碳化硅熱度瘋狂飆升，被搶購的SiC襯底

SiC將迎增速最快三年

從下游終端應(yīng)用來看，SiC主要應(yīng)用領(lǐng)域包括新能源車、光伏、工業(yè)等。

在新能源時代，SiC即將迎來屬于它的性價比［奇點(diǎn)時刻］。

隨著新能源汽車、光伏等重點(diǎn)行業(yè)終端出貨快速增長、SiC滲透率攀升，預(yù)計2022－2024年SiC器件有望迎來增速最快的三年周期。

需求爆發(fā)之下，供給缺口卻進(jìn)一步拉開，而襯底便是SiC器件產(chǎn)能的一大關(guān)鍵瓶頸。

SiC襯底成為最重要環(huán)節(jié)

從價值量來看，整個碳化硅產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出明顯的［頭重腳輕］特征。

以襯底和外延為主的碳化硅材料占據(jù)了整個產(chǎn)業(yè)鏈近70％ 的價值量，其中襯底作為最重要的環(huán)節(jié)，價值量占比接近 50％。

以SiC為襯底制成的半導(dǎo)體器件，可以更好滿足高溫、高壓、大功率等條件下的應(yīng)用需求。

新能源車與光伏應(yīng)用推動下，在8英寸SiC晶圓大規(guī)模普及之前，導(dǎo)電型襯底供應(yīng)量依然制約了SiC器件市場快速發(fā)展。

預(yù)計2026年全球SiC襯底有效產(chǎn)能為330萬片，距同年629萬片的襯底需求量仍有較大差距。

在業(yè)內(nèi)形成穩(wěn)定且較高的良率規(guī)模化出貨前，整個行業(yè)都將持續(xù)陷于供不應(yīng)求。

被搶購的SiC襯底

海外方面，目前Wolfspeed已投入10億美元建新工廠，并在今年4月開始生產(chǎn)8英寸SiC等產(chǎn)品；

其今年第四財季營收達(dá)2．29億美元，同比增56．7％；還將2026年營收預(yù)期較去年底提出的21億美元目標(biāo)提高30％－40％。

羅姆旗下SiCrystal預(yù)計2023年左右開始量產(chǎn)8英寸SiC襯底；

Soitec在今年3月啟動了新晶圓廠建設(shè)計劃，并在5月發(fā)布了8英寸碳化硅襯底產(chǎn)品。

我國6英寸的SiC材料已經(jīng)步入量產(chǎn)階段。

天岳先進(jìn)披露2023年至2025 年，公司及公司全資子公司上海天岳半導(dǎo)體材料有限公司將向合同對方銷售6 英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底產(chǎn)品，合計金額為13．93億元。

中電55所采購4英寸高純半絕緣SiC襯底訂單，采購量為2．3萬片SiC襯底，河北同光和山東天岳兩家廠商中標(biāo)，其中河北同光為1．2萬片，山東天岳則為1．1萬片。

這意味著中國導(dǎo)電型SiC襯底產(chǎn)業(yè)駛?cè)肟燔嚨馈?/span>

汽車等下游用戶也可以吃下定心丸，相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)能供應(yīng)問題或?qū)⒌玫骄徑狻?/span>

晶盛機(jī)電6英寸SiC產(chǎn)品也在快速量產(chǎn)，今年3月，公司在寧夏開工建設(shè)了一期年產(chǎn)40萬片6英寸以上的導(dǎo)電型、絕緣型SiC襯底產(chǎn)能。

另據(jù)透露，其獲得了意向SiC襯底訂單，3年內(nèi)將優(yōu)先向客戶提供SiC襯底合計不低于23萬片。

SiC 襯底遠(yuǎn)比想象的難做

SiC 產(chǎn)業(yè)鏈主要包括襯底、外延、器件制造、封測等環(huán)節(jié)。

SiC 襯底是晶圓成本中占比最大的一項。

由于SiC襯底加工環(huán)節(jié)復(fù)雜、耗時，所以其在整個 SiC 晶圓中所占成本比例最高，其在成本中的占比高達(dá)47％。

考慮到SiC材料屬于高硬度的脆性材料，所以在加工、減薄過程中容易比硅晶圓出現(xiàn)更多的翹曲、裂片現(xiàn)象，從而使得目前良率損失占成本比例仍較大。

Wolfspeed在 SiC 襯底一家獨(dú)大，而 II－VI 和 SiCrystal 位居第二梯隊，有 10％多的市場份額。

接下來的廠商包括 SK Siltron（5％）以及天科合達(dá)（4％），其他的中國公司甚至沒有上榜。

當(dāng)前國內(nèi)SiC襯底的主流尺寸為4或6英寸，而Wolfspeed早已實(shí)現(xiàn)8英寸襯底的量產(chǎn)。

擴(kuò)徑有著極高的技術(shù)壁壘，不同尺寸的SiC襯底之間有大約5年的差距。

鑒于國內(nèi)大多數(shù)廠商連6英寸都沒有搞明白，良率也普遍較差，因此國內(nèi)外的技術(shù)差距大約在7年以上。

當(dāng)前A股的碳化硅標(biāo)的，要不產(chǎn)能還停留在每個月幾千片的水平，要不還在艱難的產(chǎn)能爬坡和提升良率之中，這個過程可能還要5年以上。

目前已有10多所高校、科研院所和幾十家企業(yè)活躍在國內(nèi)SiC單晶襯底領(lǐng)域，先后攻克了單晶尺寸、電阻率、晶型、單晶爐等一系列核心技術(shù)。

4英寸導(dǎo)電型和半絕緣SiC襯底已大規(guī)模量產(chǎn)和應(yīng)用，6英寸導(dǎo)電型襯底已大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

但目前在缺陷控制、襯底尺寸、面型控制等方面的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化水平，與國外仍有差距。

國內(nèi)襯底環(huán)節(jié)待補(bǔ)強(qiáng)

國內(nèi)的碳化硅襯底技術(shù)有了很大進(jìn)步，一些企業(yè)產(chǎn)品通過了驗證，也基本可以用了。但整體來看，穩(wěn)定性、可靠性跟國外還有差距。

碳化硅襯底根據(jù)電阻率可分為導(dǎo)電型、半絕緣型。在導(dǎo)電型碳化硅襯底上生長碳化硅外延層制得碳化硅外延片。

可進(jìn)一步制成功率器件應(yīng)用于電動汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域。

電動汽車行業(yè)對導(dǎo)電型碳化硅襯底需求空間巨大。

目前特斯拉、比亞迪、蔚來、小鵬等新能源車企已經(jīng)計劃使用碳化硅分立器件或模塊。

后續(xù)隨著電動汽車中 800V 高壓大功率快充的普及，碳化硅器件在高壓低能耗小體積的優(yōu)勢會進(jìn)一步體現(xiàn)，隨著成本下降將會成為未來電動汽車的必然之選。

結(jié)尾：

較高的制造難度帶來的是一時之間難以下探的價格。

相較于成熟的硅片制造工藝，碳化硅襯底價格短期內(nèi)依然會較為高昂。

畢竟無論在哪個領(lǐng)域，終端市場永遠(yuǎn)有著絕對的發(fā)言權(quán)。

在市場和價格的雙重影響下，碳化硅襯底廠商自然也就成為了最先賺錢的那個環(huán)節(jié)。