國(guó)內(nèi)主要碳化硅襯底供應(yīng)商產(chǎn)能分析，與海外龍頭差距擴(kuò)大？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模急劇上漲，對(duì)于碳化硅產(chǎn)業(yè)而言，上游產(chǎn)能擴(kuò)充是現(xiàn)今各大廠商所一直努力的方向?？梢钥吹竭^去一年里，海內(nèi)外都持續(xù)投入到包括碳化硅上游襯底和外延片、中游晶圓制造、下游模塊封裝等領(lǐng)域，頻繁傳來這些領(lǐng)域產(chǎn)能擴(kuò)充的消息。

在碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈中，成本占比最高的部分是襯底，碳化硅襯底的產(chǎn)能決定了下游器件的產(chǎn)量上限。因此，襯底廠商可以稱之為碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的風(fēng)向標(biāo)。此前電子發(fā)燒友網(wǎng)曾多次對(duì)海外龍頭擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)行了報(bào)道，包括Wolfspeed、羅姆、貳陸、ST等，他們?cè)谝r底尺寸、良率、產(chǎn)能上都具有較大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

這次我們關(guān)注國(guó)內(nèi)主要的碳化硅襯底廠商，從他們的擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏和進(jìn)度，分析國(guó)內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況。

國(guó)內(nèi)主要碳化硅襯底廠商產(chǎn)能現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)主要的碳化硅襯底供應(yīng)商有天岳先進(jìn)、天科合達(dá)、爍科晶體、露笑科技、東尼電子、河北同光等，三安光電走IDM路線，涉及襯底、外延、芯片、封裝等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，襯底以自用為主。

天岳先進(jìn)：

天岳先進(jìn)專注于碳化硅襯底產(chǎn)品，成立于2010年，其技術(shù)最初來源于山東大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)。目前主要出貨產(chǎn)品是半絕緣型碳化硅襯底，在2020年上半年，天岳先進(jìn)的半絕緣型碳化硅襯底占到全球30%的份額，僅次于II-VI的35%和Wolfspeed的33%排名第三。

按照2022年的情況來看，天岳先進(jìn)產(chǎn)能分布在濟(jì)南、濟(jì)寧、上海的工廠，目前主要是濟(jì)南和濟(jì)寧兩家工廠在產(chǎn)，年產(chǎn)能約6.7萬片，以4-6英寸半絕緣型襯底為主。去年8月，公司表示工廠已經(jīng)通過車規(guī)級(jí)IATF16949體系的認(rèn)證，并積極推動(dòng)相應(yīng)產(chǎn)品的客戶認(rèn)證工作，已有多家國(guó)內(nèi)外客戶正在進(jìn)行產(chǎn)品驗(yàn)證。同期公司6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底也獲得了國(guó)內(nèi)外多個(gè)客戶的驗(yàn)證通過，預(yù)計(jì)在上海工廠投產(chǎn)后將批量供貨。

上海臨港工廠原本預(yù)計(jì)去年年底投產(chǎn)，但受到疫情影響拖慢了進(jìn)度，去年12月公司表示該項(xiàng)目已經(jīng)成功封頂，正在進(jìn)行機(jī)電安裝階段，預(yù)計(jì)2023年內(nèi)實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。2026年全部達(dá)產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)導(dǎo)電型SiC晶錠2.6萬塊，對(duì)應(yīng)導(dǎo)電型碳化硅襯底產(chǎn)品年產(chǎn)能將超過30萬片。

天科合達(dá)：

天科合達(dá)成立于2006年，依托于中科院物理所，是國(guó)內(nèi)較早進(jìn)入碳化硅產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)。2020年上半年，天科合達(dá)占全球碳化硅襯底市場(chǎng)5%的份額，在國(guó)內(nèi)排名第一。

在2022年天科合達(dá)產(chǎn)能約為12~15萬片/年，以導(dǎo)電型襯底為主，其中6英寸和4英寸產(chǎn)量比例約為2:1，4英寸產(chǎn)能將逐年降低。目前天科合達(dá)在北京大興、江蘇徐州、新疆石河子、深圳都有工廠布局，其中深圳工廠目前已經(jīng)封頂，但官方未有公布更多的信息，目前可知的信息是深圳工廠主要建設(shè)6英寸碳化硅單晶和外延片生產(chǎn)線。

徐州工廠二期，規(guī)劃年產(chǎn)16萬片碳化硅襯底晶片及三期100萬片外延片。北京工廠二期同在規(guī)劃中。預(yù)計(jì)2025年底，天科合達(dá)6英寸襯底有效年產(chǎn)能達(dá)到55萬片。

晶盛機(jī)電：

晶盛機(jī)電的業(yè)務(wù)偏向上游設(shè)備，包括碳化硅單晶爐、外延設(shè)備等，近年投入到碳化硅襯底產(chǎn)品研發(fā)，進(jìn)度較快，目前6英寸導(dǎo)電型襯底已進(jìn)入試驗(yàn)產(chǎn)線，產(chǎn)品通過下游部分客戶驗(yàn)證。另一方面，在8英寸碳化硅晶體上進(jìn)展也較為樂觀，預(yù)計(jì)今年第二季度實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

晶盛機(jī)電目前主要產(chǎn)能分布在寧夏和內(nèi)蒙古工廠，寧夏銀川項(xiàng)目設(shè)計(jì)產(chǎn)能為年產(chǎn)40萬片6英寸及以上尺寸的導(dǎo)電型和半絕緣型碳化硅襯底晶片，項(xiàng)目投資總額為33.6億元，2022年已經(jīng)進(jìn)行試產(chǎn)，據(jù)稱3年內(nèi)將優(yōu)先向客戶提供SiC襯底合計(jì)不低于23萬片。

三安光電：

三安光電是國(guó)內(nèi)化合物半導(dǎo)體巨頭，也是目前國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)SiC垂直產(chǎn)業(yè)鏈布局的公司，具備襯底材料、外延生長(zhǎng)、以及芯片制造的產(chǎn)業(yè)整合能力。目前主要產(chǎn)能在湖南三安半導(dǎo)體工廠，2022年半年報(bào)顯示當(dāng)時(shí)月產(chǎn)能達(dá)到6000片，產(chǎn)能仍在逐步釋放中。

三安光電2020年投資160億元建設(shè)湖南三安SiC 產(chǎn)線，進(jìn)一步加強(qiáng)上游布局，且一期項(xiàng)目已于2021年6月建設(shè)完成，2021年底6英寸產(chǎn)能達(dá)3000片/月，2年內(nèi)達(dá)產(chǎn)后預(yù)計(jì)將達(dá)到30000片/月；2025年二期項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，6英寸SiC襯底以及配套產(chǎn)能將達(dá)到36萬片。

爍科晶體：

爍科晶體成立于2018年，隸屬于中國(guó)電子科技集團(tuán)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)從2009年就開始組建，目前業(yè)務(wù)主要包括單晶爐設(shè)備和襯底，產(chǎn)能集中在山西中國(guó)電科碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地。據(jù)公司介紹，爍科晶體還是國(guó)內(nèi)首家通過IATF16949汽車質(zhì)量體系認(rèn)證的碳化硅企業(yè)。

根據(jù)公開信息，爍科晶體月產(chǎn)能約在8000片，以4英寸半絕緣型為主，6英寸導(dǎo)電型襯底開始小批量供應(yīng)，同時(shí)8英寸導(dǎo)電型襯底也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。產(chǎn)能方面沒有具體公開信息，目前根據(jù)公司高管的說法，爍科晶體長(zhǎng)期規(guī)劃投資30億，形成接近200萬片的年產(chǎn)能，預(yù)計(jì)2025年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)30萬片。

露笑科技：

露笑科技此前主要從事銅芯、鋁芯電磁線等產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售，2018年開始布局碳化硅產(chǎn)業(yè)，2020年宣布與合肥市長(zhǎng)豐縣人民政府共同投資建設(shè)第三代碳化硅產(chǎn)業(yè)園，包括生產(chǎn)碳化硅襯底、外延片，總投資100億元。

截至2022年底，露笑科技月產(chǎn)能約為5000片6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底。按照其碳化硅項(xiàng)目的規(guī)劃，一期項(xiàng)目規(guī)劃年產(chǎn)24萬片6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底，預(yù)計(jì)到2023年4月，產(chǎn)能達(dá)到1萬片/月，年內(nèi)實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)20萬片。

項(xiàng)目二期預(yù)計(jì)投入39億元，二期建成達(dá)產(chǎn)后，可形成年產(chǎn)10萬片6英寸外延片建設(shè)以及年產(chǎn)10萬片8英寸襯底片建設(shè)；三期預(yù)計(jì)投入40億元，項(xiàng)目?jī)?nèi)容為年產(chǎn)10萬片8英寸外延片建設(shè)、年產(chǎn)15萬片8英寸襯底片建設(shè)。

東尼電子：

東尼電子此前專注于超微細(xì)合金線材及其他金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，從2017年開始儲(chǔ)備研發(fā)碳化硅襯底，與南京航空航天大學(xué)簽訂《產(chǎn)學(xué)研合協(xié)議》，以及聘請(qǐng)中國(guó)臺(tái)灣中央研究院物理研究所博士作為主導(dǎo)。

產(chǎn)能方面東尼電子披露不多，按照現(xiàn)有信息估算，其湖州工廠月產(chǎn)能約為4000-6000片6英寸導(dǎo)電型襯底。

公司年產(chǎn)12萬片碳化硅項(xiàng)目2023年11月達(dá)產(chǎn)；按照訂單合同測(cè)算，2023年5-12月公司至少產(chǎn)出13.5萬片碳化硅襯底；預(yù)計(jì)2024年交付30萬片、2025年交付50萬片。

河北同光：

河北同光成立于2012年，位于保定市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，專注碳化硅襯底的研發(fā)和生產(chǎn)。公司與中科院半導(dǎo)體所緊密合作，2015年開始量產(chǎn)4英寸碳化硅晶片，目前6英寸導(dǎo)電型襯底已經(jīng)達(dá)到車規(guī)級(jí)功率器件的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，具備批量生產(chǎn)條件。

根據(jù)公司公開信息，2022年河北同光的碳化硅襯底產(chǎn)能約為10萬片/年，并規(guī)劃建設(shè)2000臺(tái)碳化硅晶體生長(zhǎng)爐生長(zhǎng)基地和年產(chǎn)60萬片碳化硅單晶襯底加工基地，預(yù)計(jì)2025年末達(dá)產(chǎn)。

海外龍頭的產(chǎn)能情況

目前全球碳化硅襯底市場(chǎng)上，Wolfspeed幾乎獨(dú)占半壁江山，其次是羅姆和貳陸，前三家占到全球份額的八成左右。與此同時(shí)，海外龍頭的擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏也相當(dāng)迅速，在8英寸襯底進(jìn)入大批量投產(chǎn)、以及產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)建的情況下，海外龍頭與第二梯隊(duì)，包括國(guó)內(nèi)的碳化硅襯底供應(yīng)商的差距也在持續(xù)擴(kuò)大。

去年上半年，Wolfspeed等效6英寸碳化硅襯底產(chǎn)能已經(jīng)超過85萬片，其中主要用于功率器件的導(dǎo)電型襯底超過了50萬片。按照Wolfspeed的規(guī)劃，2026年其導(dǎo)電型襯底的產(chǎn)能可能達(dá)到百萬片以上。

就在今年一月，Wolfspeed還宣布計(jì)劃在德國(guó)薩爾州建造全球最大的8英寸碳化硅晶圓廠，目前看來Wolfspeed仍在持續(xù)加速投入到產(chǎn)能擴(kuò)張中，以保持其在行業(yè)中的壟斷地位。

貳陸現(xiàn)有6英寸碳化硅襯底產(chǎn)能約為20萬片/年，計(jì)劃5年內(nèi)將6英寸的產(chǎn)能擴(kuò)張至5-10倍，2024年開始量產(chǎn)8英寸襯底。

羅姆此前的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃則較為保守，預(yù)計(jì)2025年將碳化硅襯底產(chǎn)能擴(kuò)展至30-40萬片，并預(yù)計(jì)2023年量產(chǎn)8英寸襯底。不過去年年底，羅姆計(jì)劃到2025財(cái)年（截至2026年3月）最高向碳化硅功率半導(dǎo)體投資2200億日元，提高到2021年投資計(jì)劃的四倍。

國(guó)內(nèi)廠商包括天岳先進(jìn)、爍科晶體等目前主要出貨產(chǎn)品是用于5G、射頻等領(lǐng)域的半絕緣型襯底，用于功率器件的導(dǎo)電型襯底產(chǎn)能仍在起步階段。

從去年海外大廠以及業(yè)內(nèi)的各方面反饋來看，電動(dòng)汽車將會(huì)是SiC產(chǎn)業(yè)最大的應(yīng)用市場(chǎng)，全球汽車產(chǎn)業(yè)正在從燃油車往電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)移，電動(dòng)汽車也正在從400V到800V的高壓架構(gòu)發(fā)展。而在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)中，對(duì)碳化硅功率器件的需求在技術(shù)升級(jí)以及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中持續(xù)提高，這意味著未來碳化硅襯底市場(chǎng)將會(huì)更加傾向于導(dǎo)電型襯底。

國(guó)內(nèi)天科合達(dá)、露笑科技、東尼電子等則側(cè)重于導(dǎo)電型襯底，根據(jù)產(chǎn)能規(guī)劃來看，東尼電子2025年年產(chǎn)50萬片襯底是目前在產(chǎn)能預(yù)期上較為激進(jìn)的本土企業(yè)，已經(jīng)接近同期Wolfspeed導(dǎo)電型襯底規(guī)劃產(chǎn)能的一半。

寫在最后

中國(guó)發(fā)展碳化硅等第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，在技術(shù)上有一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，就是相比于硅基集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，SiC由于應(yīng)用于功率半導(dǎo)體為主，對(duì)制程的需求很低，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈自主化程度可以做到很高。

而在市場(chǎng)上，中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)在全球處于領(lǐng)先地位，同時(shí)還是最大的汽車市場(chǎng)以及汽車生產(chǎn)國(guó)，這將會(huì)是國(guó)內(nèi)發(fā)展本土碳化硅產(chǎn)業(yè)的重要優(yōu)勢(shì)。

不過目前從下游廠商的反饋來看，國(guó)內(nèi)碳化硅襯底主要問題還是在良率和產(chǎn)能上，因此在嚴(yán)苛的汽車應(yīng)用中，比如SiC MOSFET等器件的大批量制造上幾乎還不會(huì)用到國(guó)產(chǎn)碳化硅襯底。

但也有不少下游廠商反饋正在加速導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)碳化硅襯底、外延片，上下游廠商持續(xù)合作以共同改善良率，希望構(gòu)建本土供應(yīng)鏈。在考慮到車企新車研發(fā)周期、以及國(guó)內(nèi)產(chǎn)能擴(kuò)張速度，2023年，將會(huì)是國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)進(jìn)入汽車市場(chǎng)的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，包括襯底和器件，國(guó)內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈或?qū)⑦M(jìn)入到一個(gè)新的發(fā)展階段。