功率SiC生態(tài)系統(tǒng)中的明爭(zhēng)暗斗

去年，功率 SiC 市場(chǎng)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(gè)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(dòng)汽車(chē)中的車(chē)載充電器和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)市場(chǎng)，到 2022 年將占功率 SiC 市場(chǎng)份額的 70%，到 2028 年這一比例將增長(zhǎng)至 74% 。

報(bào)告進(jìn)一步補(bǔ)充說(shuō)，三個(gè)市場(chǎng)正在推動(dòng)功率碳化硅的增長(zhǎng)。從銷(xiāo)量和市場(chǎng)價(jià)值來(lái)看，純電動(dòng)汽車(chē)是最大的市場(chǎng)，而 800V 電動(dòng)汽車(chē)是 SiC 獲得增長(zhǎng)動(dòng)力的最佳點(diǎn)。EV 直流充電器的部署預(yù)測(cè)與 xEV 出貨量的快速增長(zhǎng)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(gè)十億美元市場(chǎng)。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(gè)價(jià)值數(shù)億美元的市場(chǎng)。

其他應(yīng)用包括工業(yè)電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、鐵路等。

縱觀全球，主要的 SiC 器件制造商意法半導(dǎo)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(jì)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(duì)市場(chǎng)未來(lái)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(chē)制造商建立合作伙伴關(guān)系方面非常高效，近幾個(gè)月簽署了多項(xiàng)協(xié)議，包括與現(xiàn)代（韓國(guó)）、Zeekr（中國(guó)）、蔚來(lái)（中國(guó)）以及德國(guó)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(dòng)都集中在晶圓級(jí)，但該行業(yè)現(xiàn)在正在整個(gè)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(jí)。隨著產(chǎn)能擴(kuò)張的多次公告，碳化硅晶圓供應(yīng)在未來(lái)幾年將不再是瓶頸。整個(gè)供應(yīng)鏈的參與者正在建立關(guān)系，以鞏固他們?cè)诔墒焓袌?chǎng)中的地位。確保晶圓供應(yīng)、尋求投資以擴(kuò)大產(chǎn)能、驗(yàn)證新技術(shù)或進(jìn)入新市場(chǎng)等動(dòng)機(jī)都發(fā)揮了作用。

截至2023年，功率SiC的主要趨勢(shì)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(gòu)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(gè)處理流程，而另一些則決定專(zhuān)注于器件級(jí)別，不在內(nèi)部整合 SiC 晶圓活動(dòng)。最近宣布的功率 SiC 領(lǐng)域的并購(gòu)和合作伙伴關(guān)系揭示了每個(gè)參與者所采取的各種戰(zhàn)略立場(chǎng)。它們涉及產(chǎn)能擴(kuò)張、融資、確保晶圓供應(yīng)、接近新市場(chǎng)或推廣新技術(shù)。

過(guò)去十年中，功率 SiC 內(nèi)部合作伙伴關(guān)系的一個(gè)主要?jiǎng)訖C(jī)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(kuò)大了與三菱電機(jī)的合作伙伴關(guān)系，三菱電機(jī)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(jì)將于 2026 年竣工。

今年 7 月，瑞薩電子宣布有意通過(guò)與 Wolfspeed 長(zhǎng)達(dá) 10 年的合作關(guān)系進(jìn)入功率 SiC 市場(chǎng)。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(kuò)張計(jì)劃。

三菱和瑞薩是相對(duì)較晚的進(jìn)入者，但最近的舉措代表了日本廠商在功率 SiC 市場(chǎng)中的增長(zhǎng)，因?yàn)樵O(shè)備制造商對(duì)豐田和本田等日本原始設(shè)備制造商最近宣布計(jì)劃在其電動(dòng)汽車(chē)中采用 SiC 做出了反應(yīng)。

正如瑞薩電子對(duì) Wolfspeed 的 20 億美元投資將有助于其雄心勃勃的產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃一樣，最近的其他合作伙伴也看到一級(jí)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(jí)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(lái)的地位。目前，原始設(shè)備制造商將設(shè)計(jì)和制造委托給一級(jí)供應(yīng)商的商業(yè)模式正在發(fā)生變化：越來(lái)越多的汽車(chē)廠商在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)，這意味著原始設(shè)備制造商必須快速創(chuàng)新并驗(yàn)證其設(shè)計(jì)。特斯拉一直是建立集中式設(shè)計(jì)的先驅(qū)，原始設(shè)備制造商自己進(jìn)行設(shè)計(jì)會(huì)更有效率。因此，一級(jí)供應(yīng)商渴望在制造業(yè)中建立強(qiáng)大的未來(lái)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(guò)為其產(chǎn)能擴(kuò)張?zhí)峁┴?cái)務(wù)支持，從這些關(guān)系中受益。

Wolfspeed 最近宣布與兩家一級(jí)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(dá) 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(zhǎng)期協(xié)議，價(jià)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(kuò)張。除了7月份宣布的LTA之外，麥格納還將向Onsemi投資4000萬(wàn)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(tái)有多種產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃。

值得一提的是，Wolfspeed 是唯一一家在 8 英寸平臺(tái)上進(jìn)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(duì)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(shí)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(gè)玩家的反應(yīng)如何？

在器件層面，市場(chǎng)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(gè)玩家的策略和目標(biāo)應(yīng)用。

設(shè)備供應(yīng)商不僅關(guān)注擴(kuò)大聯(lián)系和供應(yīng)，還關(guān)注開(kāi)發(fā)新技術(shù)和進(jìn)入新市場(chǎng)。2022 年 12 月，意法半導(dǎo)體宣布與 Soitec 合作，以驗(yàn)證其 SmartSiC 技術(shù)在未來(lái) 8 英寸基板制造中的應(yīng)用。通過(guò)此次合作，意法半導(dǎo)體計(jì)劃受益于進(jìn)一步多元化的 SiC 晶圓采購(gòu)，而 Soitec 則可以利用與市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的合作來(lái)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

2023年6月，意法半導(dǎo)體與三安光電合作，幫助提升其在中國(guó)的地位。兩家公司將在中國(guó)成立一家合資公司，專(zhuān)注于碳化硅器件制造。截至2023年，市場(chǎng)上8英寸SiC晶圓供應(yīng)有限。因此，三安還宣布計(jì)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(dǎo)體就可以在中國(guó)發(fā)展，同時(shí)只提供部分財(cái)務(wù)需求，從而大大降低了風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，三安還可以通過(guò)與全球領(lǐng)先的SiC廠商合作，進(jìn)一步加快SiC制造的發(fā)展。

近幾個(gè)月大量的合作、協(xié)作和收購(gòu)預(yù)示著未來(lái)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(chǎng)份額，一些廠商將比其他廠商贏得更多。

由于來(lái)自硅 IGBT 等其他材料的競(jìng)爭(zhēng)仍然存在，而且巨額產(chǎn)能擴(kuò)張投資造成現(xiàn)金流問(wèn)題，風(fēng)險(xiǎn)肯定存在，但高風(fēng)險(xiǎn)也意味著高回報(bào)的潛力。這些風(fēng)險(xiǎn)會(huì)在這個(gè)快速發(fā)展的市場(chǎng)中得到回報(bào)嗎？

審核編輯：劉清