巨頭混戰SiC市場

配圖來自Canva可畫

 

近年來在外部貿易風險持續升溫的情況下，國內的國產化替代程式也開始大大提速。作為“被嚴重卡脖子”的半導體領域，更是成為了國產化替代的前沿戰場，迅速獲得了國家全方位的支援。在此背景下，各類廠商參與新興技術國產化替代的熱情愈發高漲。

 

而在諸多新技術中，具備廣泛應用場景的第三代半導體材料，特別是以SiC為代表的新型半導體材料，日漸成為各方角逐的焦點。

  

各路巨頭競逐SiC

 

近日，本土第三代半導體行業領軍企業基本半導體宣佈，公司已經完成了數億元人民幣B輪融資，由知名上市半導體科技公司聞泰科技領投，深圳市投控資本、民和資本、屹唐長厚等機構跟投，原股東力和資本追加投資。此次融資，也是元旦過後首筆來自半導體領域的融資。

 

作為此次領投基本半導體的主角，聞泰科技也透過這次融資，拿到了汽車功率器件當紅產品SiC的入場券。而從整個國內SiC市場的情況來看，參與角逐SiC領域的巨頭，遠不止有聞泰科技一家。

 

當前國內競逐SiC的企業，基本可以分為三類：第一類是本身做半導體的半導體企業，代表如北方華創、士蘭微、斯達半導、比亞迪半導體等知名廠商；第二類是網際網路科技公司，代表如華為、阿里巴巴等企業；第三類是以新能源汽車為代表的新能源廠商，比如蔚來、小鵬等汽車廠商。

 

從各家進展的情況來看，目前國內絕大多數SiC專案，都已經進入產業化落實階段。比如，比亞迪半導體推出的新一代碳化矽Mosfet已經進入第3代，第4代正在研發之中；揚傑科技已經擁有了4個SiC肖特基模組；華為投資的山東天嶽，也已經實現寬禁帶半導體碳化矽材料產業化，技術水平也已經達到了國際領先水平……

 

而從各家公司參與SiC專案的目的來分析，則是大同小異。比如，對於蔚來、小鵬等汽車廠商來說，自己入局碳化矽半導體技術，一方面是為了保證自己掌握核心的技術壁壘，形成更好的使用者體驗；另一方面也有出於供應鏈穩定的考慮。而對於其他的參與企業來說，除了保障供應鏈穩定之外，也不乏開拓新業務、尋求新增長點的業務規劃，而隨著各路巨頭紛紛押注SiC市場，也讓國內SiC市場變得愈加火爆。

 

SiC憑什麼站上風口

 

半導體材料那麼多，SiC憑什麼能夠站上風口呢？要回答這一點，還需要從SiC本身的特性來說。

 

SiC（碳化矽）是以1：1的比例，用矽（Si）和碳（C）生成的化合物，是一種新型的矽基材料。目前它和Si、GaN（氮化鎵），並列為半導體元器件3大主流材料。在當前市場中，Si仍是市場上使用最多的材料。但就效能來看，三種材料之中碳化矽材料的物理效能，明顯好於前者。

 

SiC在物理特性上的好處，主要體現在以下幾個方面：第一是擊穿場強度會更強，因此耐壓更高，所以它可以做成耐高壓的產品；第二是熔點和Si相比會更高一些，這樣可以耐更高的溫度，大約可以耐到Si溫度3倍以上；第三個好處是電子飽和速度會更快一些，所以SiC的頻率可以做得更高。

 

另外SiC還有兩個優勢：一是熱傳導性很高，這樣冷卻更容易去做；再有禁頻寬度更寬，這樣可以使工作溫度更好做。基於諸多方面的優勢，使其成為新一代半導體材料中最被看好的材料之一，業界甚至有“得碳化矽者得天下”的說法，足見其影響力之大。

 

從應用範圍來看，目前其憑藉多方面的優秀效能，在特高壓、5G、軌道交通、新能源汽車等諸多領域均得到了廣泛應用。

 

然而，從整個SiC市場格局來看，美、日、歐等外商仍是整個市場的主導者，國內廠商在該領域的話語權還不大。根據Yole資料顯示，Cree、英飛凌、羅姆約佔據了90%的SiC市場份額，Cree是SiC襯底主要供應商，羅姆、意法半導體等則擁有自己的SiC生產線等，其中Cree佔據了一半以上的碳化矽晶片市場，這種壟斷優勢使其在產業上游的話語權非常之大。

 

例如，近年來由於下游矽晶片供應緊張，促使很多元器件廠商，不得不與Cree簽訂長期供貨協定，這在當前中美貿易戰加劇的大背景下，自然是於我不利的。而晶片業務與巨頭方方面面業務佈局均有關聯，巨頭自然不會缺席，巨頭透過加註SiC來補齊自身的短板，防止外部供應鏈風險也在情理之中。

 

巨頭押注的更深層考量

 

巨頭加註SiC，除了戰略考慮之外，還與其廣闊的市場前景和政策利好分不開。

 

從市場層面來看，SiC市場前景廣闊未來可期。據IMSResearch報告顯示，碳化矽功率器件2017年市場份額在3億美元左右，主要集中在光伏逆變器與電源領域。而目前這個領域的市場規模，只佔到功率器件市場1.5%的規模，但近幾年的年複合增長率保持在30%以上，仍處在高速成長期。

 

另外，相比過去碳化矽功率器件，僅被應用於二極體產品來說，如今其產品結構已經擴大到了分離器、晶片IC等諸多領域，應用日趨廣泛。而隨著新能源汽車、5G等技術的發展，其產品結構還在進一步豐富。

 

據瞭解，目前SiC材料就可以用於新能源車的動力控制單元（電驅系統）。目前一些主流的新能源汽車廠商比如特斯拉、比亞迪等，目前均已經在自家的產品中應用了SiC材料。比如，特斯拉的暢銷款產品Model 3、比亞迪旗下的比亞迪漢、比亞迪唐EV等，都使用了SiC MOSFET（碳化矽功率場效應電晶體）。

 

據三菱電機（知名SiC廠商）研究發現，SiC的功率損耗較IGBT下降了87%。結合功率半導體在整車中的能量損耗佔比資料可以得出，僅僅是將IGBT替換為SiC，就可提高整車續航里程10%左右。

 

作為一種潛力更大的新型應用材料，除了用於汽車元器件之外，其優秀的充電效率，使其還被廣泛地應用於充電樁設施之中。據預計，未來隨著電動汽車作為主驅動力以及MOSFET器件的上量，SiC市場有望在未來8年突破20億美元。作為全世界最大的新能源汽車市場，中國新能源市場還處於蓬勃發展的初期階段，未來隨著該市場的全面爆發，作為重要原材料的SiC市場，也將迎來自己的春天。

 

從政策方面來看，SiC市場也存在多方面的利好。據瞭解，目前我國已經在“十四五”規劃中，將SiC為代表的第三代半導體材料，納入國家戰略進行重點推進。另外，在《中國製造2025》中，國家對5G通訊、高效能源管理中的國產化率也提出了具體目標，目標要求到2025年，要使先進半導體材料的國產化率達到50%。這些利好的政策，對SiC市場的進一步發展壯大自然是大有助益。

 

新大戰在即？

 

那麼，在巨頭紛紛佈局SiC市場之後，是否意味著一場新的大戰即將到來了呢？從目前來看，基本不會。

 

首先，目前國內的SiC市場才剛剛起步，產業化階段還很初級。當前無論是山東天嶽還是其他廠商的產線也才剛剛鋪開，大規模量產尚未完全準備就緒，國內的SiC市場也仍主要由國外巨頭如英飛凌、恩智浦、三菱電機等機構掌控。

 

因此目前各類國產廠商的核心任務，還主要是加速其SiC材料的產能擴張，為下一階段的規模化、產業化打基礎。而在市場化尚未鋪開的情況下，巨頭之間開啟新大戰機率很小。

 

其次，從碳化矽行業本身來說，目前其仍存在不少難點有待突破。首先，是成本高的問題仍未得到有效解決。目前各類 SiC 器件的成本仍比Si 基器件高 2.4~8倍，這對其普及應用造成了一定難度；其次，隨著產能規模擴大，其對品控要求也越來越高，如何保障良品率也是擺在其面前的一大問題。而在以上問題沒有得到解決之前，產業的大規模應用仍存在諸多不確定性因素。

 

因此從短期之內來看，巨頭髮生大沖突的可能性很小，至少在其全面市場化應用、以及產能形成之前，這種大戰爆發的可能性仍比較低。但從長遠來看，隨著國產碳化矽市場全面崛起之後，這種大戰仍不可避免。

 

文/劉曠公眾號，ID：liukuang110