近期,有消息稱美國芯片制造商Wolfspeed公司正準備在數(shù)周內申請破產(chǎn)保護,該公司正艱難應對其債務危機。
雖是昔日全球碳化硅行業(yè)的頭部企業(yè),但這些年Wolfspeed公司已逐漸掉隊,跟不上英飛凌、安森美以及國內諸多友商的腳步。其在本月早些時候已表達了對自身持續(xù)經(jīng)營能力的擔憂,并預測其年收入將低于預期。
Wolfspeed公司走向破產(chǎn)邊緣的原因有很多,包括高額的債務和財務成本不斷消耗其現(xiàn)金流,導致研發(fā)與市場開拓舉步維艱;也有碳化硅行業(yè)整體面臨技術瓶頸難以進步,較低的良率導致生產(chǎn)成本過高,下游客戶不買單;還有中國碳化硅選手看到細分賽道的發(fā)展前景,前赴后繼進入這個行業(yè),不斷堆產(chǎn)能,通過各種方式搶占市場份額;以及公司管理層在資本配置、執(zhí)行和戰(zhàn)略方面存在各種失誤,沒能較好地應對市場變化和挑戰(zhàn)。
值得一提的是,近半年內,碳化硅行業(yè)內不僅有Wolfspeed公司這樣的昔日巨頭陷入破產(chǎn)危機,我國曾經(jīng)的碳化硅明星企業(yè)——世紀金光也在去年末因為資不抵債,進入破產(chǎn)清算程序。世紀金光的沒落也有著諸多內在原因,盲目擴張、技術實力不足、資金鏈斷裂、市場需求疲軟等不一而足。
兩家昔日明星企業(yè)不復昔日光景背后有個共性原因,那便是經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展,碳化硅行業(yè)從一個充滿想象空間的新興賽道,逐漸轉變成一個有著光明前景但已出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的行業(yè)。數(shù)據(jù)顯示,2024年,國內碳化硅企業(yè)注銷超過5千家。
此前,有碳化硅行業(yè)資深人士向芯師爺稱,根據(jù)其近兩年的觀察,國內的碳化硅行業(yè)早已進入淘汰賽,前兩年在競標項目中比較常見的許多同行,已經(jīng)逐漸不見身影。另有多位碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈從業(yè)者向芯師爺透露,現(xiàn)在碳化硅行業(yè)太卷了,價格方面沒有最低只有更低,很多項目其實根本不賺錢,但是為了保證出貨沒有辦法,只能硬著頭皮去做。
根據(jù)報道,由于前期過度投資,近期國內碳化硅材料供過于求,且下游電動汽車率先進入競爭性降價,引起2023年末開始大幅降價,6英寸碳化硅以6000元/片降至去年底1500元/片左右,單賣碳化硅的企業(yè),已處于虧損狀態(tài)。
就這樣,碳化硅還是一門好生意嗎?
從當下看,目前碳化硅行業(yè)似乎還處于賠本賺吆喝的階段,真正賺錢的企業(yè)并不多。著眼于未來,碳化硅的前景十分光明,其作為新一代半導體材料的杰出代表,碳化硅以其卓越的物理和化學屬性,正在引領半導體器件性能的革命,相比傳統(tǒng)的硅基IGBT,碳化硅更加耐高溫、耐高壓,還擁有更高的熱導率。
目前我國大熱的新能源汽車、風電、光伏、5G通信、軍工等場景都有碳化硅的用武之地,碳化硅行業(yè)必然有著非常不錯的未來。以SiC、GaN為代表的第三代半導體器件,因其優(yōu)秀的耐高溫、耐高壓、抗輻射等特性,正在逐步替代硅基半導體功率器件的市場空間,越來越多的企業(yè)加入了第三代半導體器件的開發(fā)行列。
數(shù)據(jù)顯示,2021-2027年,全球碳化硅功率器件市場規(guī)模將由10.9億美元增長到62.97億美元,年復合增長率達34%。國家對產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面也有一定力度的支持。《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中提出,我國將加速推動以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體新材料新技術產(chǎn)業(yè)化進程,催生一批高速成長的新材料企業(yè)。
不過,隨著時間的推移,國內碳化硅產(chǎn)業(yè)格局將會發(fā)生變化,在當下的行情之下,不具備規(guī)模優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的中小型碳化硅企業(yè)的生存難度將越來越大,市場的投資與行業(yè)資源將會向頭部企業(yè)集中,一方面頭部企業(yè)的抗風險能力更強,在供貨穩(wěn)定性方面更有保障,往往技術方面也相對更先進,另一方面在規(guī)模效應之下,頭部企業(yè)可以提供相對低產(chǎn)品價格時保障質量。
CIC灼識咨詢執(zhí)行董事余怡然此前接受21世紀財經(jīng)報道采訪時曾表示,“隨著碳化硅降價趨勢,預計2025年行業(yè)兼并整合可能會加劇。原因包括成本壓力的增加、市場競爭力的提升需求以及技術發(fā)展的需求。價格下降導致利潤空間壓縮,企業(yè)可能通過兼并整合降低成本、提高效率。同時,為了保持市場競爭力和適應技術發(fā)展,企業(yè)可能會尋求通過收購獲取關鍵技術和客戶資源,以保持在市場中的競爭力?!?/p>
哪些碳化硅領域的國產(chǎn)玩家,能在這場行業(yè)淘汰賽中沖出重圍?
1碳化硅器件
芯聯(lián)集成
2021年,察覺到市場的變化,在功率半導體和晶圓代工方面有著深厚技術積累的芯聯(lián)集成切入碳化硅市場。
經(jīng)過三年多的發(fā)展,其碳化硅業(yè)務已經(jīng)有了不小的規(guī)模。根據(jù)公司2024年年報數(shù)據(jù),芯聯(lián)集成實現(xiàn)碳化硅業(yè)務收入10.16億元,同比增長超100%。
目前,芯聯(lián)集成已在多家國內外OEM和Tier1客戶進行量產(chǎn),更多客戶處于定點+產(chǎn)品導入階段。在車規(guī)級產(chǎn)品工藝方面,SiC工藝平臺實現(xiàn)了650V到2000V系列的全面布局,部分工藝平臺已完成了全系列產(chǎn)品參數(shù)及可靠性驗證,進入規(guī)模量產(chǎn)階段。在技術迭代方面,公司已實現(xiàn)了平面型SiCMOSFET產(chǎn)品兩年迭3代,產(chǎn)品已順利投入量產(chǎn)。在產(chǎn)線建設方面,公司8英寸SiCMOSFET已實現(xiàn)工程批下線及通線,預計2025年下半年量產(chǎn)。
今年4月份,芯聯(lián)集成發(fā)布公告稱,將收購芯聯(lián)越州72.33%股權,實現(xiàn)完全控股。收購完成后,芯聯(lián)集成計劃加快8英寸布局,將芯聯(lián)越州現(xiàn)有?1?萬片/月?8?英寸硅基產(chǎn)線及?8?千片/月?6?英寸碳化硅產(chǎn)線逐步改造為?8?英寸碳化硅產(chǎn)線。
士蘭微
士蘭微成立于1997年,至今接近30年時間,是國內收入及產(chǎn)能規(guī)模最大的純半導體 IDM 公司。根據(jù)英飛凌發(fā)布的2025財年第二季度財報,2024年全球功率半導體市場總規(guī)模為323億美元。士蘭微電子以3.3%的市場占有率躍升至全球第六。
在碳化硅領域,士蘭微也早有布局。根據(jù)士蘭微4月份發(fā)布的相關公告,截至4月初,“公司已完成第Ⅳ代平面柵?SiC-MOSFET?技術的開發(fā),性能指標接近溝槽柵SiC器件的水平。第Ⅳ代SiC芯片與模塊已送客戶評測,基于第Ⅳ代SiC芯片的功率模塊預計將于2025年上量?!?/p>
目前,士蘭明鎵(士蘭微子公司)已形成月產(chǎn)9,000片6英寸SiC MOS芯片的生產(chǎn)能 力。基于自主研發(fā)的Ⅱ代?SiC-MOSFET?芯片生產(chǎn)的電動汽車主電機驅動模 塊在4家國內汽車廠家累計出貨量5萬只,客戶端反映良好。截至2024年底,士蘭集宏(士蘭微子公司)8英寸SiC mini line已實現(xiàn)通線,公司Ⅱ代SiC芯片已在8英寸mini line上試流片成功,其參數(shù)與公司6英寸產(chǎn)品匹配,良品率明顯高于6英寸。士蘭集宏主廠房及其他建筑物已全面封頂,正在進行凈化裝修,預計將在2025年4季度實現(xiàn)全面通線并試生產(chǎn),以趕上2026年車用SiC市場的快速成長。
比亞迪半導體
借助新能源浪潮,比亞迪一躍成為國內汽車銷冠,其在碳化硅領域的實力也相當不俗。
早在2020年,其便在碳化硅方面取得重大技術突破。當年12月,比亞迪半導體產(chǎn)品總監(jiān)楊欽耀表示,“車規(guī)級的IGBT已經(jīng)走到5代,碳化硅MOSFET已經(jīng)走到3代,第4代正在開發(fā)當中。正在規(guī)劃自建產(chǎn)線?!?/p>
比亞迪是全球最早布局碳化硅的汽車企業(yè)之一。在SiC器件領域,比亞迪半導體產(chǎn)品主要包括主要包括SiC單管和SiC模塊,采取IDM經(jīng)營模式,已形成包含芯片設計、晶圓制造、模塊封裝與測試、系統(tǒng)級應用測試的完整產(chǎn)業(yè)鏈。值得一提的是,比亞迪半導體是全球首家實現(xiàn)SiC三相全橋模塊在電機驅動控制器中大批量裝車的功率半導體供應商。
今年三月份,比亞迪首次展示了其自主研發(fā)的1500V車規(guī)級碳化硅功率模塊,命名為"SiC 3.0"。該芯片采用了8英寸晶圓工藝,導通電阻降至1.2mΩ·cm2,開關頻率高達100kHz,能夠在極端條件下保持高效穩(wěn)定的運行。
三安光電
三安光電成立于2000年,是目前國內LED芯片龍頭,有著相當大的市場份額。不過,三安光電的業(yè)績也隨著LED市場而波動。2018-2019年,LED行業(yè)經(jīng)歷著去產(chǎn)能、去庫存,而彼時的碳化硅市場相對火熱。
2020年6月,三安光電決定斥資160億元,建設碳化硅等化合物第三代半導體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目。同年七月,湖南三安半導體在長沙成立,主要提供SiC MOSFET/SBD、SiC襯底/外延、車規(guī)級SiC功率模塊代工等。根據(jù)三安光電2024年年報信息,湖南三安半導體擁有碳化硅配套產(chǎn)能超?16,000片/月和硅基氮化鎵2,000片/月,產(chǎn)能正逐步釋放。報告期內,湖南三安實現(xiàn)銷售收入13.54?億元,凈利潤-0.95億元。
2023年6月,三安光電與意法半導體擬出資32億美元合資建造一座8英寸碳化硅外延、芯片代工廠。同時,三安光電將在當?shù)鬲氋Y建立一個8英寸碳化硅襯底工廠作為配套,預計投資總額70億元,這便是重慶三安半導體。三安光電年報數(shù)據(jù)顯示,重慶三安主要從事碳化硅長晶、襯底制造業(yè)務,計劃總投資金額約70億元(含土地使用權和流動資金),?項目達產(chǎn)后8英寸碳化硅襯底產(chǎn)能約48萬片/年,其襯底項目于2024年8月實現(xiàn)產(chǎn)線點亮通線。
揚杰科技
根據(jù)年報信息,揚杰科技在是碳化硅尤其是SiC MOS市場份額持續(xù)增加,當前各類產(chǎn)品已廣泛應用于AI服務器電源、新能源汽車、光伏、充電樁、儲能、工業(yè)電源等領域。計劃于2025年Q4開展全國產(chǎn)主驅碳化硅模塊的工藝、可靠性驗證。在碳化硅的研發(fā)方面,揚杰科技主要針對1200V 80mΩ平面柵碳化硅MOSFET開發(fā),該項目產(chǎn)品的研究目的是設計開發(fā)1200V 80mΩ系列碳化硅?MOSFET,實現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,并應用于 新能源汽車和充電樁領域。
5月10日,揚杰科技方面官宣,其?SiC?車規(guī)級功率半導體模塊封裝項目正式破土動工。據(jù)悉,該項目總投資規(guī)模達?10?億元,項目將聚焦車規(guī)級框架式、塑封式?IGBT?模塊及?SiC MOSFET?模塊等第三代半導體產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn),旨在實現(xiàn)高端功率半導體模塊的國產(chǎn)化替代。項目全面達產(chǎn)后,預計可實現(xiàn)年開票銷售額?10?億元。
泰科天潤
泰科天潤成立于2011年,是中國碳化硅功率器件產(chǎn)業(yè)化領軍企業(yè),專業(yè)從事碳化硅器件研發(fā)與制造,并提供應用解決方案。公司有13年碳化硅器件量產(chǎn)經(jīng)驗,涵蓋研發(fā)、制造、工藝、品控、應用方案和銷售六個方向。總部坐落于北京,是一家IDM企業(yè),擁有兩條碳化硅芯片晶圓生產(chǎn)線。其中泰科天潤湖南6寸晶圓線已累計完成超3萬片流片和銷售,此外北京8寸晶圓線已開工建設,2025年可實現(xiàn)通線投產(chǎn)。
同時,公司建有可靠性實驗室、器件評估實驗室、失效分析實驗室、系統(tǒng)應用實驗室,為向客戶提供優(yōu)質產(chǎn)品提供有力保障。泰科天潤的碳化硅產(chǎn)品范圍覆蓋650V-3300V(0.5A-100A)等多種規(guī)格,已經(jīng)批量應用于PC電源、光伏逆變器、充電模塊、OBC、DC-DC等多個領域,并屢次獲得行業(yè)優(yōu)秀產(chǎn)品獎。
真茂佳
真茂佳成立于2016年,是一家專注于車規(guī)級功率半導體設計與開發(fā)的國家高新技術企業(yè)。目前客戶群體已覆蓋24+OEM汽車品牌,累計出貨量達數(shù)10億顆級別,產(chǎn)品種類包括260+車規(guī)MOSFET,為全球Top級的車規(guī)MOSFET方案提供商,也是國內量產(chǎn)車規(guī)MOSFET種類最多且連續(xù)出貨時間最長的民族品牌!
在碳化硅領域,真茂佳也有所積累,其擁有10+年SiC產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗的研發(fā)團隊,掌握先進的碳化硅(SiC)MOSFET設計和生產(chǎn)工藝,并擁有獨立知識產(chǎn)權。在此前的慕尼黑上海電子展上,真茂佳展示了650V-3300V全系列的SiC產(chǎn)品,其中650V-1200V車規(guī)級/非車規(guī)產(chǎn)品主要可應用于新能源汽車電驅系統(tǒng)、OBC(車載充電機)及DC-DC轉換器,提供超低導通電阻(RDS(on))和快速開關特性,顯著提升整車能效比,助力800V高壓平臺車型實現(xiàn)更長續(xù)航與更短充電時間,其1700V-3300V工業(yè)及光伏產(chǎn)品則面向光伏逆變器、儲能變流器、柔性直流輸電等領域,以高耐壓、高可靠性和抗浪涌能力,保障兆瓦級系統(tǒng)穩(wěn)定運行,降低全生命周期度電成本!
2碳化硅襯底
碳化硅襯底是由碳元素和硅元素組成的一種化合物半導體材料,是第三代半導體最重要的材料之一。作為制作高溫、高頻、大功率、高壓器件的理想材料,碳化硅襯底分為半絕緣型碳化硅襯底和導電型碳化硅襯底,主要應用于以?5G?通信、國防軍工、航空航天為代表的射頻領域和以新能源汽車、“新基建”為代表的電力電子領域。
在天岳先進與天科合達之前,碳化硅襯底長期以來由美國、歐洲、日本三方壟斷,其中,美國全球獨大,擁有全球最大的碳化硅企業(yè)美國科銳公司,占?85%?以上的全球市場份額。
天科合達
北京天科合達半導體股份有限公司于2006年9月由新疆天富集團、中國科學院物理研究所共同設立,是國內首家專業(yè)從事第三代半導體碳化硅(SiC)晶片研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的國家級高新技術企業(yè)。天科合達目前擁有北京總部基地、北京研發(fā)中心和三家全資子公司。
經(jīng)過多年的努力,天科合達成功實現(xiàn)了2、4、6英寸碳化硅襯底的研發(fā)和量產(chǎn),并在2021年成功實現(xiàn)了8英寸襯底的研發(fā)和量產(chǎn)。2024年,天科合達深圳生產(chǎn)基地還實現(xiàn)了6英寸和8英寸外延產(chǎn)品的成功量產(chǎn)。在8英寸碳化硅外延材料方面,天科合達也取得了重要突破。公司成功解決了摻雜濃度和厚度均勻性的控制問題,以及低缺陷密度的控制問題。目前,天科合達的8英寸外延產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了摻雜濃度、摻雜厚度均勻性的高質量目標,可用面積也達到了99%以上。
根據(jù)TrendForce集邦咨詢發(fā)布的2024年全球碳化硅襯底市場報告,天科合達市場份額達17.3%,僅次于市場份額為33.7%的Wolfspeed。
天岳先進
值得一提的是,當天科合達位居碳化硅襯底市場第二的時候,另一家山東企業(yè)——天岳先進以17.1%的市占率位居行業(yè)第三。截至2024年末,公司及下屬子公司累計獲得發(fā)明專利授權194項,實用新型專利授權308項,其中境外發(fā)明專利授權14項。根據(jù)Yole旗下的知識產(chǎn)權調查公司數(shù)據(jù),公司在碳化硅襯底專利領域,位列全球前五。
天岳先進成立于2010年11月,是一家專注于碳化硅單晶襯底材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的科技型企業(yè)。經(jīng)過多年的積累與技術攻關,最終相繼研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權的碳化硅單晶生長爐,攻克了碳化硅晶體切割、研磨、拋光等系列加工技術難題,摸索出一條成熟穩(wěn)定的碳化硅襯底材料生產(chǎn)、加工工藝路線。根據(jù)Yole?研究報告,自2019年以來,天岳先進在半絕緣型碳化硅襯底全球市占率連續(xù)數(shù)年穩(wěn)居世界前三。
根據(jù)天岳先進2024年年報信息,其是全球少數(shù)能夠批量出貨8英寸碳化硅襯底的市場參與者之一。2024?年?11月,公司向客戶成功交付高質量低阻P型碳化硅襯底;2024?年?11月,推出業(yè)內首款12英寸碳化硅襯底。
3碳化硅外延
碳化硅外延是指在碳化硅襯底的表面生長出的一層質量更高的單晶材料。碳化硅外延可用于制造各類功率器件,如新能源汽車、光伏儲能、航空航天等領域。數(shù)據(jù)顯示,襯底和外延作為碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié),分別占碳化硅功率器件成本結構的47%和23%。
優(yōu)質的碳化硅外延生長工藝不僅可以改進碳化硅襯底缺陷,還可以減少外延自身生長缺陷,大幅提升下游器件的良率和性能。不過,高質量碳化硅外延的技術及生產(chǎn)壁壘比較高,因此供應相對緊俏。
天域半導體
天域半導體成立于2009年,是我國首家技術領先的專業(yè)碳化硅外延片供應商。資料顯示,其是我國首批實現(xiàn)4英寸及6英寸碳化硅外延片量產(chǎn)的公司之一,及首批擁有量產(chǎn)8英寸碳化硅外延片能力的公司之一。截至2024年10月31日,公司6英寸及8英寸外延片的年度產(chǎn)能約為420,000片,成為我國具備6英寸及8英寸外延片產(chǎn)能的最大公司之一。
根據(jù)天域半導體招股書數(shù)據(jù),在過去的2021年、2022年、2023年和2024年上半年,天域半導體的營業(yè)收入分別為人民幣1.55億、4.37億、11.71億和3.61億元,相應的凈利潤分別為人民幣-1.80億、281.4萬、9588.2萬和-1.41億元。
瀚天天成
瀚天天成成立于2011年,專注于碳化硅外延晶片的研發(fā)、量產(chǎn)及銷售。
據(jù)公開報道,瀚天天成牽頭主導編寫了全球首個及目前唯一的碳化硅外延國際SEMI標準。公司在全球率先實現(xiàn)8英寸碳化硅外延晶片大批量外供,也是國內首家實現(xiàn)商業(yè)化3英寸、4英寸和6英寸碳化硅外延晶片批量供應的生產(chǎn)商。早在2023年,該公司便宣布所生產(chǎn)的8英寸碳化硅外延晶片的質量達到國際先進水平,即厚度不均勻性小于3%,濃度不均勻性小于6%,2mm*2mm管芯良率達到98%以上。
根據(jù)灼識咨詢的報告,自2023年來,按年銷售片數(shù)計,瀚天天成是全球最大的碳化硅外延供貨商,2024年的市場份額超過30%。全球前5大碳化硅功率器件巨頭中有4家以及全球前10大功率器件巨頭中有7家是該公司的客戶。
近期,瀚天天成碳化硅產(chǎn)業(yè)園二期項目主體封頂。項目總投資6.3億元,占地面積29002.015平方米,其中一期項目已建成投產(chǎn)。 項目擬建設6英寸SiC外延晶片生產(chǎn)線項目,建成投產(chǎn)后預計年產(chǎn)值30億元。