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                今日视点:碳化硅热度疯狂飙升,被抢购的SiC衬底

                来源:Ai芯天下     时间:2022-09-06 15:56:36

                SiC将迎增速最快三年

                从下游终端应用来看,SiC主要应用领域包括新能源车、光伏、工业等。

                在新能源时代,SiC即将迎来属于它的性价比[奇点时刻]。


                (相关资料图)

                随着新能源汽车、光伏等重点行业终端出货快速增长、SiC渗透率攀升,预计2022-2024年SiC器件有望迎来增速最快的三年周期。

                需求爆发之下,供给缺口却进一步拉开,而衬底便是SiC器件产能的一大关键瓶颈。

                SiC衬底成为最重要环节

                从价值量来看,整个碳化硅产业呈现出明显的[头重脚轻]特征。

                以衬底和外延为主的碳化硅材料占据了整个产业链近70% 的价值量,其中衬底作为最重要的环节,价值量占比接近 50%。

                以SiC为衬底制成的半导体器件,可以更好满足高温、高压、大功率等条件下的应用需求。

                新能源车与光伏应用推动下,在8英寸SiC晶圆大规模普及之前,导电型衬底供应量依然制约了SiC器件市场快速发展。

                预计2026年全球SiC衬底有效产能为330万片,距同年629万片的衬底需求量仍有较大差距。

                在业内形成稳定且较高的良率规模化出货前,整个行业都将持续陷于供不应求。

                被抢购的SiC衬底

                海外方面,目前Wolfspeed已投入10亿美元建新工厂,并在今年4月开始生产8英寸SiC等产品;

                其今年第四财季营收达2.29亿美元,同比增56.7%;还将2026年营收预期较去年底提出的21亿美元目标提高30%-40%。

                罗姆旗下SiCrystal预计2023年左右开始量产8英寸SiC衬底;

                Soitec在今年3月启动了新晶圆厂建设计划,并在5月发布了8英寸碳化硅衬底产品。

                我国6英寸的SiC材料已经步入量产阶段。

                天岳先进披露2023年至2025 年,公司及公司全资子公司上海天岳半导体材料有限公司将向合同对方销售6 英寸导电型碳化硅衬底产品,合计金额为13.93亿元。

                中电55所采购4英寸高纯半绝缘SiC衬底订单,采购量为2.3万片SiC衬底,河北同光和山东天岳两家厂商中标,其中河北同光为1.2万片,山东天岳则为1.1万片。

                这意味着中国导电型SiC衬底产业驶入快车道。

                汽车等下游用户也可以吃下定心丸,相关产品产能供应问题或将得到缓解。

                晶盛机电6英寸SiC产品也在快速量产,今年3月,公司在宁夏开工建设了一期年产40万片6英寸以上的导电型、绝缘型SiC衬底产能。

                另据透露,其获得了意向SiC衬底订单,3年内将优先向客户提供SiC衬底合计不低于23万片。

                SiC 衬底远比想象的难做

                SiC 产业链主要包括衬底、外延、器件制造、封测等环节。

                SiC 衬底是晶圆成本中占比最大的一项。

                由于SiC衬底加工环节复杂、耗时,所以其在整个 SiC 晶圆中所占成本比例最高,其在成本中的占比高达47%。

                考虑到SiC材料属于高硬度的脆性材料,所以在加工、减薄过程中容易比硅晶圆出现更多的翘曲、裂片现象,从而使得目前良率损失占成本比例仍较大。

                Wolfspeed在 SiC 衬底一家独大,而 II-VI 和 SiCrystal 位居第二梯队,有 10%多的市场份额。

                接下来的厂商包括 SK Siltron(5%)以及天科合达(4%),其他的中国公司甚至没有上榜。

                当前国内SiC衬底的主流尺寸为4或6英寸,而Wolfspeed早已实现8英寸衬底的量产。

                扩径有着极高的技术壁垒,不同尺寸的SiC衬底之间有大约5年的差距。

                鉴于国内大多数厂商连6英寸都没有搞明白,良率也普遍较差,因此国内外的技术差距大约在7年以上。

                当前A股的碳化硅标的,要不产能还停留在每个月几千片的水平,要不还在艰难的产能爬坡和提升良率之中,这个过程可能还要5年以上。

                目前已有10多所高校、科研院所和几十家企业活跃在国内SiC单晶衬底领域,先后攻克了单晶尺寸、电阻率、晶型、单晶炉等一系列核心技术。

                4英寸导电型和半绝缘SiC衬底已大规模量产和应用,6英寸导电型衬底已大规模产业化。

                但目前在缺陷控制、衬底尺寸、面型控制等方面的研发和产业化水平,与国外仍有差距。

                国内衬底环节待补强

                国内的碳化硅衬底技术有了很大进步,一些企业产品通过了验证,也基本可以用了。但整体来看,稳定性、可靠性跟国外还有差距。

                碳化硅衬底根据电阻率可分为导电型、半绝缘型。在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层制得碳化硅外延片。

                可进一步制成功率器件应用于电动汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域。

                电动汽车行业对导电型碳化硅衬底需求空间巨大。

                目前特斯拉、比亚迪、蔚来、小鹏等新能源车企已经计划使用碳化硅分立器件或模块。

                后续随着电动汽车中 800V 高压大功率快充的普及,碳化硅器件在高压低能耗小体积的优势会进一步体现,随着成本下降将会成为未来电动汽车的必然之选。

                结尾:

                较高的制造难度带来的是一时之间难以下探的价格。

                相较于成熟的硅片制造工艺,碳化硅衬底价格短期内依然会较为高昂。

                毕竟无论在哪个领域,终端市场永远有着绝对的发言权。

                在市场和价格的双重影响下,碳化硅衬底厂商自然也就成为了最先赚钱的那个环节。

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