□目前,三安光电有7款产品已通过汽车规级认证并逐步发货。斯达半导、斯兰微、华润微也在2022年年报中披露了汽车规级碳化硅产品的进展情况
□2022年,我国碳化硅领域融资30多项,总金额超过30亿元。今年第一季度,7家碳化硅企业完成融资,涵盖碳化硅衬底、延伸、设备等环节,总融资超过20亿元
□碳化硅衬底片的龙头企业在降低成本、提高效率的同时,大幅扩大生产,抢占市场份额。除三安光电外,天悦先进、露晓科技、东尼电子还宣布了可观的扩产计划
◎记者 李兴彩
“现在,湖南三安碳化硅(SiC)月产能已攀升至1.5万片。看隔壁,我们二期工厂的主体已经完工。一、二期总体规划6寸晶圆年产能50万片,应用前景广阔。“五月,长沙天气越来越热,夏天的味道越来越浓。三安光电副总经理林志东在岳麓大道南侧告诉《上海证券报》,由于碳化硅产品供不应求,公司继续稳步推进扩产计划。
记者调查了解到,目前碳化硅产品确实供应短缺,汽车规级设备继续缺货。在供应紧张的情况下,国内外大公司寻求签署长订单已成为行业的“新常态”。最新案例是,英飞凌与国内碳化硅公司天科合达、天岳先进公司签订了长期协议,以获得6英寸碳化硅晶圆和高质量、有竞争力的晶锭。
“为了实现这个行业的高质量发展,核心是降低碳化硅衬底的成本,提高质量。“谈到碳化硅行业如何发展得更快、更大,林志东认为,与硅半导体行业的发展路径相比,碳化硅衬底片进一步降低成本和质量是发展的关键;根据LED降低成本和质量的经验,他认为碳化硅衬底片每年可以降低5%的成本。随着衬底片成本的降低,碳化硅设备的价格预计将迅速降低,更多的工业级新应用,包括风景储存,将推动碳化硅产业的加速发展。
要求:车规缺货 长单频现
“我们工厂占地1000亩,规划6个工厂,中间有走廊连接,一、二期总体规划6英寸碳化硅晶圆年产能50万……”在湖南三安参观走廊,林志东指出碳化硅整合超级工厂规划图,公司产品供应短缺,有大量订单要交付。
三安光电开发碳化硅业务,决心更有信心。据林志东介绍,湖南三安是一家碳化硅全链集成超级工厂,包括碳化硅长晶体、碳化硅衬底、碳化硅延伸、碳化硅芯片、碳化硅密封测试等全产业链环节,项目总投资160亿元。此外,湖南三安还与理想汽车合资成立了苏州斯科半导体,计划年产240万个碳化硅半桥动力模块。目前,该项目的基础设施已经完成。
公司不担心这么多的产能吗?“客户订单交付太晚了!”林志东笑着说,三安光电目前的碳化硅MOSFET长期采购订单超过70亿元,其中与知名汽车公司签署的碳化硅芯片战略采购意向协议达到38亿元,其他新能源汽车客户的意向合作也在跟进中。
“目前,汽车级碳化硅设备短缺,预计未来将供应短缺。”一家国内领先的碳化硅设备制造商在接受记者采访时表示,目前的碳化硅市场处于结构性短缺中,汽车级产品继续短缺,对风景存储的需求也在增长。博世中国执行副总裁徐大全也表示,由于新能源汽车的快速发展,碳化硅芯片在未来2-3年将供应短缺。
林志东为记者计算了一个关于汽车级碳化硅市场规模的账户:主驱动需要48个碳化硅芯片和一个车载充电器(OBC)需要6个碳化硅二极管,但现在一个碳化硅晶圆只能装两辆电动汽车。假设到2025年全球新能源汽车销量为2000万辆,碳化硅设备渗透率达到30%至40%,相应的年缺口为300万6英寸晶圆。
在巨大的市场差距下,国内外大公司寻求签署长订单已成为该行业的“新常态”。除了三安光电拥有巨额订单外,天岳先进和天科合达于5月3日在其官方网站上披露,与英飞凌签署了长期协议,为后者提供高质量、有竞争力的6英寸碳化硅衬底和水晶棒,并帮助其过渡到8英寸碳化硅晶圆。
与此同时,面对潜在的发展机遇,碳化硅公司也加快了“上车”(车辆规级应用)。据林志东介绍,目前三安光电有7款产品已通过车辆规级认证,并开始逐步发货,其中包括车载充电器(OBC)客户端正处于验证导入阶段;1200V车辆规级 MOSFET芯片已在战略客户处进行模块验证,预计2024年正式量产。斯达半导、斯兰微、华润微也在2022年年报中披露了汽车规级碳化硅产品的进展情况。
“风景储存对碳化硅的需求也在稳步增长。”国内主要碳化硅设备制造商告诉记者,光伏逆变器已开始大规模使用碳化硅设备,碳化硅的耐高压优势使其在风能和储能领域具有广阔的应用前景。
在新能源汽车、风景储存等行业需求的推动下,碳化硅公司的相关业务正进入快速发展时期。
由于光储、新能源汽车等下游渗透率的提高,湖南三安2022年实现销售额6.39亿元,同比增长909.48%。斯达半导披露,2022年,该公司用于乘用车主控制器的车辆级别SiC MOSFET 模块开始大量“上车”,并增加了多个使用汽车级别的SiC 800V系统MOSFET模块主电机控制器项目定点,预计2023年批量供货。
产业:热投资 扩产持续
随着“上车”的加速和风景储存需求的升温,广阔的市场前景带来了巨大的发展空间,碳化硅已成为全球投资市场最热门的细分轨道之一。即使是特斯拉“少用75%碳化硅”的声明也没有降低一级市场对碳化硅投资的热情。
江苏乾融投资控股集团有限公司董事长叶晓明在接受记者采访时表示:“对碳化硅的前景和投资项目持续乐观态度。”。目前,汽车碳化硅材料供应紧张,特斯拉减少碳化硅的使用正是在这种情况下的无奈之举。随着碳化硅成本的不断降低,新能源汽车增加碳化硅设备消耗的趋势更加明显,碳化硅设备也广泛应用于光伏、储能等领域。
出于对碳化硅产业链的强烈乐观,叶晓明团队投资了电化合物、外延设备公司芯三代及相关清洗设备、检测设备、电子气体等公司。
据不完全统计,2022年国内碳化硅领域融资30多项,总金额超过30亿元。今年第一季度,7家碳化硅企业完成融资,涵盖碳化硅衬底、延伸、设备等行业,总融资金额超过20亿元。
其中,东莞天宇半导体技术有限公司(以下简称“天宇半导体”)于2月初获得12亿元融资,位居融资金额第一。据报道,天宇半导体本轮融资将继续用于碳化硅延伸生产线的扩张,并继续增加碳化硅大规模延伸生长的研发投资。1月18日,天宇半导体上市指导备案被广东省证监会接受。
如今,碳化硅细分行业正在迅速发展,从设备到衬底片、外延片和设备。为了抓住发展机遇,业内龙头企业纷纷扩大生产“圈地”。
林志东告诉记者,湖南三安二期工厂已完成主体建筑封顶,公司8英寸衬底研发进展良好。值得一提的是,三安推动在长沙建设“碳化硅聚集区”,形成产业生态链。
在外延片领域,广东天域、汉天天成、南京国盛、普兴电子等重点企业正在竞相扩产。同样,扬杰科技、士兰微、芯聚能、基本半导体等也在芯片及制造领域扩产。杨杰科技最近宣布,公司计划在汉江区政府管辖范围内投资新建6英寸碳化硅晶圆生产线项目,计划每月产能5000块,总投资约10亿元。此前,为了增强晶圆的制造能力和产能,扬杰科技已两次入股楚微半导体。
未来:攻关衬底 降本提质
一方面是整机厂“等核心上车”,另一方面是碳化硅产能不足。上下游产业链不畅的问题在哪里?
“目前,碳化硅行业进一步发展的瓶颈主要是碳化硅衬底板。”据林志东介绍,如果汽车前后驱动碳化硅设备,成本为1万元,那么价格低于20万元的电动汽车负担不起,碳化硅设备降低成本的主要环节是降低衬底成本。
公开数据显示,碳化硅衬底约占整个设备成本的47%,外延环节约占成本的23%,制造前总成本高达70%。相比之下,硅片仅占设备成本的7%,整个晶圆制造成本占50%。碳化硅衬底成本高,影响碳化硅功率设备在下游的渗透。
那么,如何降低碳化硅衬底的成本呢?林志东告诉记者,三安光电作为一家全产业链公司,经过多年的探索,认为提高长晶效率、提高晶体质量、减少切割磨损、设备原材料供应链本地化是降低衬底成本的重要途径。更重要的是,基于LED领域的成功经验,公司认为碳化硅衬底的成本可以在短时间内大大降低。
可供参考的是,随着生产技术的快速提高和设备原材料国产化的加快,与2000年相比,LED衬底蓝宝石的成本降低了95%,年成本降低了5%到8%。
叶晓明告诉记者,如果碳化硅衬底成本大幅降低,导致碳化硅设备价格下降,这意味着大量新能源汽车也可以使用碳化硅设备,碳化硅的市场规模将进一步扩大。国内碳化硅设备制造商的相关人士也告诉记者,一旦形成相关趋势,整个行业将迎来一个巨大的发展阶段。目前是碳化硅产业发展的关键时期。
在这个关键时期,碳化硅衬底片的龙头企业致力于降低成本和提高效率,同时大幅扩大生产,抢占市场份额。除三安光电外,天悦先进、露晓科技、东尼电子还宣布了可观的扩张计划,朔科晶体等企业也在“追赶”。
“目前,确实有很多企业宣布扩大生产,但实际有效生产能力(可以着陆)并不多,可以‘上车’的生产能力也更少。可以预见,碳化硅产品将在未来2至3年内供应短缺。”一位业内人士告诉记者。
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