電子發燒友網報道（文/黃山明）作為第三代半導體材料核心，碳化硅（SiC）與其它半導體產品去庫存的市場節奏截然不同。市場中高性能碳化硅仍然持續緊缺，并且隨著新能源汽車的蓬勃發展，也帶動著碳化硅市場熱度上漲。

近期，包括羅姆、安森美、Wolfspeed、博世、三安光電、天岳先進等國內外企業紛紛披露碳化硅項目最新進展，其中多起投資金額超百億元人民幣。就在這幾日，市場消息顯示，瑞薩電子與Wolfspeed簽署10年碳化硅晶圓供應協議，碳化硅市場仍在持續火熱。

瑞薩與wolfspeed簽下十年大單，多家大廠擴建碳化硅

近日，日本車用芯片廠商瑞薩電子宣布與美國半導體制造商Wolfspeed達成晶圓供應協議，根據簽訂的協議，瑞薩電子向Wolfspeed支付20億美元保證金，確保Wolfspeed提供10年的碳化硅裸片和外延片供應承諾。

協議要求Wolfspeed在2025年為瑞薩電子提供6英寸（150mm）碳化硅裸晶片和外延晶片，并且協議中預計，在Wolfspeed位于北卡羅來納州的John Palmour碳化硅制造中心全面投入運營后，將向瑞薩電子供應8英寸（200mm）碳化硅裸晶片和外延晶片。

巧合的是，就在同一天，Wolfspeed官方披露，其8英寸莫霍克谷器件工廠向中國終端客戶批量出貨碳化硅MOSFET。資料顯示，這座位于紐約州的工廠為世界上第一個和最大的8英寸碳化硅晶圓廠。

而在6月份，Wolfspeed收到了來自阿波羅全球資產管理公司為首的一組投資人向其提供的20億美元資金，用以支持其在美國生產。Wolfspeed將利用所獲得的資金擴建公司在美國已有的兩個碳化硅晶圓生產設施，并為捷豹、路虎等汽車廠商供應碳化硅芯片。

據Yole預測，2021-207年全球碳化硅功率器件市場規模有望從10.90億美元增長到62.97億美元，保持年均34%的復合增速。其中，車規級市場是碳化硅最主要的應用場景，有望從2021年的6.85億美元增長至2027年49.86億美元，年復合增長率達39.2%。

因此不僅是Wolfspeed，多家大廠均在加速布局碳化硅。今年5月份，英飛凌宣布其正在推動碳化硅供應商體系多元化，并分別與中國碳化硅供應商天科合達和天岳先進簽訂了6英寸晶圓和晶錠的供應協議，供應量預計將占到英飛凌長期需求量兩位數的份額。

根據協議，兩家中國企業在第一階段側重于6英寸碳化硅材料的供應，后續將提供200毫米直徑碳化硅材料，助力英飛凌向8英寸晶圓的過渡。

英飛凌表示，與中國碳化硅供應商的合作，有助于保證供應鏈的穩定，尤其是滿足中國市場在汽車、太陽能和電動汽車充電應用及儲能系統等領域對碳化硅半導體產品不斷增長的需求，并將推動新興半導體材料碳化硅的快速發展。

與此同時，英飛凌正著力提升碳化硅產能，以實現在2030年之前占據全球30%市場份額的目標。預計到2027年，英飛凌的碳化硅產能將增長10倍。英飛凌位于馬來西亞居林的新工廠計劃于2024年投產，屆時將補充奧地利菲拉赫工廠的產能。

此外，6月份，三安光電與意法半導體合作升級，斥資32億美元共建8英寸碳化硅外延、芯片合資代工廠，并計劃通過三安光電全資子公司，投入70億元建設年產48萬片/年的8英寸碳化硅襯底。

中電化合物也宣布與韓國Power Master簽訂了長期供應8英寸在內的碳化硅材料的協議，公司預計未來3年碳化硅產能將達到8萬片。從各大廠商密集的投資擴產來看，碳化硅的景氣度正在火熱上升。

8英寸碳化硅成中外廠商必爭之地

為何碳化硅如此受到廠商的青睞，與傳統的硅功率器件相比，碳化硅功率器件具備耐高壓、耐高溫、高頻化等特性。應用在新能源汽車上，可以讓整車能耗更低、尺寸更小、續航更長。

從產業鏈角度來看，碳化硅涉及襯底、外延、器件設計、器件制造和封測等一系列環節，而碳化硅襯底和外延片的價值量占比超過一半，襯底成本最大，占比達47%；其次是外延成本占比為23%，成為決定碳化硅器件品質的關鍵。

而在整個碳化硅的投資中，8英寸產品尤其受到熱捧，這是因為尺寸越大的碳化硅，成本越低。業內人士透露，8英寸碳化硅的成本，可較6英寸降低63%，且邊緣浪費也會少很多。并且部分廠商認為，當前硅基器件的8英寸產品相對成功，他們更愿意接受8英寸碳化硅襯底。

從全球市場來看，已經有超過15家企業展示了各自8英寸碳化硅襯底的樣品，包括Wolfspeed、羅姆、Coherent、英飛凌、ST等，并且許多企業已經將生產節點提前到了今年。除了上文所提到的Wolfspeed外，如羅姆、英飛凌預計將于2023年開始量產8英寸碳化硅襯底，英飛凌計劃在2025年量產8英寸碳化硅器件；Coherent在2022年3月宣布將在美國伊斯頓大規模建設近30萬平方英尺的工廠，以擴大6英寸和8英寸SiC襯底和外延晶片的生產。

相比之下，國產碳化硅廠商基本以6英寸碳化硅晶圓為主，總體處于向6英寸加速實現量產、8英寸布局研發的階段。不過在近年來，國內企業開始加速布局8英寸碳化硅。

比如天科合達去年便正式對外發布了8英寸襯底，產品已經實現了小批量供貨；晶升股份也在近期于投資者互動平臺上回應稱，公司已開始8英寸碳化硅長晶設備的批量生產；爍科晶體宣布實現了8英寸碳化硅單晶研制，攻克了大尺寸籽晶獲得難、晶體生長面臨的應力大及晶體開裂等問題，產品已小批量生產和銷售。

晶盛機電也在前不久官方公眾號上宣布，成功發布8英寸單片式碳化硅外延設備，可兼容6&8英寸碳化硅外延，這也是繼今年2月份推出6英寸雙片式碳化硅外延設備后，不到半年再次成功推出8英寸單片式碳化硅外延生長設備。

過去碳化硅外延設備主要由意大利的LPE公司、德國AIXTRON公司以及日本Nuflare公司所壟斷，但國外龍頭的產能嚴重不足，Nuflare產能基本供給美國，LPE年產能約30 臺，產能較為有限，AIXTRON 則由于設備穩定性問題目前未完全進入國內供應鏈。晶盛機電的設備，有望實現國產替代。

當前在碳化硅各個環節中，國內已經涌現出一批代表企業與研究機構，除了上述企業以外，還有如瀚天天成、東莞天域、時代電氣、斯達半導體、泰科天潤、南砂晶圓、同光股份、科友半導體、乾晶半導體、中科院物理所、山東大學等，而賽微電子、三安光電、露笑科技等也在籌備相關產業建設。

隨著新能源汽車、AI、IoT等新興技術的發展，對碳化硅的需求也在持續上升，而更大尺寸的碳化硅不僅能顯著增加產量，相比6英寸，由于邊緣損耗減少，同等條件下從8英寸襯底切出的芯片數會提升將近90%。

同時這也極大節省了成本，從產品使用效率上看，目前6英寸和8英寸的可用面積大約相差1.78倍，成本降低63%。這點非常重要，畢竟如今的碳化硅在成本上，仍然高于傳統硅器件3-5倍，如果成本大幅降低，將極大推動碳化硅的普及。因此，8英寸碳化硅已經成為廠商的必爭之地。

寫在最后

盡管在新能源車快速發展的當下，碳化硅也被帶動的快速起量，但就在數月前，馬斯克曾公開喊話稱，將在未來減少75%的碳化硅用量，也給市場潑了一盆冷水。如今來看，此舉不過是馬斯克為了向意法半導體施壓降低成本所做出的舉動，畢竟碳化硅實在過于昂貴。

但8英寸碳化硅的逐漸量產將解決這一問題，更大面積的晶圓將讓成本快速下壓。不過這并不意味著碳化硅的供應已經得到了解決，行業機構數據顯示，目前8英寸的產品市占率不到2%，并預測2026年市場份額才會成長到15%左右。業內人士認為，國產8英寸碳化硅將在2025年左右起量。

這意味著碳化硅市場的供需缺口可能要到2025年才能看到反轉，如果進度不及預期，其供給緊張的態勢還將維持2-3年左右。為了保障有足夠的產品供應，國內不少車廠已經開始與相關企業進行合作，比如比亞迪投資了天科合達，三安光電跟理想汽車合資成立年產能240萬的碳化硅公司，小鵬汽車投資了瞻芯電子，深藍汽車與斯達半導組建了合資公司等。這些舉措也將進一步推動國內碳化硅產業發展，加強國產產品的競爭力。