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電子發燒友網報道（文/梁浩斌）最近海外關于中國第三代半導體的討論頗為熱鬧，不少機構都對中國SiC產業布局的進展、優勢等進行了分析，Yole Intelligence化合物半導體團隊的首席分析師甚至還表示，中國SiC產業是全球“脫鉤”時代的典型代表。

英飛凌CEO Jochen Hanebeck在上個月也公開談到，考慮到中國日益增長的需求，“如果一些（中國芯片制造商）能在短時間內推出SiC上的創新，我不會感到驚訝，從統計學上來說，這種可能性很大。”

當然，也有機構認為，SiC行業中，中國企業和海外同行的差異很大，無論是技術節點還是產業鏈結構上，與海外公司相比還有較大差距。

那么這篇文章將綜合多方信息，結合電子發燒友近期的觀察，從技術節點差別、產業鏈結構/布局、市場空間這三個方面簡單分析下海內外SiC產業的差異。

技術節點

SiC器件生產中成本最高的部分是襯底，在SiC襯底方面，國內目前商業SiC襯底產品以4英寸小尺寸為主，近幾年逐步往6英寸推進，在實現量產后，正在加速擴產6英寸襯底產能。

而國際廠商目前主流SiC襯底產品為6英寸，龍頭企業已經完成8英寸襯底的研制，并小規模量產。2022年4月Wolfspeed的全球首座8英寸SiC晶圓廠在美國投產，三季度交付客戶，預計工廠2024年達產；日本的昭和電工在2022年9月宣布其8英寸SiC襯底的樣品開始出貨。其他海外廠商，如貳陸、羅姆、安森美、ST等則預計在2023-2025年間陸續開始8英寸SiC襯底的量產。

更大的襯底尺寸，意味著單片SiC晶圓所能夠制造的芯片數量更多，晶圓邊緣的浪費減少，單芯片成本降低。Wolfspeed的報告顯示，以32mm2面積的裸片（芯片）為例，8英寸晶圓上的裸片數量相比6英寸增加近90%，同時邊緣裸片數量占比從14%降低至7%，也就是說8英寸晶圓利用率相比6英寸提升了7%。

所以更大尺寸的SiC襯底對于器件產能來說是一個跨越性的節點，在大尺寸方面國內SiC襯底廠商還有一定差距，但8英寸相比在6英寸節點時國內外量產時間差7年來說，絕對有所縮短。根據目前的公開消息，河北同光以及天科合達、晶盛機電都宣布了自己的8英寸SiC襯底研發成功的信息，其中同光表示預計2023年年底可以小規模試產。

另外，器件方面也不容忽視。根據CASA報告，目前國際上的SiC二極管產品的擊穿電壓涵蓋600V-3300V，導通電流最高達到109A。同時在產品分布上，中高壓產品逐年增多，按照2020年的數據，市面在售SiC SBD產品中80%集中在650V和1200V上。國內SiC二極管已經實現650V-1700V全系列批量供貨，部分廠商比如泰科天潤3300V/50A SBD也已經投入批量生產。

在器件中更加核心的是SiC MOSFET，特別在電動汽車800V趨勢下，高壓應用中SiC MOSFET組成的SiC功率模塊相比于硅基IGBT具有很大的效率等優勢。雖然在新能源汽車產業上，中國目前處于第一梯隊，但目前從市面上應用情況來看，車規級SiC MOSFET市場由海外半導體巨頭所壟斷，幾乎只有ST、羅姆、英飛凌的SiC MOSFET有大規模上車的實例。

與國內產品相比，海外的SiC MOSFET產品比導通電阻更低、閾值電壓更高、元胞尺寸更小。但國內的SiC器件廠商近幾年發展迅速，自2021年開始，國內就有多家廠商推出車規級SiC MOSFET產品，包括華潤微、瞻芯電子、派恩杰、蓉矽半導體、清純半導體等IDM以及Fabless都在將SiC MOSFET加速導入車企。

不過有IDM相關廠商的人士表示，在襯底和外延的部分，國內供應商的產品還不夠穩定，所以很多國內做SiC MOSFET的廠商都采購海外原材料。而在應用端，由于SiC MOSFET本身屬于較新的產品，在沒有大規模應用的先例之前，車企對于采用國產SiC MOSFET應用到汽車的驅動部分持比較謹慎的態度。

另一方面國內SiC MOSFET的產能以及性能相比海外廠商產品都有一些差距，未來主要會被應用到OBC上，主驅可能要至少三到五年的時間周期，才能看到國產產品的出現。

產業鏈結構

如果看國際上SiC廠商的產業布局，主要是以IDM為主的，過去十多年時間里，通過并購、自研等方式，全球SiC龍頭 Wolfspeed、羅姆、ST、英飛凌、安森美等都已經形成了SiC 襯底、外延、設計、制造、封測的垂直供應體系，而上下游廠商也在持續互相滲透。

國內的SiC產業布局則顯得更加復雜多樣，一般來說，國內SiC廠商在產業鏈中分工較為明確，在襯底/外延片、器件設計制造、模塊封裝等幾個部分有明顯的區分。

比如國內的SiC襯底供應商，包括天岳先進、河北同光、爍科晶體等都傾向專注于襯底，外延方面瀚天天成、東莞天域也專注于外延，像天科合達這樣襯底與外延都有布局的廠商不多。

國內的SiC 領域IDM廠商主要是布局設計、制造、封測這幾個部分，比如華潤微、泰科天潤、楊杰、愛仕特等等，基本半導體則在此基礎上布局了外延的部分。

當然，三安光電、世紀金光也是為數不多的全產業鏈布局SiC的國內廠商，從襯底、外延、到芯片設計、制造、封測都覆蓋到。

總體而言，國內SiC產業分布偏向明確分工，特別是多家初創企業，集中在SiC芯片設計的部分，輕資產之下的發展速度也較快。但未來國內SiC產業會不會同樣走上上下游互相并購滲透，往垂直供應體系發展？可能在可以預見的未來幾年時間里暫時都不會出現，百花齊放、分工明確，或許是中國SiC產業在高速發展期的一個體現。

市場空間

中國發展碳化硅等第三代半導體產業，在技術上有一個巨大的優勢，就是相比于硅基集成電路產業鏈，SiC由于應用于功率半導體為主，對制程的需求很低，整個產業鏈自主化程度可以做到很高。

而在市場上，中國則擁有SiC產業發展的最佳土壤。中國電動汽車產業在全球無疑處于領先地位，與此同時，中國還是最大的汽車市場以及汽車生產國。而目前全球汽車產業正在從燃油車往電動汽車轉移，電動汽車也正在從400V到800V的高壓架構發展。

在一系列市場需求的轉變下，SiC對電動汽車的能量利用效率、充電速度、電機功率等都帶來巨大的提升。東芝的試驗數據顯示，碳化硅基 MOSFET 在相同環境下，對比同規格硅基 IGBT 的能量損失減少66%，主要來自于開關損耗的大幅減少。相同規格的碳化硅基 MOSFET 與硅基 MOSFET 相比，其尺寸可大幅減小至原來的1/10，導通電阻可至少降低至原來的 1/100。

而這些數據轉化成為續航里程，在城市工況下主驅采用SiC器件的電動汽車，要比采用IGBT的電動汽車續航里程多5%-10%。所以自2017年特斯拉首次將SiC器件應用到主驅逆變器上，截至今年，比亞迪、吉利、蔚來、小鵬、現代等多家車企都已經推出采用SiC模塊的車型。隨著電動汽車的市占率不斷提高，SiC成本下降以及產能的持續爬升，未來無論是800V還是400V平臺的電動汽車都會陸續應用到SiC。

從目前的供應情況來看，車規級SiC MOSFET主要由英飛凌、ST、羅姆三家供應，供不應求現象較為嚴重。但另一方面，這對于中國龐大的汽車產業來說，也是本土SiC行業發展并搶占市場份額的良機，據一些業內人士的反饋，在考慮到車企新車研發周期、以及國內產能擴張速度，2025年前后就能見到國產SiC MOSFET在汽車上的大規模落地了。