中国在晶圆生产和器件制造方面要赶上西方碳化硅供应商还有多久？ 浏览数量： 0 作者： 粉体网 发布时间： 2022-12-21 来源： 粉体网
在蓬勃发展的电动汽车需求和半导体自给自足的长期目标的推动下，中国致力于发展基于碳化硅 (SiC) 的电力电子产品。中国超越西方碳化硅供应商的计划是什么？
问题来了： 中国的碳化硅“玩家”有哪些？中国在新兴技术和生产设施上投入了多少资金？中国供应商是否正在制定不同的商业战略来征服 SiC 市场？这些谜题中的每一个都让全球电力电子高管彻夜难眠。 Yole Intelligence 化合物半导体团队首席分析师 Ezgi Dogmus 表示， 中国SiC 是“脱钩时代”的典型代表。 在当今复杂的形势下，技术沿着不同的路径发展。例如，西方 SiC 供应商可能在中国成立合资企业，从而实现统一的全球 SiC 研发和生产的日子已经一去不复返了。我们在这个脱钩时代”看到的是两个独立的 SiC 技术、制造和供应链基础设施的并行发展。 “我们将看到竞争格局如何形成，”Onsemi 执行副总裁兼电源解决方案集团总经理 Simon Keeton 在最近接受 Ojo-Yoshida Report 采访时指出。“迄今为止，我还没有看到中国在碳化硅器件方面的竞争。” 为了满足电动汽车的动力需求，中国仍然从美国、欧洲和日本的制造商那里采购SiC器件。其中包括 Onsemi、Infineon、STMicroelectronics、Wolfspeed 和 Rohm。谁也无法猜测中国多久能够扭转供应链。 目前，西方的许多SiC企业淡化了中国在全球市场上的作用，主要是因为中国的投资集中在SiC晶圆上，而不是SiC MOSFET等器件级开发。Yole的Dogmus表示，那些在中国建立SiC产能和能力的器件厂商还没有能力与欧盟和美国的厂商竞争。 但情况正在开始发生变化。 在上个月的慕尼黑电子展上，英飞凌科技公司的首席执行官Jochen Hanebeck指出："我看到中国打算用宽带隙半导体，尤其是用碳化硅来取代硅功率半导体。” 鉴于中国需求的增长，Hanebeck 警告不要低估中国：“如果一些中国芯片制造商很快能够提供SiC 创新，我不会感到惊讶。从统计上来说，这很有可能。” 中国将电力电子视为进入全球半导体行业的跳板。 中国正在 SiC 领域打一场持久战 ，目标是 在未来十年内 最终超越西方制造商。 在2021年3月发布的最新五年计划（2021-2025）中，北京将 SiC 确定为“第三代半导体”中最有前途的技术之一。规划者认为碳化硅对中国的“新基建”至关重要。功率半导体器件的快速采用将加速中国在手机快速充电、电动汽车和 5G 通信方面的发展。 SiC在中国的发展势头源于强劲的电动车需求。自从比亚迪在2020年推出汉EV——中国第一辆基于SiC主逆变器的电动车以来，从Nio到Xpeng的众多中国电动车OEM正在推出基于SiC技术的电动车车型。 基于 SiC 的器件的优点包括能量耗散更少。SiC 器件在更高频率下的开关效率也高于标准芯片。其结果是运行效率更高、尺寸更小、重量更轻，从而提供更小的设计，同时降低了电动汽车的冷却要求。 中国的电动车公司现在正从西方供应商那里采购SiC器件。其目的是减弱其电动车行业对外国供应商的依赖性。 与西方SiC供应商处理整个供应链不同，中国企业采取了一种更细分的方法，专注于SiC生产过程的某些部分。其中包括SiC 晶锭（或衬底）、SiC外延和芯片加工、二极管和晶体管设计以及模块封装。在每个SiC供应链环节都出现了“玩家”。 中国的SiC“玩家”来自非常不同的背景，范围 从晶圆制造商到汽车制造商 。 中国领先的SiC衬底企业包括TankeBlue和SICC。Yole的Dogmus补充说："Sunlight和SEMISiC也是值得密切关注的企业。" 三安集成电路公司采用混合业务模式，将代工和集成器件制造（IDM）业务结合起来，同时也在从事衬底制造。 虽然缺乏一个领先的IDM，但中国可以通过利用其整体制造能力来弥补其目前在SiC晶圆、器件和模块方面的不足。Dogmus说，"中国因其在消费产品方面的成功而闻名，在代工厂、封装等方面形成了成熟的分工。 例如，"中国企业在SiC衬底、外延片和封装方面都有很好的定位"。SiC器件制造 "被认为是下一轮竞争的关键步骤，"她说。Dogmus预计主要的IDM将建立大规模的器件产能。"这是一个谁在价值链中占据更高份额的问题"。 Yole 断言，中国器件制造商可能很快会生产用于汽车应用的 SiC 二极管。像 SiC MOSFET 这样的器件是另一回事。“（对中国供应商而言）可能需要三年或更长时间才能实现量产。截至目前，三安集成发布了车规级 MOSFET，但尚未实现量产。”Yole 报道称。 Yole化合物半导体技术和市场高级分析师Poshun Chiu告诉我们："衬底是SiC器件成本的一个非常大的部分....。对于参与者来说，拥有自己的内部供应是非常重要的，这样他们就可以长期控制其器件开发的内部成本"。 这也解释了 最近几个月西方 SiC 厂商纷纷宣布投资 SiC 晶圆生产的原因。 中国的投资活动也集中在SiC晶圆生产上。中国领先的n型SiC供应商TankeBlue公司已投入10亿美元在大兴和北京建设6英寸和8英寸晶圆生产线。Yole表示，一期工程预计今年完成，年产10万片晶圆，计划在 2025 年扩大产能。TankeBlue 还瞄准了制造设备领域。 SICC是另一家专注于射频应用的碳化硅晶圆公司，于1月在上海交易所上市，为位于上海临港保税区的生产n型碳化硅晶圆的工厂融资。据Yole报道，其产能目标是在2024年达到每年30万片6英寸n型碳化硅晶圆。 立足于LED（GaN/GaAs）领域的三安光电，与三安集成电路在厦门开展化合物半导体代工业务。三安在湖南的一家工厂投资 23 亿美元，以支持 SiC 晶体生长、晶圆和外延片生产以及器件制造和封装。 SMIC通过投资位于绍兴的中芯集成(SMEC) 进入 SiC 市场。SMEC 成立于 2018 年，为 MEMS、IGBT 和 MOSFET 提供工艺平台。中芯国际现在为包括 SiC 在内的宽带隙半导体提供代工服务和模块封装。 比亚迪计划分拆其半导体业务，通过宁波的6英寸晶圆厂开发内部IGBT和SiC器件。到2026年，1亿美元的产能扩张将每月提供2万块6英寸晶圆。 西方碳化硅供应商在面对中国碳化硅竞争对手之前 可能有几年的缓冲期 。 英飞凌首席执行官Hanebeck指出，为了在基于SiC的电源系统中处于领先地位，制造商必须超越 "单个开关，了解应用和整个系统"。因此，英飞凌正在研究的不仅仅是电源开关的芯片组，还有驱动器、微控制器和配套的软件。 Wolfspeed 首席执行官 Gregg Lowe 将 SiC 描述为“一项棘手的技术，目前世界上还没有真正大量的知识。” Lowe 预见 SiC 行业还有很长的路要走，以推动技术创新，同时削减成本和提高产量，这需要很大的耐心。 到目前为止，还没有西方碳化硅供应商向中国供应碳化硅晶锭。Yole 的 Dogmus 观察到：“一般来说，晶圆供应商更愿意在内部拥有‘神奇秘方’，并将其保存在增长的国家/地区。” Dogmus指出，鉴于中美之间的技术竞争，知识产权保护势在必行。晶圆生产商必须拥有自己的配方和知识产权。知识产权将是所有新加入者的问题，包括中国和欧洲。在制造设备领域，中国有多家熔炉和备件供应商，这有助于中国新企业的发展和进入。 如果碳化硅是一场持久战，那么中国可以通过培育其电力电子行业而占得先机。Yole报告说，由于没有季度目标，中国有大量的时间和金钱以及数百万熟练的员工，可以在SiC领域取得成功。在“脱钩时代”， 全球SiC产业将呈现出两个动态并行发展的SiC生态圈。 本文编译自The Ojo-Yoshida Report SiC in China: ‘Poster Child of the Decoupling Era’
