新銳丨碳化硅加速商用,荊棘中充滿機遇
發布日期:2020-06-09    來源:中國高科技行業門戶    

主題詞碳化硅 ; 商用 ; 第三代半導體

今年兩會時間的確定,一方面直接標志著國內防控疫情的大局已定,另一方面數字基建的最大的政策催化劑也將隨即釋放并拉開數字基建加速落地大幕。而作為第三代寬禁帶半導體材料代表,同時是已開發的第三代中研究最為成熟、綜合性能最好、商業場景最明朗的第三代半導體材料,碳化硅也必將在數字基建中再立新功。
 
 
 
碳化硅市場產業競爭加劇 機遇與挑戰并存
 
 

以碳化硅為代表的第三代半導體具備高頻、高效、高功率、耐高壓、耐高溫、抗輻射能力強等優越性能,高度契合節能減排、智能制造、信息安全等國家重大戰略需求,是支撐新一代移動通信、新能源汽車、高速軌道列車、能源互聯網等產業自主創新發展和轉型升級的重點核心材料和電子元器件。碳化硅技術已成為全球半導體技術和產業競爭焦點。

 

由于中美貿易戰的加劇,全球經濟貿易格局面臨重塑,疊加新冠疫情污名化對中國的影響,中國經濟內外部宏觀環境更加復雜嚴峻,但碳化硅產業在2019年實現了逆勢強勁增長,我們預期得益于數字基建的投資熱潮和成本下降,接下來的五年碳化硅產業鏈(碳化硅半導體的完整產業鏈包括:碳化硅--晶錠--襯底--外延--芯片--器件--模塊,其下游應用包括半導體照明、電子電力器件、激光器和探測儀以及其他應用)仍能維持快速增長。

 

 

在技術產品方面,碳化硅襯底、外延質量繼續提升,產品性能、可靠性趨于穩定,客戶接受度提高。目前,碳化硅材料高品質4英寸襯底全面商業化,高品質6英寸材料商業化已經普及(科銳首批8英寸碳化硅襯底制樣完成,預計2022年實現量產),商業化持續推進。碳化硅功率模塊化產品推出和滲透速度加快,則推動其應用領域不斷擴張,碳化硅材料在高鐵、汽車電子、智能電網、光伏逆變、工業機電、數據中心、白色家電、消費電子、5G通信、次世代顯示等領域有著廣泛的應用。Mouser數據顯示,2019年各廠家在售的各類碳化硅、氮化鎵產品(含功率電子和微波射頻,不含LED)已經接近1300款,較2017年增加了6成,僅2019年就新增了321款新品。Yole預測,碳化硅電力電子器件的市場規模2023年將增長至14億美元,復合年增長率接近30%。

 

盡管很過研究者認為碳化硅材料的主要著力點在于5G通信和消費電子等領域,但筆者堅持認為,在眾多應用領域當中,電動車市場將是碳化硅器件未來成長的主要驅動力,包括汽車本身的功率半導體部分以及相關的充電基礎設施建設中的功率半導體部分。2019年統計數據顯示,以碳化硅為代表的第三代半導體電力電子器件在電動汽車領域的應用取得較快進展。根據中商產業研究院、英飛凌數據,預計包括碳化硅器件在內的汽車半導體市場2020年將達到70億美元,復合增長率6.47%。而根據國際能源署(IEA)預測,到2030年,全球銷售的純電動汽車臺數將達到2017年的15倍,增至2150萬輛。碳化硅電力電子器件在其間大有可為,以聞泰科技為例,其收購的安世半導體在車載OBC領域全球領先(已取得車規級的認證)。基于安世在汽車半導體中的地位,其后續推出的碳化硅的MOSFET模塊占電動車成本的5%~10%,聞泰科技也將因此成為電動車爆發式增長最大的受益者之一。

 

 

市場空間巨大,但作為全世界碳化硅龍頭企業,美國科銳壟斷了70%以上的產能,是國內碳化硅上下游企業成長路上繞不開的一座大山。技術霸權不是一朝一夕之間建立,也不可能在短時間內完成超越。篳路藍縷,以啟山林,可喜的是近些年我國碳化硅賽道上的上下游企業,無論是在數量上,還是質量上都有了很大的提升。

 

在單晶制備領域,除了去年華為投資入股10%的山東天岳外,還有天科和達、河北同光、世紀金光、神州科技、北電新材(三安光電控股)以及中科剛研,還有中電2所、13所、46所、55所;在外延環節有大基金入股的瀚天天成、東莞天域、北電新材、世紀金光、中電13所、55所等;在生產環節國內龍頭是泰科天潤、世紀金光、深圳基本半導體、芯光潤澤等企業。

 

另據公開資料顯示,中國碳化硅產業聯盟5年前開會僅有數十人參會,但是近幾年開會人員規模已超過200人,這標志著中國第三代半導體產業聯盟正在不斷壯大。同時,中車時代、國揚電子、士蘭微、揚杰科技、嘉興斯達、比亞迪等公司也加快了在碳化硅賽道的布局,其中國內功率老大華潤微電子也在招股說明書中披露準備投入數億元大力發展碳化硅產業。

 

巨頭紛紛搶灘碳化硅產業布局,必然加劇碳化硅產業的市場競爭,推動整個行業企業的優勝劣汰和技術的升級換代,而商業化的加速則會帶來行業景氣度和盈利能力的持續提升。荊棘中不乏挑戰,同時也充滿機遇!




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