擴展性，推動可再生能源、儲能和大容量快速充電領域發(fā)展。
國內(nèi)廠商方面，三安光電重慶三安項目（系8英寸碳化硅襯底配套工廠）已實現(xiàn)襯底廠的點亮通線。襯底廠是由三安光電利用自有碳化硅襯底工藝，通過全資子公司湖南三安半導體在重慶設立全資子公司重慶三安半導體配套建設，項目總投資約70億元規(guī)劃生產(chǎn)8英寸碳化硅襯底48萬片/年。
天岳先進8英寸導電型于近期已經(jīng)形成規(guī)模化并進入量產(chǎn)階段，產(chǎn)品在持續(xù)交付；另外，天岳先進于今年7月擬定增募資3億元，用于投資8英寸車規(guī)級碳化硅襯底制備技術提升項目。
天岳先進董事長、總經(jīng)理宗艷民稱，從降本的角度，長期看，8英寸晶圓將有助于碳化硅器件在更多應用領域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，推動碳化硅市場進入新的發(fā)展階段。目前公司在8英寸碳化硅襯底上，走在了行業(yè)前列，具備規(guī)模化生產(chǎn)能力，公司將計劃進一步擴展臨港工廠8英寸碳化硅襯底產(chǎn)能。
業(yè)界：8英寸碳化硅將逐步起量
作為第三代半導體代表材料之一，碳化硅（SiC）備受歡迎。特性方面，相比傳統(tǒng)的Si半導體材料，SiC擁有3倍的禁帶寬度、3倍的熱導率、近10倍的擊穿場強、以及2倍的電子飽和漂移速率。理論上，相同耐壓的器件，SiC的單位面積的漂移層阻抗可以降低到Si的1/300。
碳化硅主要應用在電動汽車、軌道交通、高壓輸變電、光伏、5G通訊等領域。根據(jù)業(yè)界數(shù)據(jù)顯示，就電動汽車而言，使用SiC功率半導體時，行駛里程可以增加18~20%，預計未來汽車的采用率將從目前的15%提高到60%。從整車廠方向上看，目前包括蔚來、理想、小鵬、小米、嵐圖、智己、比亞迪、長城等多數(shù)車企均推出了800V碳化硅高壓平臺。
展望未來，全球市場研究機構TrendForce集邦咨詢表示，作為未來電力電子技術的重要發(fā)展方向，SiC在汽車、可再生能源等功率密度和效率極其重要的應用市場中仍然呈現(xiàn)加速滲透之勢，未來幾年整體市場需求將維持增長態(tài)勢，并預測，2028年全球SiC功率器件市場規(guī)模有望達到91.7億美元。
碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈主要由襯底、外延、器件、應用等環(huán)節(jié)組成。其中碳化硅襯底制造是碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈技術壁壘最高、價值量最大的環(huán)節(jié)，是未來碳化硅大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推進的核心環(huán)節(jié)，其生產(chǎn)流程包括長晶、切片、研磨和拋光四個環(huán)節(jié)。
圖源：全球半導體觀察制圖
從尺寸發(fā)展趨勢上看，“尺寸越大，單位芯片成本越低?！笔窃谔蓟枰r底開發(fā)當中公認的重要降本路徑之一。根據(jù)天科合達數(shù)據(jù)，從4英寸升級到6英寸預計可將單位成本降低50%；從6英寸到8英寸成本預計還能再降低35%。
業(yè)界認為，目前6英寸雖是碳化硅市場主流，但轉型8英寸已是必然趨勢，預計從2026年至2027年開始，現(xiàn)在的6英寸碳化硅產(chǎn)品都將被8英寸產(chǎn)品替代。宗艷民近日在2024年上半年業(yè)績說明會上表示，“未來幾年內(nèi)，隨著技術進步，8英寸碳化硅將逐步起量。”
另據(jù)TrendForce集邦咨詢數(shù)據(jù)顯示，8英寸的產(chǎn)品市占率不到2%，并預測2026年市場份額將成長到15%左右。
碳化硅襯底價格下坡，未必是壞事？
據(jù)市場消息稱，國內(nèi)主流6英寸碳化硅襯底報價參照國際市場每片750-800美元的價格，價格跌幅近三成。
TrendForce集邦咨詢分析師曾指出，這幾年間，隨著中國廠商進入到整個碳化硅市場競爭之中，更是加速了整個碳化硅市場襯底價格的下降幅度。
針對價格變化現(xiàn)象，宗艷民稱，碳化硅襯底價格會下降，這一方面是由于技術的提升和規(guī)?；苿右r底成本的下降；另一方面，目前碳化硅襯底價格比硅襯底高，而價格下降有助于下游應用的擴展，推動碳化硅更加廣闊的滲透應用。與其他半導體材料類似，目前國內(nèi)外頭部企業(yè)會根據(jù)市場情況、自身產(chǎn)品、具體客戶等因素綜合考慮定價策略，而部分新進參與者也會通過降價獲得市場，這也基本符合行業(yè)發(fā)展規(guī)律。（來源：全球半導體觀察）
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