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2023年對碳化硅廠商來說是忙碌的一年。在半導(dǎo)體整體下行的背景下，碳化硅依然呈現(xiàn)供不應(yīng)求的景況。這使相關(guān)廠商一整年都在尋求擴(kuò)產(chǎn)與尋找襯底貨源中度過。展望2024年，受汽車應(yīng)用的帶動，市場對碳化硅器件的需求熱度依然不減，隨著8英寸晶圓的小幅試產(chǎn)，行業(yè)的競爭將在新一階段逐步展開。

汽車與光伏應(yīng)用增長，市場供不應(yīng)求

在經(jīng)歷了一輪“缺芯潮”之后，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入相對漫長的下行周期，大多數(shù)半導(dǎo)體公司遭受市場壓力，碳化硅卻是一抹難得的亮色。從2021年-2022年起，碳化硅器件便進(jìn)入供應(yīng)短缺狀態(tài)，至今依然沒有得到完全緩解。其中，汽車對碳化硅器件應(yīng)用量的提升，成為拉動行業(yè)增長的主要因素。

碳化硅在電動車輛和混合動力汽車的功率電子系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，碳化硅器件主要應(yīng)用于逆變器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器等部件當(dāng)中，可以在更高的電壓和溫度下工作，而且效率更高，散熱更好。隨著電動車和混合動力車的需求增加，碳化硅產(chǎn)品的市場需求仍在增加。

據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2023年上半年，全球已有40款碳化硅車型進(jìn)入量產(chǎn)交付，上半年全球碳化硅車型銷量超過120萬輛。從Yole Intelligence發(fā)布的2023年版《功率碳化硅報告》來看，碳化硅行業(yè)近年實現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的增長，預(yù)計到2028年，全球功率碳化硅器件市場將增長至近90億美元。其中，新能源汽車可以稱得上當(dāng)前碳化硅的殺手級應(yīng)用。

碳化硅也在不斷拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院光子信息與能源材料研究中心楊春雷研究員的介紹，近年來光伏太陽能裝機(jī)容量持續(xù)增長，中國作為主要地區(qū)市場，2022年新增裝機(jī)占比超過45%。碳化硅器在光伏市場應(yīng)用值得關(guān)注。Yole研報預(yù)計，應(yīng)用于光伏發(fā)電及儲能的碳化硅市場規(guī)模將在2025年達(dá)到3.14億美元，2019年-2025年復(fù)合增長率為17%。

光伏逆變器是光伏系統(tǒng)的核心部件，可以將太陽能板產(chǎn)生的可變直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并反饋回輸電系統(tǒng)或供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。IGBT是光伏逆變器的核心器件之一。隨著碳化硅在光伏領(lǐng)域應(yīng)用逐漸成熟，碳化硅器件可有效提高光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，光伏逆變器的轉(zhuǎn)換效率可從硅基的96%提升至SiC MOSFET的99%以上，能量損耗降低50%，設(shè)備循環(huán)壽命提升50倍。這使得光伏逆變器擁有更大替換碳化硅的動力。伴隨滲透率的進(jìn)一步提升，未來的碳化硅有望逐漸替代硅基IGBT在光伏逆變器上的應(yīng)用。

大廠紛紛擴(kuò)產(chǎn)，國內(nèi)差距正在縮短

隨著需求的增長，碳化硅大廠紛紛加速產(chǎn)業(yè)布局。2023年10月13日，中國香港科技園公司與杰平方半導(dǎo)體簽署合作備忘錄，投資開設(shè)香港首座碳化硅8英寸晶圓廠。該項目的總投資額約69億元港幣，計劃于2028年達(dá)到年產(chǎn)量24萬片碳化硅晶圓。杰平方半導(dǎo)體是一家聚焦車載芯片研發(fā)的芯片設(shè)計企業(yè)。

10月10日，三菱電機(jī)與電裝分別向Coherent公司的碳化硅業(yè)務(wù)子公司投資5億美元，并各自獲得12.5%的非控股權(quán)益。三菱電機(jī)與電裝表示，通過投資Coherent，可加強(qiáng)雙方的垂直合作，確保 6/8英寸碳化硅芯片的采購的穩(wěn)定。

8月31日，博世宣布完成對TSI Semiconductors的200mm晶圓廠收購。博世計劃在未來幾年中向該晶圓廠投資15億美元。在2026年之后，該晶圓廠將生產(chǎn)8英寸碳化硅晶圓。2023年1月，博世還表示計劃在蘇州建設(shè)一座工廠——博世新能源汽車核心部件及自動駕駛研發(fā)制造基地，生產(chǎn)內(nèi)容包含SiC功率模塊等。

6月份，意法半導(dǎo)體宣布與三安光電成立8英寸碳化硅器件制造合資企業(yè)，建設(shè)總額預(yù)計約達(dá)32億美元，主要從事碳化硅外延、芯片生產(chǎn)，預(yù)計2028年全面落成達(dá)產(chǎn)后，8英寸碳化硅晶圓產(chǎn)能將達(dá)1萬片/周。此外，三安光電還將利用自有碳化硅襯底工藝，單獨(dú)建造和運(yùn)營一座新的8英寸碳化硅襯底制造廠，以滿足合資廠的襯底需求。

安森美也一直在推進(jìn)碳化硅的擴(kuò)張計劃。近兩年來在多個國家的基地頻繁擴(kuò)產(chǎn)。5月份，安森美表示，考慮在美國、捷克、韓國投資20億美元擴(kuò)產(chǎn)碳化硅芯片。另有媒體報道，三星電子內(nèi)部組建碳化硅功率半導(dǎo)體團(tuán)隊，計劃投資700-8000 億韓元進(jìn)入碳化硅與氮化鎵代工業(yè)務(wù)。

對此，中科院半導(dǎo)體所研究員石寅指出，國內(nèi)的競爭還處于起步階段，由于看到這個好市場，很多企業(yè)把碳化硅選作新賽道布局。另外有一個中國特有的原因，碳化硅的生產(chǎn)設(shè)備西方尚未作為重點(diǎn)實施禁運(yùn)，因此不少地區(qū)在擴(kuò)建碳化硅產(chǎn)線。中國碳化硅的優(yōu)勢在于下游應(yīng)用市場龐大，無論是在新能源汽車還是光伏太陽能行業(yè)，國內(nèi)都具備領(lǐng)先優(yōu)勢。

產(chǎn)業(yè)熱潮持續(xù)，領(lǐng)域內(nèi)并購案增加

隨著碳化硅產(chǎn)業(yè)熱潮的發(fā)展，領(lǐng)域內(nèi)并購案也在增加。2023年11月，羅姆宣布完成對Solar Frontier原國富工廠的收購；安森美在2021年以4.15億收購GTAT；SK在2020年以4.5億美元收購杜邦碳化硅晶圓事業(yè)部；ST在2019年以1.375 億美元收購Norstel AB……

碳化硅行業(yè)如果從2018年開始規(guī)?；瘧?yīng)用算起，至今不過5-6年時間，仍然處于發(fā)展的初期階段。技術(shù)門檻和資金門檻，相對于已經(jīng)走向3nm的硅基芯片要小很多。隨著近年來產(chǎn)業(yè)熱度的不斷提升，很多大型半導(dǎo)體企業(yè)開始進(jìn)入碳化硅行業(yè)布局卡位。對此，有投資領(lǐng)域?qū)＜翌A(yù)計，未來3—5年時間，有極大可能保持當(dāng)前的節(jié)奏，每年三至四起具有一定規(guī)模且有一定影響的并購案，持續(xù)一段時間。

相較之下，國內(nèi)的碳化硅產(chǎn)業(yè)起步較晚，就并購角度而言，目前國內(nèi)大規(guī)模碳化硅并購案還不多。不過隨著越來越多的資本與企業(yè)進(jìn)入這個賽道，將來出現(xiàn)大規(guī)模的并購重組是不可避免的。芯聚能半導(dǎo)體CEO周曉陽在相關(guān)論壇演講時，就對碳化硅產(chǎn)業(yè)判斷指出，碳化硅賽道已經(jīng)過于擁擠，一定會有人掉隊，將來并購重組不可避免。

那么，中國碳化硅企業(yè)應(yīng)當(dāng)如何更加有效地實施并購整合呢？專家指出，碳化硅是一個比較新的賽道。從國際上看，現(xiàn)在很多公司已經(jīng)開始從產(chǎn)業(yè)鏈最上游的襯底材料做到最下游的器件模組，探索打造端到端的產(chǎn)業(yè)新模式。比如羅姆收購SiCrystal股權(quán)就是一種從器件公司向襯底材料的延伸，近期收購Solar Frontier也有這方面的意味。這與硅基半導(dǎo)體領(lǐng)域分化為Foundry、Fabless的模式大不相同。而這樣的發(fā)展模式也值得國內(nèi)企業(yè)借鑒。

展望2024，關(guān)注市場長期看好與短期波動

展望2024碳化硅的市場行情，英飛凌科技全球高級副總裁及大中華區(qū)總裁、英飛凌科技大中華區(qū)電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部負(fù)責(zé)人潘大偉表示，第三代半導(dǎo)體是實現(xiàn)低碳化、數(shù)字化的重要技術(shù)，無論是碳化硅還是氮化鎵的應(yīng)用，都有力地支撐了當(dāng)今社會的可持續(xù)發(fā)展。因此看好碳化硅的長期市場需求。特別是在汽車領(lǐng)域，隨著搭載800V高壓平臺的新能源車型逐漸推廣，多個車企均對高性能、高電壓、低導(dǎo)通電阻的碳化硅MOSFET器件提出了更大的需求，如應(yīng)用于主驅(qū)動的1200V大功率的全橋碳化硅MOSFET模塊、應(yīng)用于車載OBC充電器的碳化硅模塊等。

不過市場可能出現(xiàn)的短期波動變化也值得注意。有聲音表示擔(dān)心，2023年底汽車半導(dǎo)體的短缺情況已經(jīng)得到緩解，已經(jīng)火熱一段時間的碳化硅行情或?qū)l(fā)生一定改變。這對相關(guān)企業(yè)來說，應(yīng)當(dāng)給予一定關(guān)注，提前規(guī)劃。

另一個值得關(guān)注的變化是整個行業(yè)從6英寸晶圓向8英寸的過渡期。當(dāng)前國際大廠仍以6英寸晶圓為主，為進(jìn)一步提升產(chǎn)能，降低單個器件的成本，如英飛凌、Wolfspeed、ST、羅姆半導(dǎo)體等幾年前就開始布局8寸碳化硅晶圓，并計劃逐漸實現(xiàn)向8英寸晶圓的過渡。

安富利現(xiàn)場應(yīng)用管理總監(jiān)丁國驕表示，制約碳化硅大規(guī)模生產(chǎn)的主要因素并不是資金設(shè)備等方面的投入，而是碳化硅的生長性。怎樣讓晶圓長快、長厚、長大，這是綜合材料和工藝的問題，需要投入研究試驗和積累。目前國內(nèi)外專家和各廠家正在加大投入攻克這些難題。Yole 高級技術(shù)和市場分析師Poshun Chiu也強(qiáng)調(diào)，隨著未來8英寸晶圓量產(chǎn)增加，碳化硅晶圓的價格將會受到侵蝕。未來幾年中，從產(chǎn)品到價格如何迎接8英寸晶圓時代的到來，將是一個挑戰(zhàn)。