6月20日消息，根據市場研究機構TrendForce集邦咨詢最新發布的研究報告顯示，受益于純電動汽車應用需求的增長，2023年全球SiC（碳化硅）功率元件市場保持了強勁成長，前五大SiC功率元件供應商約占整個市場營收的91.9%，其中意法半導體（ST）以32.6%市占率位居第一，安森美（onsemi）則由2022年的第四名躍居第二名，市場份額為23.6%。緊隨其后的則是英飛凌（Infineon，16.5%）、Wolfspeed（11.1%）、羅姆半導體（ROHM，8%）。
對于2024年的碳化硅市場，TrendForce認為，雖然來自AI服務器等領域的需求則顯著大增，但是純電動汽車銷量成長速度的明顯放緩和工業需求走弱正在影響碳化硅供應鏈，預計2024年全球碳化硅功率元件產業營收年成長幅度將較過去幾年將顯著降低。不過，這并不會阻擋碳化硅廠商們為爭奪未來市場先機的擴產熱情。
下面針對前五大SiC器件廠商及國內的SiC產業的發展情況進行一些梳理：
意法半導體
作為全球最大的車用SiC MOSFET供應商，意法半導體目前正在持續擴大SiC產能。今年6月初，意法半導體宣布將在意大利卡塔尼亞新建一座200mm（8英寸） SiC制造工廠，主要用于SiC功率器件和模塊的制造以及測試和封裝，預計2026年投產，到 2033 年達到滿負荷生產，滿負荷生產時每周可生產多達 15,000 片晶圓。預計總投資約為 50 億歐元。意大利政府將在“歐洲芯片法案”框架內提供約 20 億歐元的支持。
此外，意法半導體還與三安光電于2023年6月宣布，雙方擬投入32億美元在中國重慶共同建立一個新的8英寸碳化硅器件合資制造工廠。計劃于2025 年第四季度開始生產，預計將于 2028年全面落成，將采用意法半導體的碳化硅專利制造工藝技術，達產后可生產8吋碳化硅晶圓10000片/周。同時，三安光電將在當地獨資建立一個8英寸碳化硅襯底工廠作為配套。股權方面，由三安光電全資子公司湖南三安持股51%，意法半導體（中國）投資有限公司持股49%。
根據意法半導體的2023年財報顯示，意法半導體2023年全年凈營收172.9億美元，其中碳化硅產品營收達到了11.4億美元，相比比2022年增長了60%以上。
在客戶合作方面，截至2023年底，意法半導體約有160個design-win項目，分布在100多個客戶之中，其中包括了與全球眾多汽車廠商供應協議（包括吉利、理想等中國車廠）以及與空中客車公司（Airbus）在飛機電氣化方面的合作。
值得一提的是，2023年4月，意法半導體宣布與采埃孚科技集團公司簽署碳化硅器件長期供應協議。從 2025 年起，采埃孚將從意法半導體采購碳化硅器件。根據這份長期采購合同條款，意法半導體將為采埃孚供應超過1,000萬個碳化硅器件。采埃孚計劃將這些器件集成到 2025 年量產的新型模塊化逆變器架構中，利用意法半導體在歐洲和亞洲的碳化硅垂直整合生產線確保完成電驅動客戶訂單。
根據意法半導體CEO Jean-Marc Chery的預計，意法半導體將在2025年實現SiC產品營收達20億美元目標，預計到2030年代末，其碳化硅器件的年收入將超過50億美元。
安森美
近年來，安森美的SiC業務進展迅速，這主要歸功于其車用EliteSiC系列產品。安森美位于韓國富川的SiC晶圓廠在2023年已經完成了擴建，并計劃在2025年完成相關技術驗證后轉為8英寸。自完成對GTAT收購后，目前安森美的SiC襯底材料自給率已超過50%，隨著內部材料產能的提升，公司正在朝著毛利率達到50%的目標前進。
據了解，目前汽車行業已經是安森美公司最大的客戶群之一，占安森美碳化硅銷售額的90%。安森美碳化硅器件客戶除了很多老牌車廠之外，還包括Vitesco、博格華納（BorgWarner）和麥格納、極氪、理想等車廠。
2023年7月，安森美還與博格華納擴大碳化硅方面的戰略合作，協議總價值超10億美元。博格華納計劃將安森美的EliteSiC 1200 V和750 V功率器件集成到其VIPER功率模塊中。
2023年8月時，安森美CEO Hassane El-Khoury在與華爾街的電話會議上表示：“僅在2023年第二季度，安森美就簽署了價值超過30億美元的新碳化硅 LTSA（長期服務協議）。”
2024年1月，安森美還宣布與理想汽車(Li Auto)續簽長期供貨協議。理想汽車將在其下一代800V高壓純電車型中采用安森美高性能EliteSiC 1200 V裸芯片，并繼續在其未來車型中集成安森美800萬像素高性能圖像傳感器。
不過，由于去年底以來，歐美電動汽車市場疲軟以及客戶庫存過剩，安森美今年一季度業績出現了下滑。今年6月中旬，安森美宣布將在全球裁員約 1,000 人，以精簡運營并降低成本。
即便安森美開始了裁員以削減成本，但是其碳化硅產能的擴張腳步依然沒有停止。近日，安森美宣布將在捷克投資至多 20 億美元，建設一座垂直集成碳化硅工廠。
英飛凌
做為工業及汽車芯片大廠，英飛凌的碳化硅營收也主要來源于工業和汽車市場，其中工業市場占比約一半。相較之下，Infineon的汽車業務發展較為穩健，例如近期小米SU7的design win。
早在2018年11月，英飛凌就收購了位于德累斯頓的初創公司Siltectra有限公司獲得了其冷切割（Cold Split）技術，可高效處理晶體材料，并最大限度減少材料損耗。英飛凌隨后將冷切割技術用于切割碳化硅晶圓，使單片晶圓可產出的芯片數量翻倍。
在產能布局方面，英飛凌相對較慢。英飛凌正通過其位于Villach的工廠生產8英寸碳化硅晶圓，并且在大幅擴建其位于馬來西亞居林（Kulim）的8英寸碳化硅晶圓廠，希望將該晶圓廠建成為全球最大的碳化硅晶圓廠。
目前，英飛凌已經完成了位于馬來西亞居林的8英寸碳化硅晶圓廠第一階段建設。英飛凌計劃于今年8月正式啟用居林Module 3廠區，并于2024年底開始生產碳化硅。據了解，該晶圓廠總投資為70億歐元。
值得一提的是，該計劃得到了英飛凌客戶的支持，獲得了高額的訂單及預付款。包括汽車和工業應用領域約50億歐元訂單合同以及約10億歐元的預付款，其中汽車領域客戶包括福特、上汽和奇瑞，可再生能源領域客戶包括SolarEdge和中國三大光伏和儲能系統公司，這表明客戶對英飛凌穩健發展的信心。此外，英飛凌和施耐德電氣還就產能預留達成一致。
得益于居林的碳化硅工廠的龐大產能，英飛凌此前還宣布了到2030年末碳化硅產品營收超過70億歐元、在全球碳化硅市場占據的30%份額的宏大目標。
不過，TrendForce表示，相較于其他幾家領先的碳化硅IDM廠商，英飛凌少碳化硅晶體材料的內部生產能力，因此積極推動多元化供應商體系，以確保供應鏈穩定。
Wolfspeed
Wolfspeed是電動車用碳化硅芯片的領導廠商，其客戶包括特斯拉、通用、奔馳等。然而，自去年下半年以來，隨著歐美電動車銷售成長減速，汽車廠商庫存過高，對于其業績帶來了負面影響。這也導致Wolfspeed功率元件業務市占有所下滑。
不過，Wolfspeed仍然是全球最大的碳化硅材料供應商，特別是汽車級 MOSFET襯底，并在8英寸領域具備先發優勢。YOLE數據顯示，Wolfspeed在2023年的碳化硅材料及磊晶材料（外延材料）的市占率分別為33%和37%，由于受到其他廠商的產能提升的影響，市占率與2022年相比有所降低。不過，隨著Wolfspeed的The JP工廠即將投產，有望顯著提高碳化硅材料產能，并推動莫霍克谷工廠（MVF）的投產進程，從而助力Wolfspeed的市占率回升。
值得一提的是，2023年7月，日本汽車芯片大廠瑞薩電子與Wolfspeed達成了基于碳化硅的長期供應協議。根據雙方的協議，瑞薩電子將交付 20 億美元定金以獲得 Wolfspeed 碳化硅裸晶圓和外延片的 10 年供應。瑞薩電子將于 2025 年開始碳化硅功率半導體的規模化生產，而Wolfspeed供應的高品質碳化硅晶圓將為瑞薩電子的規模化生產鋪平道路。
羅姆半導體
作為汽車功率芯片大廠，羅姆半導體近年來也將業務發展重點放到了碳化硅功率半導體上。2023年7月，羅姆在現有的2座6英寸碳化硅晶圓廠的基礎上，宣布和出光興產（Idemitsu）旗下太陽能電池生產子公司Solar Frontier達成基本協議，在2023年10月取得其太陽能面板制造工廠“國富工廠（宮崎縣國富町）”的資產（廠房和土地），將其打造成8英寸碳化硅功率半導體生產據點。
根據計劃，該8英寸碳化硅功率半導體新工廠目標是在2024年末開始生產，將成為繼宮崎市、福岡縣筑后市之后，羅姆的第三座碳化硅功率半導體生產據點。
羅姆當時表示，隨著電動汽車市場持續擴大，帶動功率半導體需求增加，因此為了穩定供貨給客戶，將擴增以碳化硅功率半導體為中心的半導體產能。羅姆預計，新的生產基地將在2030財年滿產，屆時碳化硅產能將達到2021財年的35倍。
客戶方面，羅姆與Vitesco Technologies、馬自達、吉利汽車等車廠及Tier1建立了長期的合作關系。2023年6月，羅姆還宣布德國汽車零件大廠Vitesco Technologies簽訂了碳化硅功率半導體的長期供應伙伴契約，在2024-2030年期間的交易額將達1,300億日元以上。
值得一提的是，在2023年6月，國內驅動技術及電氣化解決方案制造商緯湃科技宣布與羅姆達成價值超10億美元（到2030年）的長期碳化硅供應合作伙伴關系，從而獲得了對高效率碳化硅功率半導體具有戰略意義的重要產能。該長期供應協議是基于2020年雙方簽署的合作開發協議。兩家客戶將在其電動汽車動力總成中采用緯湃科技集成了羅姆碳化硅芯片的先進逆變器。緯湃科技最早將于2024年投入首批量產。
其他海外廠商
除了以上五家碳化硅大廠之外，其他的海外汽車芯片/零部件大廠也在積極的投資碳化硅領域。
2024年4月，德國博世集團（BOSCH）宣布收購總部位于美國加利福尼亞州羅斯維爾（Roseville）的芯片制造商TSI半導體（TSI Semiconductors）的關鍵資產。TSI半導體在美國加州 Roseville 有座 8 吋晶圓廠，員工有 250 人，為定制化 (ASIC) 芯片的專業代工商。TSI羅斯維爾工廠生產的碳化硅芯片可以為電動汽車提供更長的續航里程，充電速度更快，因此在電動汽車領域的需求將日益增長。
根據博世的說法，市場對碳化硅半導體的需求正以每年30%的速度增長。收購完成后該廠將與博世位于德國兩座晶圓廠成為博世的三大支柱。同時，博世還宣布，將再投資15億美元擴大其在美國的電動汽車用碳化硅芯片的產能，并計劃于2026年在其1萬平方英尺的無塵室生產8吋碳化硅晶圓。
2023年5月，韓國SK集團也宣布，旗下SK powertech位于釜山的新工廠結束試運行，將正式投入批量生產，因此SK集團的碳化硅半導體產能將擴大近3倍，預計2026年SK powertech銷售額增長將超過5000億韓元（約合3.74億美元）。
2023年10月，日本汽車零組件大廠Denso和三菱電機（Mitsubishi Electric）就宣布，將分別投資5億美元，入股美國半導體材料、網絡及激光供應商Coherent（原名II-VI）的碳化硅 業務子公司Silicon Carbide，分別取得 12.5%股權（兩家日企合計取得25%股權）。Silicon Carbide主要從事碳化硅晶圓等產品的制造，是于2023年4月從Coherent公司分拆出來設立的碳化硅業務子公司。通過此次的投資，Denso和三菱電機將可實現6英寸和8英寸碳化硅晶圓的長期穩定采購，進一步強化用來驅動/控制電動車馬達的逆變器（inverter）競爭力。
三菱電機當時也指出，該公司長年來向Coherent采購高品質6英寸碳化硅基板，而通過此次的投資，將進一步深化和Coherent之間的合作。今后除了將和Coherent共同研發8英寸碳化硅基板外，該公司投資約1,000億日圓在熊本縣興建可支持8寸碳化硅晶圓的功率半導體新工廠預定在2026年啟用。
中國碳化硅產業快速增長，但與頭部企業仍差距巨大
中國廠商近年來在碳化硅領域的發展也是十分的迅速。據SMIA的統計，目前國內從事碳化硅材料研究生產的企業/機構已達100多家，規劃產能碳化硅襯底900多萬片/年。2023年我國碳化硅襯底材料出貨89.4萬片（折合6英寸），比2022年的30萬片增長297.9%，銷售收入為36.5億元，雖然同比暴漲221.2%，但與國外廠商仍有一定的差距，比如碳化硅襯底龍頭Wolfspeed的2023財年營收為 9.219 億美元（約合人民幣66.9億元）。
。特別是在碳化硅功率器件營收方面，比如芯聯集成預計其2024年碳化硅器件營收將增長至10億，然而僅意法半導體一家廠商的2023年的碳化硅營收就達到了11.4億美元（約合人民幣82.8億元）。
具體來看，在碳化硅襯底方面，天科合達、山東天岳、山西爍科、河北同光、廣州南砂、晶盛機電等襯底廠商均已實現批量生產（或小批量生產）。其中，天科合達去年底產能估計已達16萬片6英寸碳化硅晶圓，今年將開始生產8英寸碳化硅晶圓；山東天岳預計2026年時，產能將達到30萬片6英寸晶圓，也將開始生產8英寸碳化硅晶圓。
Yole報告顯示，在2023年全球導電型碳化硅襯底材料市場占有率排行中，天科合達以18%的市場份額超過美國Coherent（16%），躍居全球第二，不過仍低于WolfSpeed的33%。另一家中國企業山東天岳則以14%的市場份額排名第四。
在碳化硅外延方面，東莞天域、瀚天天成、三安光電、河北普興、中電化合物等國產碳化硅外延片廠商均已實現量產出貨，2023年碳化硅外延片產能達400多萬片/年。
碳化硅器件方面，芯聯集成、士蘭微、積塔半導體、三安半導體、基本半導體、泰科天潤、聞泰科技、揚杰科技、燕東微、東微半導等企業碳化硅功率器件/模塊營收持續提升，國內碳化硅企業市場占有率正快速提升。
比如，2023年4月下旬，基本半導體車規級碳化硅芯片產線正式通線。一期年產能為1.8萬片晶圓，二期7.2萬片晶圓。主要產品為6英寸碳化硅MOSFET及JBS晶圓等，產線達產后每年可保障約50萬輛新能源汽車的相關芯片需求。當時基本半導體就宣布，其自主研發的汽車級碳化硅功率模塊已收獲了近20家整車廠和Tier1電控客戶的定點，成為國內第一批碳化硅模塊量產上車的頭部企業。采用自研芯片的碳化硅功率器件已累計出貨超過3000萬顆。
芯聯集成也已成功實現車載主驅逆變器用SiC MOSFET器件和模塊的量產，并在2023年實現了月產出超過5000片的產能。今年1月底，芯聯集成宣布與蔚來汽車簽署了碳化硅模塊產品的生產供貨協議，為蔚來生產供應首款自研1200V碳化硅模塊，以及成為蔚來汽車全棧自研體系900V高壓純電平臺的重要合作伙伴。
今年5月21日，士蘭微宣布將與廈門半導體投資集團有限公司、廈門新翼科技實業有限公司擬共同向子公司士蘭集宏增資41.50億元，并計劃通過士蘭集宏投資120億元，建設一條以SiC-MOSEFET為主要產品的8英寸碳化硅功率器件芯片制造生產線，總產能規模6萬片/月。6月18日，士蘭集宏的8英寸碳化硅功率器件芯片制造生產線項目正式在廈門市海滄區開工。
小結：
整體而言，碳化硅產業目前正處于一個快速成長和高度競爭的過程當中，各大廠商均在大力建設碳化硅產能，以便搶占市場份額。比如意法半導體希望通過提升產能以實現到2030年代末其碳化硅器件的年收入超過50億美元的目標。而英飛凌則希望通過其產能最大的居林碳化硅工廠到2030年末實現碳化硅產品營收超過70億歐元、在全球碳化硅市場占據的30%份額，以實現對于意法半導體的反超。而其他的碳化硅廠商也紛紛的轉向8英寸碳化硅晶圓廠，以期在未來競爭中占據一席之地。
對此，TrendForce也表示，規模經濟比任何其他因素更為重要。領先的IDM廠商紛紛一改過去保守、沉穩的戰略姿態，轉而積極投資碳化硅擴張計劃，期望建立領導地位。根據統計，截至目前，全球已有超過10家廠商正在投資建設8英寸碳化硅晶圓廠。可以預見，未來隨著市場規模不斷擴大，碳化硅領域的競爭也將更為激烈。
