巨頭混戰(zhàn)SiC市場(chǎng)

配圖來自Canva可畫

近年來在外部貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)升溫的情況下，國內(nèi)的國產(chǎn)化替代進(jìn)程也開始大大提速。作為“被嚴(yán)重卡脖子”的半導(dǎo)體領(lǐng)域，更是成為了國產(chǎn)化替代的前沿戰(zhàn)場(chǎng)，迅速獲得了國家全方位的支持。在此背景下，各類廠商參與新興技術(shù)國產(chǎn)化替代的熱情愈發(fā)高漲。

而在諸多新技術(shù)中，具備廣泛應(yīng)用場(chǎng)景的第三代半導(dǎo)體材料，特別是以SiC為代表的新型半導(dǎo)體材料，日漸成為各方角逐的焦點(diǎn)。

各路巨頭競逐SiC

近日，本土第三代半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)基本半導(dǎo)體宣布，公司已經(jīng)完成了數(shù)億元人民幣B輪融資，由知名上市半導(dǎo)體科技公司聞泰科技領(lǐng)投，深圳市投控資本、民和資本、屹唐長厚等機(jī)構(gòu)跟投，原股東力和資本追加投資。此次融資，也是元旦過后首筆來自半導(dǎo)體領(lǐng)域的融資。

作為此次領(lǐng)投基本半導(dǎo)體的主角，聞泰科技也通過這次融資，拿到了汽車功率器件當(dāng)紅產(chǎn)品SiC的入場(chǎng)券。而從整個(gè)國內(nèi)SiC市場(chǎng)的情況來看，參與角逐SiC領(lǐng)域的巨頭，遠(yuǎn)不止有聞泰科技一家。

當(dāng)前國內(nèi)競逐SiC的企業(yè)，基本可以分為三類：第一類是本身做半導(dǎo)體的半導(dǎo)體企業(yè)，代表如北方華創(chuàng)、士蘭微、斯達(dá)半導(dǎo)、比亞迪半導(dǎo)體等知名廠商；第二類是互聯(lián)網(wǎng)科技公司，代表如華為、阿里巴巴等企業(yè)；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(jìn)展的情況來看，目前國內(nèi)絕大多數(shù)SiC項(xiàng)目，都已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化落實(shí)階段。比如，比亞迪半導(dǎo)體推出的新一代碳化硅Mosfet已經(jīng)進(jìn)入第3代，第4代正在研發(fā)之中；揚(yáng)杰科技已經(jīng)擁有了4個(gè)SiC肖特基模塊；華為投資的山東天岳，也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅材料產(chǎn)業(yè)化，技術(shù)水平也已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平……

而從各家公司參與SiC項(xiàng)目的目的來分析，則是大同小異。比如，對(duì)于蔚來、小鵬等汽車廠商來說，自己入局碳化硅半導(dǎo)體技術(shù)，一方面是為了保證自己掌握核心的技術(shù)壁壘，形成更好的用戶體驗(yàn)；另一方面也有出于供應(yīng)鏈穩(wěn)定的考慮。而對(duì)于其他的參與企業(yè)來說，除了保障供應(yīng)鏈穩(wěn)定之外，也不乏開拓新業(yè)務(wù)、尋求新增長點(diǎn)的業(yè)務(wù)規(guī)劃，而隨著各路巨頭紛紛押注SiC市場(chǎng)，也讓國內(nèi)SiC市場(chǎng)變得愈加火爆。

SiC憑什么站上風(fēng)口

半導(dǎo)體材料那么多，SiC憑什么能夠站上風(fēng)口呢？要回答這一點(diǎn)，還需要從SiC本身的特性來說。

SiC（碳化硅）是以1：1的比例，用硅（Si）和碳（C）生成的化合物，是一種新型的硅基材料。目前它和Si、GaN（氮化鎵），并列為半導(dǎo)體元器件3大主流材料。在當(dāng)前市場(chǎng)中，Si仍是市場(chǎng)上使用最多的材料。但就性能來看，三種材料之中碳化硅材料的物理性能，明顯好于前者。

SiC在物理特性上的好處，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一是擊穿場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)更強(qiáng)，因此耐壓更高，所以它可以做成耐高壓的產(chǎn)品；第二是熔點(diǎn)和Si相比會(huì)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(gè)好處是電子飽和速度會(huì)更快一些，所以SiC的頻率可以做得更高。

另外SiC還有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是熱傳導(dǎo)性很高，這樣冷卻更容易去做；再有禁帶寬度更寬，這樣可以使工作溫度更好做?；谥T多方面的優(yōu)勢(shì)，使其成為新一代半導(dǎo)體材料中最被看好的材料之一，業(yè)界甚至有“得碳化硅者得天下”的說法，足見其影響力之大。

從應(yīng)用范圍來看，目前其憑借多方面的優(yōu)秀性能，在特高壓、5G、軌道交通、新能源汽車等諸多領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。

然而，從整個(gè)SiC市場(chǎng)格局來看，美、日、歐等外商仍是整個(gè)市場(chǎng)的主導(dǎo)者，國內(nèi)廠商在該領(lǐng)域的話語權(quán)還不大。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，Cree、英飛凌、羅姆約占據(jù)了90%的SiC市場(chǎng)份額，Cree是SiC襯底主要供應(yīng)商，羅姆、意法半導(dǎo)體等則擁有自己的SiC生產(chǎn)線等，其中Cree占據(jù)了一半以上的碳化硅晶片市場(chǎng)，這種壟斷優(yōu)勢(shì)使其在產(chǎn)業(yè)上游的話語權(quán)非常之大。

例如，近年來由于下游硅晶片供應(yīng)緊張，促使很多元器件廠商，不得不與Cree簽訂長期供貨協(xié)定，這在當(dāng)前中美貿(mào)易戰(zhàn)加劇的大背景下，自然是于我不利的。而芯片業(yè)務(wù)與巨頭方方面面業(yè)務(wù)布局均有關(guān)聯(lián)，巨頭自然不會(huì)缺席，巨頭通過加注SiC來補(bǔ)齊自身的短板，防止外部供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)也在情理之中。

巨頭押注的更深層考量

巨頭加注SiC，除了戰(zhàn)略考慮之外，還與其廣闊的市場(chǎng)前景和政策利好分不開。

從市場(chǎng)層面來看，SiC市場(chǎng)前景廣闊未來可期。據(jù)IMSResearch報(bào)告顯示，碳化硅功率器件2017年市場(chǎng)份額在3億美元左右，主要集中在光伏逆變器與電源領(lǐng)域。而目前這個(gè)領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模，只占到功率器件市場(chǎng)1.5%的規(guī)模，但近幾年的年復(fù)合增長率保持在30%以上，仍處在高速成長期。

另外，相比過去碳化硅功率器件，僅被應(yīng)用于二極管產(chǎn)品來說，如今其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已經(jīng)擴(kuò)大到了分離器、晶片IC等諸多領(lǐng)域，應(yīng)用日趨廣泛。而隨著新能源汽車、5G等技術(shù)的發(fā)展，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)還在進(jìn)一步豐富。

據(jù)了解，目前SiC材料就可以用于新能源車的動(dòng)力控制單元（電驅(qū)系統(tǒng)）。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(jīng)在自家的產(chǎn)品中應(yīng)用了SiC材料。比如，特斯拉的暢銷款產(chǎn)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（碳化硅功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管）。

據(jù)三菱電機(jī)（知名SiC廠商）研究發(fā)現(xiàn)，SiC的功率損耗較IGBT下降了87%。結(jié)合功率半導(dǎo)體在整車中的能量損耗占比數(shù)據(jù)可以得出，僅僅是將IGBT替換為SiC，就可提高整車?yán)m(xù)航里程10%左右。

作為一種潛力更大的新型應(yīng)用材料，除了用于汽車元器件之外，其優(yōu)秀的充電效率，使其還被廣泛地應(yīng)用于充電樁設(shè)施之中。據(jù)預(yù)計(jì)，未來隨著電動(dòng)汽車作為主驅(qū)動(dòng)力以及MOSFET器件的上量，SiC市場(chǎng)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(chǎng)，中國新能源市場(chǎng)還處于蓬勃發(fā)展的初期階段，未來隨著該市場(chǎng)的全面爆發(fā)，作為重要原材料的SiC市場(chǎng)，也將迎來自己的春天。

從政策方面來看，SiC市場(chǎng)也存在多方面的利好。據(jù)了解，目前我國已經(jīng)在“十四五”規(guī)劃中，將SiC為代表的第三代半導(dǎo)體材料，納入國家戰(zhàn)略進(jìn)行重點(diǎn)推進(jìn)。另外，在《中國制造2025》中，國家對(duì)5G通信、高效能源管理中的國產(chǎn)化率也提出了具體目標(biāo)，目標(biāo)要求到2025年，要使先進(jìn)半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化率達(dá)到50%。這些利好的政策，對(duì)SiC市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展壯大自然是大有助益。

新大戰(zhàn)在即？

那么，在巨頭紛紛布局SiC市場(chǎng)之后，是否意味著一場(chǎng)新的大戰(zhàn)即將到來了呢？從目前來看，基本不會(huì)。

首先，目前國內(nèi)的SiC市場(chǎng)才剛剛起步，產(chǎn)業(yè)化階段還很初級(jí)。當(dāng)前無論是山東天岳還是其他廠商的產(chǎn)線也才剛剛鋪開，大規(guī)模量產(chǎn)尚未完全準(zhǔn)備就緒，國內(nèi)的SiC市場(chǎng)也仍主要由國外巨頭如英飛凌、恩智浦、三菱電機(jī)等機(jī)構(gòu)掌控。

因此目前各類國產(chǎn)廠商的核心任務(wù)，還主要是加速其SiC材料的產(chǎn)能擴(kuò)張，為下一階段的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化打基礎(chǔ)。而在市場(chǎng)化尚未鋪開的情況下，巨頭之間開啟新大戰(zhàn)概率很小。

其次，從碳化硅行業(yè)本身來說，目前其仍存在不少難點(diǎn)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(duì)其普及應(yīng)用造成了一定難度；其次，隨著產(chǎn)能規(guī)模擴(kuò)大，其對(duì)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(chǎn)業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用仍存在諸多不確定性因素。

因此從短期之內(nèi)來看，巨頭發(fā)生大沖突的可能性很小，至少在其全面市場(chǎng)化應(yīng)用、以及產(chǎn)能形成之前，這種大戰(zhàn)爆發(fā)的可能性仍比較低。但從長遠(yuǎn)來看，隨著國產(chǎn)碳化硅市場(chǎng)全面崛起之后，這種大戰(zhàn)仍不可避免。

文/劉曠公眾號(hào)，ID：liukuang110

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