去年,功率 SiC 市場宣布了一系列具有影響力的合作,有趣的是,不僅是在之前看到的晶圓和材料層面,而是在整個功率 SiC 生態(tài)系統(tǒng)中。
根據(jù)Yole Intelligence 的分析顯示,主要由逆變器以及電動汽車中的車載充電器和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器驅(qū)動的汽車市場,到 2022 年將占功率 SiC 市場份額的 70%,到 2028 年這一比例將增長至 74% 。
報告進一步補充說,三個市場正在推動功率碳化硅的增長。從銷量和市場價值來看,純電動汽車是最大的市場,而 800V 電動汽車是 SiC 獲得增長動力的最佳點。EV 直流充電器的部署預(yù)測與 xEV 出貨量的快速增長一致。特別是,SiC 非常適合高功率模塊化充電器。這將是功率碳化硅的下一個十億美元市場。就能源供應(yīng)而言,考慮到 2022-28 年期間安裝數(shù)量不斷增加,它代表著一個價值數(shù)億美元的市場。
其他應(yīng)用包括工業(yè)電源、電機驅(qū)動、鐵路等。
縱觀全球,主要的 SiC 器件制造商意法半導體、英飛凌科技、onsemi、Wolfspeed 和 Rohm 一直忙于與主要 OEM 廠商建立設(shè)計雙贏的合作伙伴關(guān)系,這意味著主要 OEM 廠商和供應(yīng)商對市場未來收入的預(yù)期。截至 2023 年,大多數(shù)電力電子廠商都有 SiC 業(yè)務(wù),包括所有排名前 10 的公司。
尤其是onsemi,在與汽車制造商建立合作伙伴關(guān)系方面非常高效,近幾個月簽署了多項協(xié)議,包括與現(xiàn)代(韓國)、Zeekr(中國)、蔚來(中國)以及德國大眾和寶馬,短期內(nèi)宣布的產(chǎn)量較低。
但最近的公告并不僅僅與design win有關(guān)。雖然傳統(tǒng)上大部分活動都集中在晶圓級,但該行業(yè)現(xiàn)在正在整個生態(tài)系統(tǒng)中經(jīng)歷更多的合作伙伴關(guān)系,包括設(shè)備和系統(tǒng)級。隨著產(chǎn)能擴張的多次公告,碳化硅晶圓供應(yīng)在未來幾年將不再是瓶頸。整個供應(yīng)鏈的參與者正在建立關(guān)系,以鞏固他們在成熟市場中的地位。確保晶圓供應(yīng)、尋求投資以擴大產(chǎn)能、驗證新技術(shù)或進入新市場等動機都發(fā)揮了作用。
截至2023年,功率SiC的主要趨勢是整合功率模塊封裝業(yè)務(wù)以增加收入。盡管 IDM 基于兩種不同的晶圓采購策略,但截至 2023 年,IDM 仍是 Power SiC 的主流商業(yè)模式。一些領(lǐng)先的 IDM 已垂直整合晶圓制造,以更好地控制整個處理流程,而另一些則決定專注于器件級別,不在內(nèi)部整合 SiC 晶圓活動。最近宣布的功率 SiC 領(lǐng)域的并購和合作伙伴關(guān)系揭示了每個參與者所采取的各種戰(zhàn)略立場。它們涉及產(chǎn)能擴張、融資、確保晶圓供應(yīng)、接近新市場或推廣新技術(shù)。
過去十年中,功率 SiC 內(nèi)部合作伙伴關(guān)系的一個主要動機是確保材料供應(yīng),截至 2023 年,情況仍然如此。例如,5 月份,相干公司擴大了與三菱電機的合作伙伴關(guān)系,三菱電機為該公司提供了6 英寸晶圓廠,但目前正在建設(shè)一座 8 英寸晶圓廠,預(yù)計將于 2026 年竣工。
今年 7 月,瑞薩電子宣布有意通過與 Wolfspeed 長達 10 年的合作關(guān)系進入功率 SiC 市場。該交易包括瑞薩電子向 Wolfspeed 支付 20 億美元定金,以確保 150mm 和 200mm 碳化硅晶圓的供應(yīng),并支持Wolfspeed 的產(chǎn)能擴張計劃。
三菱和瑞薩是相對較晚的進入者,但最近的舉措代表了日本廠商在功率 SiC 市場中的增長,因為設(shè)備制造商對豐田和本田等日本原始設(shè)備制造商最近宣布計劃在其電動汽車中采用 SiC 做出了反應(yīng)。
正如瑞薩電子對 Wolfspeed 的 20 億美元投資將有助于其雄心勃勃的產(chǎn)能擴張計劃一樣,最近的其他合作伙伴也看到一級供應(yīng)商投資于設(shè)備制造商以確保供應(yīng)。
這是由于一級供應(yīng)商尋求隨著其在 SiC 供應(yīng)鏈中的地位的發(fā)展而在制造業(yè)中建立未來的地位。目前,原始設(shè)備制造商將設(shè)計和制造委托給一級供應(yīng)商的商業(yè)模式正在發(fā)生變化:越來越多的汽車廠商在電動汽車領(lǐng)域競爭,這意味著原始設(shè)備制造商必須快速創(chuàng)新并驗證其設(shè)計。特斯拉一直是建立集中式設(shè)計的先驅(qū),原始設(shè)備制造商自己進行設(shè)計會更有效率。因此,一級供應(yīng)商渴望在制造業(yè)中建立強大的未來地位,為此他們需要穩(wěn)定的供應(yīng)渠道。設(shè)備制造商還可以通過為其產(chǎn)能擴張?zhí)峁┴攧?wù)支持,從這些關(guān)系中受益。
Wolfspeed 最近宣布與兩家一級供應(yīng)商建立合作伙伴關(guān)系:2022 年 11 月與博格華納合作,博格華納將向 Wolfspeed 投資 5 億美元,以獲得高達 6.5 億美元的 SiC 器件年產(chǎn)能;并于 2023 年 2 月與采埃孚合作,采埃孚將投資數(shù)億美元支持 Wolfspeed 在歐洲的 8 英寸 SiC 工廠。
同樣,Tier 1 Vitesco 在 5 月份宣布與 Onsemi 簽訂為期 10 年的長期協(xié)議,價值 19 億美元。該交易包括向Onsemi投資2.5億美元,用于SiC晶圓和外延晶圓產(chǎn)能擴張。除了7月份宣布的LTA之外,麥格納還將向Onsemi投資4000萬美元。
截至2023年,6英寸是龍頭廠商的主流SiC晶圓尺寸,基于這一成熟平臺有多種產(chǎn)能擴張計劃。
值得一提的是,Wolfspeed 是唯一一家在 8 英寸平臺上進行部分生產(chǎn)的廠商,盡管多家廠商已宣布打算遵循這一戰(zhàn)略決策。許多玩家展示了8英寸樣品并發(fā)布了應(yīng)對所有挑戰(zhàn)的創(chuàng)新方法。然而,8 英寸 SiC 在成本、設(shè)備交貨時間、良率以及最重要的晶圓可用性方面仍然更具挑戰(zhàn)性。面臨哪些挑戰(zhàn)?每個玩家的反應(yīng)如何?
在器件層面,市場上平面SiC晶體管和溝槽SiC晶體管并存。它們提供不同的好處,其使用取決于每個玩家的策略和目標應(yīng)用。
設(shè)備供應(yīng)商不僅關(guān)注擴大聯(lián)系和供應(yīng),還關(guān)注開發(fā)新技術(shù)和進入新市場。2022 年 12 月,意法半導體宣布與 Soitec 合作,以驗證其 SmartSiC 技術(shù)在未來 8 英寸基板制造中的應(yīng)用。通過此次合作,意法半導體計劃受益于進一步多元化的 SiC 晶圓采購,而 Soitec 則可以利用與市場領(lǐng)導者的合作來擴大生產(chǎn)規(guī)模。
2023年6月,意法半導體與三安光電合作,幫助提升其在中國的地位。兩家公司將在中國成立一家合資公司,專注于碳化硅器件制造。截至2023年,市場上8英寸SiC晶圓供應(yīng)有限。因此,三安還宣布計劃新建一座8英寸SiC晶圓生產(chǎn)設(shè)施,以支持合資工廠的產(chǎn)能提升。這樣,意法半導體就可以在中國發(fā)展,同時只提供部分財務(wù)需求,從而大大降低了風險。同時,三安還可以通過與全球領(lǐng)先的SiC廠商合作,進一步加快SiC制造的發(fā)展。
近幾個月大量的合作、協(xié)作和收購預(yù)示著未來功率碳化硅行業(yè)的前景非常光明。但隨著主要設(shè)備廠商都采取重大舉措,試圖各自占據(jù)重要的市場份額,一些廠商將比其他廠商贏得更多。
由于來自硅 IGBT 等其他材料的競爭仍然存在,而且巨額產(chǎn)能擴張投資造成現(xiàn)金流問題,風險肯定存在,但高風險也意味著高回報的潛力。這些風險會在這個快速發(fā)展的市場中得到回報嗎?