2023年,中國化合物半導體產業實現歷史性突破。在碳化硅(SiC)晶體生長領域,中國尤其獲得國際IDM的認可,導致產量大幅增長。此前中國碳化硅材料僅占全球約5%的產能,然而業界樂觀預計,2024年中國碳化硅晶圓在全球的占比有望達到50%。
天岳先進、天科合達、三安光電等公司均斥資提高碳化硅晶圓/襯底產能,目前這些中國企業每月的總產能約為6萬片。隨著各公司產能釋放,預計2024年月產能將達到12萬片,年產能150萬。
根據行業消息和市調機構的統計,此前天岳先進、天科合達合計占據全球5%的市場份額,而全球四大碳化硅領先廠商的份額要大得多,其中Wolfspeed占比60%,Coherent占比15%,羅姆電子占比13%,SK Siltron占比5%。
業界稱,此前不少海外研究機構對中國企業的制造能力表示懷疑,然而近期博世、意法半導體、英飛凌等都與中國企業簽訂碳化硅合約,足以證明中國在供應鏈中的地位快速提升。
今年5月,天岳先進、天科合達兩大廠商均在其官微宣布,與國際半導體大廠英飛凌簽訂了供貨協議。根據協議,天科合達和天岳先進將為英飛凌供應用于生產SiC半導體的6英寸(150mm)碳化硅晶圓和晶錠,兩家企業的供應量均將占到英飛凌未來長期預測需求的兩位數份額。未來也將提供200mm直徑碳化硅材料,助力英飛凌向200mm直徑晶圓的過渡。
今年6月,意法半導體在官網宣布,將同三安光電在中國重慶建立一個新的8英寸碳化硅器件合資制造廠。新的SiC制造廠計劃于2025年第四季度開始生產,預計將于2028年全面落成,屆時將更好地支持中國的汽車電氣化、工業電力和能源等應用日益增長的需求。同時,三安光電將利用自有SiC襯底工藝,單獨建造和運營一個新的8英寸SiC襯底制造廠,以滿足該合資廠的襯底需求。
分析人士表示,目前全球市場主要使用150mm碳化硅晶圓,預計到2024年隨著制造商的擴產,產品價格將明顯下滑,這會給競爭力較弱的制造商帶來挑戰。
根據TrendForce集邦咨詢此前研究,從產業結構來看,中國的SiC功率半導體產值以功率元件業(包含Fabless、IDM以及Foundry)占比最高,達42.4%,接續為襯底片制造業及外延片制造業。
對于SiC襯底及外延材料環節,中國廠商已逐漸贏得海外領先業者的認可,尤其體現在外延片環節。須留意的是,在SiC晶體厚度與一致性指標上,本土廠商仍需付出諸多努力,以期實現在汽車電驅系統等更多高端場景中的應用。當前中國正在展開大規模的SiC材料擴產行動,TrendForce集邦咨詢預估2023年中國N-Type SiC襯底產能(折合6英寸)可達1020Kpcs,其中以天科合達份額續居首位。
隨著新能源汽車、光伏、儲能、充電樁等下游市場的快速爆發,中國的SiC功率元件市場規模正在迅速擴大。據TrendForce集邦咨詢統計,按2022年應用結構來看,光伏儲能為中國SiC市場最大應用場景,占比約38.9%,接續為汽車、工業以及充電樁等。當然,汽車市場作為未來發展主軸,即將超越光伏儲能應用,其份額至2026年有望攀升至60.1%。
在此情況下,中國已有約70家廠商切入SiC功率元件業務,整體市場進入高度競爭階段。尤其針對低階二極管,不少廠商深感無力而陸續退出,進一步聚焦凸顯核心競爭力的MOSFET業務。
再觀察SiC晶圓產線情況,據TrendForce集邦咨詢不完全統計,截至3Q23,中國已有約24家廠商涉足SiC晶圓制造。其中IDM廠商15家,7家實現量產;Foundry廠商9家,5家實現量產。以各家晶圓產能來看,三安光電與積塔半導體分別位居IDM與Foundry廠商首位。
整體來看,盡管中國SiC晶圓廠產能擴張的步伐仍在繼續,但有效的MOSFET產能并不理想。TrendForce集邦咨詢統計2022年由中國廠商釋放的SiC MOSFET晶圓產能尚不足全球10%,不過這一情況預計自4Q23開始會有所好轉。
如今,無論是上游材料、晶圓代工廠、器件、封裝,國內在SiC的各個細分供應鏈環節都已有玩家在積極參與。但目前海外廠商在碳化硅領域仍占據先發優勢,國內企業仍在起步階段,技術不斷追趕同時產能尚在爬坡。雖然市場產銷兩旺,但中國碳化硅功率器件仍處于早期階段,如何降低成本、穩定質量、提升良率,是國產碳化硅功率半導體大規模應用的關鍵。
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原文標題:2024年中國碳化硅晶圓產能,或超全球總產能的50%
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