三巨头SiC市场的混战
浏览:24 时间:2023-1-25

近年来,随着对外贸易风险的上升,国内替代的进程开始大大加快。作为“被狠狠卡在脖子上”的半导体领域,成为国产化替代的前沿战场,迅速获得国家全方位支持。在此背景下,各类厂商参与新兴技术国产化替代的热情越来越高。

在中,众多新技术中,应用场景广泛的第三代半导体材料,尤其是以SiC为代表的新型半导体材料,逐渐成为各方竞争的焦点。

各大巨头争夺SiC

临近日,国内第三代半导体行业龙头企业基础半导体宣布完成数亿元B系列融资,由知名上市半导体科技公司闻泰科技牵头。深圳市投控资本、民和资本、唐毅长厚等机构跟随投资,东力原股份和首创进行了追加投资。此次融资也是元旦后半导体领域的首次融资。

作为此次基础半导体投资的主角,闻泰科技也通过此次融资拿到了汽车动力器件热门产品sic的入场券。从国内整个SiC市场的情况来看,SiC领域的巨头远不止一家,那就是闻泰科技。

目前国内竞争SiC的企业基本可以分为三类:第一类是自行制造半导体的半导体企业,代表北美士兰微、斯达半导、比亚迪半导体等知名厂商;第二类是互联网科技公司,代表华为、阿里巴巴;等公司第三类是新能源汽车为代表的新能源厂商,如蔚来, 小鹏等汽车厂商。

从各家的进度来看,国内大部分SiC项目已经进入产业化阶段。比如比亚迪半导体推出的新一代碳化硅Mosfet已经进入第三代,正在开发的第四代中; 扬杰科技已经拥有4个SIC 肖特基模块;华为,投资的天岳, 山东,也实现了宽带隙半导体碳化硅材料的产业化,技术水平达到国际领先水平.

从各公司参与SiC项目的目的来看,是相似的。比如对于蔚来、小鹏,等汽车厂商来说,他们进入碳化硅半导体技术是为了确保掌握核心技术壁垒,形成更好的用户体验;另一方面,还要考虑供应链的稳定性。对于其他参与的企业,除了保证供应链稳定外,也有开拓新业务、寻求新增长点的商业计划。随着各大巨头押注SiC市场,国内SiC市场变得越来越火爆。

SiC为什么要站在风口上

半导体材料这么多,SiC为什么能站在风口上?要回答这个问题,我们需要看看char

碳化硅(SiC)是一种新型硅基材料,由硅(Si)和碳(C)以1: 1的比例形成。目前,它与Si、GaN(氮化镓)一起被列为半导体元器件的三大主流材料。在目前的市场上硅仍然是市场上使用最多的材料。但在性能方面,三种材料中中碳化硅的物理性能明显优于前者。

SiC在物理性能上的优势主要体现在以下几个方面:一是击穿场强会更强,所以耐压会更高,所以可以做成高压产品;二是会比Si高,所以能承受更高的温度,这能承受3倍以上Si的温度;第三个优点是电子饱和速度会更快,所以可以使SiC的频率更高。

此外,SiC还有两个优点:一是导热系数高,冷却更容易;此外,带隙更宽,可以使工作温度更好。因其多方面的优势,成为中新一代半导体材料最有前景的材料之一,业界甚至有“碳化硅赢家赢天下”的说法,可见其影响力之大。

从应用范围来看,已经广泛应用于UHV、5G、轨道交通、新能源汽车等多个领域。

但从整个SiC市场结构来看,美,日、欧等外资公司仍是整个市场的主导者,而国内厂商在这一领域几乎没有话语权。根据Yole数据,Cree、英飞凌和罗姆占据了SiC市场份额的90%左右,Cree是SiC衬底的主要供应商,而罗姆和意法半导体拥有自己的SiC生产线,中的Cree占据了SiC晶圆市场的一半以上。这种垄断优势使其在上游行业有很大的话语权。

比如近几年由于下游硅片供应紧张,很多元器件厂商都要和Cree签订长期供货协议,这在中和美贸易战加剧的背景下自然对我不利,但是芯片业务关系到巨头业务布局的方方面面,所以巨头自然不会缺席。巨头通过加入SiC来填补自身不足,防范外部供应链风险,是合理的。

巨人赌注的深层考虑

除了战略考虑,SiC也离不开其广阔的市场前景和优惠的政策。

从市场角度来看,碳化硅市场前景广阔,前景广阔。根据IMSResearch报告,2017年碳化硅功率器件的市场份额约为3亿美元,主要集中在中光伏逆变器和电源领域。目前该领域市场规模仅占功率器件市场的1.5%,但近几年复合年增长率保持在30%以上,仍处于高速增长期。

此外,与过去仅用于二极管产品的碳化硅功率器件相比,现在其产品结构已经扩展到隔板、晶圆IC等诸多领域。它们在日的应用也越来越广泛。随着新能源汽车、5G等技术的发展,其产品结构进一步丰富。

众所周知,碳化硅材料目前可用于新能源汽车的动力控制单元(电驱动系统)。目前,一些主流新能源汽车厂商,如特斯拉、比亚迪,等,都在自己的产品中应用了SiC材料中例如,特斯拉畅销产品Model3、比亚迪比亚迪汉, 比亚迪唐EV等。全部使用硅场效应晶体管(碳化硅功率场效应晶体管)。

根据三菱电机(著名碳化硅制造商)的研究,碳化硅的功率损耗比IGBT低87%。结合中,功率半导体的能量损失率数据可以得出,仅用SiC替代IGBT,整车续航里程就能提升10%左右。

作为一种具有较大潜力的新型应用材料,除用于汽车零部件外,由于其优异的充电效率,在中充电桩设施中得到了广泛应用。预计未来8年SiC市场有望突破20亿美美元,电动汽车是主要驱动力,MOSFET器件增多。作为全球最大的新能源汽车市场,中新能源市场仍处于蓬勃发展的早期阶段。随着未来这个市场的全面爆发,SiC市场作为重要的原材料,也将迎来属于自己的春天。

从政策上看,SiC市场也有很多优势。众所周知,目前我国已将以SiC为代表的第三代半导体材料纳入中“十四五”国家战略。此外,在《中国制造2025》年的中,国家还对中5G通信和高效能源管理的国产化率设定了具体目标,目标要求到2025年先进半导体材料的国产化率要达到50%。这些优惠政策对碳化硅市场的进一步发展大有裨益。

新的战争迫在眉睫?

那么,在巨头纷纷布局SiC市场之后,是否意味着一场新的战争即将来临?目前,这几乎是不可能的。

首先,目前国内SiC市场刚刚起步,产业化阶段还很早。目前,山东, 天岳等厂家的生产线刚刚铺开,量产尚未做好充分准备。国内碳化硅市场仍主要由英飞凌, 恩智浦、三菱电机等国外巨头控制。

因此,目前国内各厂商的核心任务主要是加快其SiC材料的产能扩张,为下一阶段的规模化、产业化打下基础。但是在市场化还没有普及的情况下,巨头之间爆发新一轮战争的概率很小。

其次,从碳化硅行业本身来看,还有很多困难需要打破。首先,成本高的问题没有得到有效解决。目前各种SiC器件的成本仍比硅基器件高2.4~8倍,难以推广应用其次,随着产能的扩大,其对质量控制的要求越来越高,如何保证成品率也是摆在面前的一大难题。在上述问题解决之前,工业大规模应用还存在很多不确定因素。

因此,从短期来看,巨头之间发生大冲突的可能性很小,而且至少在其全面的市场应用和产能形成之前,发生这样大的战争的可能性还是比较低的。但从长远来看,随着国内碳化硅市场的全面崛起,这种战争依然不可避免。

文字/微信官方账号,刘旷, ID:柳矿110