芯耀
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作者：米樂
就在去年，“搶占SiC，誰(shuí)是電動(dòng)汽車市場(chǎng)的贏家？”“第三代半導(dǎo)體，來(lái)勢(shì)洶洶”“碳化硅:滲透新能源車半壁江山 第三代半導(dǎo)體百億級(jí)市場(chǎng)拉開帷幕”……這樣的形容是SiC的專屬標(biāo)簽，市場(chǎng)利好，一片光明。
好景沒有一直延續(xù)下去。“消息稱2025年中國(guó)SiC芯片價(jià)格將下降高達(dá)30%”“SiC價(jià)格跳水,開啟下半場(chǎng)戰(zhàn)役”……
新能源車爆火，那SiC怎么了 ？
?01核心矛盾：需求增長(zhǎng)VS產(chǎn)能狂飆
根據(jù)預(yù)測(cè)2025年全球SiC襯底產(chǎn)能預(yù)計(jì)達(dá)400萬(wàn)片，需求預(yù)測(cè)僅250萬(wàn)片。
從需求側(cè)來(lái)看，特斯拉Model 3為第一款采用全SiC功率模塊電機(jī)控制器的純電動(dòng)汽車，開創(chuàng)SiC應(yīng)用先河?；?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/506028.html">IGBT的諸多優(yōu)勢(shì)，在Model 3問世之前，世面上的新能源車均采用IGBT方案。 而 Model 3利用SiC模塊替換IGBT模塊，這加速了SiC等寬禁帶半導(dǎo)體在汽車領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用。Model 3形成“示范效應(yīng)”后，多家車廠陸續(xù)跟進(jìn)SiC方案。相比 IGBT，SiC 能夠帶動(dòng)多個(gè)性能全面提升，優(yōu)勢(shì)顯著。
2024年，特斯拉繼續(xù)引領(lǐng)基于SiC的BEV市場(chǎng)，出貨量接近200萬(wàn)輛，盡管較2023年下降5%，放緩反映了BEV市場(chǎng)短期內(nèi)的波動(dòng)，但并未動(dòng)搖SiC的長(zhǎng)期增長(zhǎng)前景。
Yole Group預(yù)計(jì)，受2026年電動(dòng)汽車需求強(qiáng)勁反彈的推動(dòng)，SiC市場(chǎng)將在2024年至2029年間實(shí)現(xiàn)近20%的復(fù)合年增長(zhǎng)率，到2029年市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)100億美元。
中國(guó)車企的崛起進(jìn)一步鞏固了這一趨勢(shì)。比亞迪、蔚來(lái)、吉利和小米正積極擴(kuò)展其基于SiC的BEV產(chǎn)品組合，試圖在電動(dòng)汽車市場(chǎng)占據(jù)更大份額。
市場(chǎng)前景樂觀，SiC行業(yè)的供需形勢(shì)卻日益復(fù)雜化。許多供應(yīng)商正在加大產(chǎn)能投入，尤其是推動(dòng)從6英寸晶圓向8英寸晶圓的過(guò)渡，以提升生產(chǎn)效率并降低單位成本。
然而，當(dāng)前的終端系統(tǒng)需求似乎難以匹配這一擴(kuò)張規(guī)模。行業(yè)反饋顯示，供應(yīng)商公布的總產(chǎn)能可能超過(guò)短期內(nèi)SiC器件的實(shí)際消耗量。
從供給側(cè)來(lái)看，為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，供應(yīng)商正根據(jù)訂單動(dòng)態(tài)調(diào)整產(chǎn)量，并放緩部分?jǐn)U張計(jì)劃，以適應(yīng)2024年和2025年的市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)。
垂直整合成為SiC市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵策略。領(lǐng)先企業(yè)如意法半導(dǎo)體、安森美、Wolfspeed和英飛凌科技正在加大對(duì)內(nèi)部晶圓制造和模塊生產(chǎn)的投入，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)10億美元的收入增長(zhǎng)。
通過(guò)掌控從晶圓到模塊的完整生產(chǎn)鏈，企業(yè)能夠優(yōu)化成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量并快速響應(yīng)市場(chǎng)變化。例如，英飛凌科技憑借其在汽車和工業(yè)領(lǐng)域的多元化布局，2024年收入逆勢(shì)增長(zhǎng)，而意法半導(dǎo)體和安森美則因BEV放緩面臨一定壓力。
今年Wolfspeed公司宣布，其位于美國(guó)紐約州莫霍克谷的全球首家、規(guī)模最大且獨(dú)有的8英寸碳化硅（SiC）制造工廠。Wolfspeed 全球項(xiàng)目管理副總裁 Chris McCann 等人表示，該工廠占地面積廣闊，在工廠建設(shè)高峰期，約有 3800 名施工人員在現(xiàn)場(chǎng)工作，未來(lái)還有 200 萬(wàn)平方英尺的擴(kuò)建空間。迄今為止，Wolfspeed 已為該工廠雇用了 200 多名員工，預(yù)計(jì)全面運(yùn)營(yíng)時(shí)，可提供1800個(gè)工作崗位。
國(guó)內(nèi)，三安光電公司的碳化硅襯底及外延銷售已正式計(jì)入集成電路產(chǎn)品營(yíng)業(yè)收入，并透露已具備16000片/月的6英寸碳化硅配套產(chǎn)能。此前信息顯示，截至2025年4月，湖南三安的8英寸碳化硅襯底及外延產(chǎn)能已達(dá)1000片/月，8英寸碳化硅芯片產(chǎn)線正在建設(shè)中。重慶三安的8英寸碳化硅襯底生產(chǎn)線已于2025年3月投產(chǎn)，當(dāng)前產(chǎn)能為500片/周，并計(jì)劃逐步提升至每周1萬(wàn)片。
在合資方面，湖南三安與意法半導(dǎo)體在重慶成立的安意法半導(dǎo)體已于2025年2月實(shí)現(xiàn)通線，首次建設(shè)產(chǎn)能2000片/月，規(guī)劃達(dá)產(chǎn)后8英寸外延、芯片年產(chǎn)能將達(dá)到48萬(wàn)片。此外，湖南三安與理想汽車合資成立的蘇州斯科半導(dǎo)體，其生產(chǎn)的理想汽車自研自產(chǎn)碳化硅功率模塊已于2025年2月13日下線。
財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)顯示，三安光電在2024年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入約145億元，同比增長(zhǎng)16.7%，其中碳化硅業(yè)務(wù)營(yíng)收突破11.4億元，同比增長(zhǎng)高達(dá)200%，成為公司營(yíng)收增長(zhǎng)的重要驅(qū)動(dòng)力。
?02過(guò)剩信號(hào)已現(xiàn)？
2024年底，國(guó)內(nèi)6英寸SiC MOS襯底價(jià)格已降至2500-2800元人民幣，全年降幅超過(guò)40%，接近成本線。從應(yīng)用端看，新能源汽車是SiC市場(chǎng)增長(zhǎng)的核心驅(qū)動(dòng)力。國(guó)外龍頭的6并碳化硅模塊價(jià)格已降至2000元以內(nèi)， 國(guó)產(chǎn)6并模塊價(jià)格更低至1500元左右，SiC器件在終端市場(chǎng)的滲透加速。國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)能擴(kuò)張速度迅猛，地方政府和資本市場(chǎng)的支持進(jìn)一步助推了產(chǎn)業(yè)布局。產(chǎn)能快速擴(kuò)張也帶來(lái)了市場(chǎng)內(nèi)卷。2025年SiC襯底市場(chǎng)將進(jìn)入淘汰階段，中小型企業(yè)因缺乏資金和技術(shù)優(yōu)勢(shì)面臨出局風(fēng)險(xiǎn)，而具備產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同能力的龍頭企業(yè)將占據(jù)更大市場(chǎng)份額。
美國(guó)碳化硅巨頭Wolfspeed深陷債務(wù)危機(jī)，股價(jià)腰斬背后是65億美元債務(wù)壓頂、業(yè)績(jī)持續(xù)惡化與政府補(bǔ)貼懸而未決的三重困境。盡管手握120億美元訂單和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但電動(dòng)汽車需求放緩與政策博弈使其站在破產(chǎn)邊緣，這場(chǎng)危機(jī)將成為第三代半導(dǎo)體行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)。
另外，技術(shù)上也有著替代威脅。在使用SiC基功率器件時(shí)，一直有人擔(dān)心可靠性問題，并希望應(yīng)用GaN作為根本解決方案。SiC晶體有200多種類型，每種都有不同的堆疊結(jié)構(gòu)和構(gòu)成四面體晶體結(jié)構(gòu)的四個(gè)最近的原子的排列，具體而言，主要包括“3C”、“4H”、“6”、“15R”這集中結(jié)構(gòu)。
每種材料都有不同的物理特性，而4H具有高遷移率，專門用于許多功率器件。人們擔(dān)心的是，當(dāng)器件在反復(fù)加熱和冷卻的環(huán)境中使用時(shí)，可能會(huì)發(fā)生相變，導(dǎo)致器件質(zhì)量發(fā)生變化，從而發(fā)生故障和失效。
對(duì)于GaN，則有其六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)和立方閃鋅礦兩種不同的結(jié)構(gòu)。其中，前者是一種穩(wěn)定相，用于器件制造；后者也是已知的，但它不是穩(wěn)定相。這就是為什么在需要高可靠性的應(yīng)用中希望使用 GaN 代替 SiC。
?03背后的深層原因
目前，美國(guó)政府已經(jīng)承諾為該項(xiàng)目提供超過(guò)7 億美元（約合人民幣51億）的資助，并已撥付部分資金用于場(chǎng)地準(zhǔn)備，但大部分資金都取決于 Wolfspeed 是否達(dá)到州政府設(shè)定的招聘標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，Wolfspeed 還計(jì)劃通過(guò)《CHIPS 法案》進(jìn)一步爭(zhēng)取聯(lián)邦資金。
Wolfspeed臨時(shí)首席執(zhí)行官 Thomas Werner 表示，保持美國(guó)在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力是美國(guó)兩黨共同關(guān)心的問題，無(wú)論未來(lái)政治形勢(shì)如何變化，該項(xiàng)目的資金都將保持不變。
據(jù)此前報(bào)道，Wolfspeed的查塔姆工廠已于2024年3月舉行一期工程封頂儀式，并有一些長(zhǎng)晶爐設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，預(yù)計(jì)將在2025年上半年開始生產(chǎn)，竣工達(dá)產(chǎn)后，將使Wolfspeed的SiC襯底產(chǎn)量擴(kuò)大10倍。
值得關(guān)注的是，2019年至今，Wolfspeed旗下工廠經(jīng)歷了先擴(kuò)產(chǎn)再重組的歷程。在2019年-2023年，由于市場(chǎng)需求旺盛，而Wolfspeed自身產(chǎn)能不足，Wolfspeed合計(jì)公布了4次擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，總投資金額超過(guò)65億美元（約合人民幣473億）。
政策驅(qū)動(dòng)下的非理性投資，可能也為SiC的市場(chǎng)蒙上了一層薄紗。
?04車企戰(zhàn)略搖擺
2024年，奔馳宣布調(diào)整其原定于2030年前在主要市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)全面電動(dòng)化銷售的目標(biāo)。這一決定主要是基于市場(chǎng)需求未達(dá)到預(yù)期，以及全球電動(dòng)車需求增速放緩的現(xiàn)實(shí)。奔馳發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)車的普及速度低于之前的預(yù)測(cè)，同時(shí)不同地區(qū)的市場(chǎng)對(duì)新能源汽車的接受程度和發(fā)展的節(jié)奏存在較大差異。
寶馬則采取了燃油車與電動(dòng)車并行發(fā)展的策略。盡管寶馬持續(xù)推動(dòng)電動(dòng)化進(jìn)程，但并未完全停止燃油車的研發(fā)與生產(chǎn)。寶馬認(rèn)為，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)車與燃油車將共同存在于市場(chǎng)上。因此，寶馬選擇了更為靈活的發(fā)展路徑，同時(shí)研發(fā)新一代內(nèi)燃機(jī)以滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
豐田在電動(dòng)化戰(zhàn)略上也進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整。2022年，豐田取消了部分電動(dòng)車型的生產(chǎn)計(jì)劃，并明確表示電動(dòng)車并非解決環(huán)境問題的唯一手段。豐田更加關(guān)注混合動(dòng)力和氫能源技術(shù)的發(fā)展，認(rèn)為電動(dòng)車在生產(chǎn)制造及電池回收過(guò)程中可能會(huì)帶來(lái)新的環(huán)境問題。
福特因電動(dòng)車銷量不佳及潛在的安全隱患問題，宣布減少對(duì)電動(dòng)車領(lǐng)域的專注度。
同時(shí)，中國(guó)造車新勢(shì)力正通過(guò)垂直整合加速SiC技術(shù)自主化。蔚來(lái)已成功自研量產(chǎn)首款900V SiC電驅(qū)系統(tǒng)，搭載于ET7等二代平臺(tái)車型，實(shí)現(xiàn)模塊成本降低30%；小鵬汽車與本土供應(yīng)商聯(lián)合開發(fā)的SiC控制模塊，使其G9車型充電效率提升25%。
這種差異化路徑源于三個(gè)關(guān)鍵因素：首先，中國(guó)建立了相對(duì)完整的SiC產(chǎn)業(yè)鏈，從襯底（天科合達(dá)）到器件（比亞迪半導(dǎo)體）的國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)40%；其次，新勢(shì)力車型普遍定位高端，能消化SiC的溢價(jià)成本；更重要的是，自主掌控核心技術(shù)有助于構(gòu)建差異化競(jìng)爭(zhēng)力，如蔚來(lái)自研模塊使其最大電流承載能力提升15%。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，雖然全球車企的SiC車型規(guī)劃出現(xiàn)波動(dòng)，但中國(guó)電動(dòng)車市場(chǎng)的SiC滲透率仍保持年均50%的增長(zhǎng)，預(yù)示著技術(shù)路線的分化可能將持續(xù)整個(gè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型期。
