碳化硅巨頭“棄子保帥”，市場廝殺升級

近日，昔日碳化硅（SiC）巨頭Wolfspeed“跌落神壇”的消息被推至熱議中心。

在激進的擴張策略中，Wolfspeed不僅交出了最差的2024財年成績單，也面臨著縮減資本支出而計劃關閉一家位于美國北卡羅來納州達勒姆的6英寸晶圓廠的境地。

一邊是如火如荼的SiC擴產(chǎn)潮，一邊卻是蒙上陰影的SiC巨頭。這不僅折射出碳化硅市場競爭升級的激烈態(tài)勢，也反映了在行業(yè)內(nèi)卷以及6英寸晶圓廠加速向8英寸轉(zhuǎn)移的產(chǎn)業(yè)大趨勢下，各路玩家稍有不慎，就有可能影響對排位賽的搶奪。

昔日巨頭跌落神壇

在財報密集揭露的這段日子里，幾家歡喜幾家愁。行業(yè)巨頭Wolfspeed無疑是后者。該公司不僅營收不及預期，進入虧損最嚴重的財年，毛利也直線狂跌。知名半導體分析師陸行之甚至毫不諱言，評價Wolfspeed“本來一手好牌，現(xiàn)在變成一手爛牌”。

財報顯示，2024財年，Wolfspeed累計凈虧損8.64億美元，較2023財年擴大162%；第四財季的毛利率大幅下滑，從去年同期的29%降至1%。截至美東時間8月30日休市，Wolfspeed每股報9.75美元，較2021年11月峰值的139美元跌超近93%。

如此疲軟的財報表現(xiàn)源于Wolfspeed對碳化硅產(chǎn)業(yè)持久的高投入、高支出，以及較低的回報率。

碳化硅的應用被認為是近年來功率半導體最重要的技術(shù)革新。相比傳統(tǒng)硅器件，碳化硅器件具有更高的熱導率、電子飽和速度、擊穿電壓和更寬的能帶間隙，這些特性使得SiC器件在高溫、高壓、高頻和高效率的應用場景中表現(xiàn)出色。

新能源汽車、光伏、儲能、工業(yè)控制等領域?qū)μ蓟璋雽w應用的需求，給行業(yè)帶來巨大的想象空間。尤其是新能源汽車，目前超過60%的碳化硅需求都來自于該領域，包括電機控制器及充電設施等。

也因此，在全球SiC產(chǎn)業(yè)掀起的增資擴產(chǎn)熱潮之下，Wolfspeed一馬當先，將碳化硅技術(shù)作為未來幾年的主要增長驅(qū)動力，資金投入和產(chǎn)能擴張都非常積極。

從2021年開始，Wolfspeed規(guī)劃了包括紐約莫霍克谷200mm（8英寸）碳化硅晶圓廠的產(chǎn)能建設、150mm（6英寸）碳化硅晶圓廠達勒姆工廠的產(chǎn)能擴充，設新的材料工廠（JP Siler City）等。且為加速擴張8英寸產(chǎn)能，Wolfspeed正在實施一項總投資達65億美元的產(chǎn)能擴張計劃。

然而據(jù)資料顯示，2017年至今，該公司年營收尚未超過10億美元。并且在回報率上，被認為是碳化硅最大市場的新能源汽車還未帶來預想中的收益。除了技術(shù)門檻與成本問題，對于Wolfspeed而言，歐美電動汽車市場放緩的節(jié)奏，導致部分OEM推遲車規(guī)半導體訂單，還有持續(xù)的價格戰(zhàn)令車廠陷入營利壓力，這些因素都在一定程度上壓制了碳化硅上車需求。

值得注意的是，在”豪賭“的擴張策略下，眼下面臨諸多困境的Wolfspeed，正把希望的曙光放在碳化硅加速從6英寸向8英寸晶圓過渡的產(chǎn)業(yè)大趨勢上。

根據(jù)Yole Intelligence的研究，6英寸碳化硅晶圓是目前器件制造的主要平臺，而在公開市場上還沒有8英寸晶圓的批量出貨。

為削減成本，減緩對其6英寸碳化硅晶圓的需求，Wolfspeed正計劃關閉其位于美國北卡羅來納州達勒姆的一家6英寸SiC晶圓生產(chǎn)設施。與此同時，Wolfspeed把重心更多放在提升莫霍克谷工廠8英寸晶圓的產(chǎn)量，官方稱該工廠比達勒姆工廠具有成本優(yōu)勢。

Wolfspeed從2年前就宣布進入8英寸碳化硅時代。其是在全球范圍內(nèi)最早建立8英寸SiC晶圓廠，且率先實現(xiàn)8英寸SiC產(chǎn)品生產(chǎn)的公司。2023年7月，Wolfspeed莫霍克谷8英寸廠發(fā)貨了第一款產(chǎn)品。

饒是如此，在產(chǎn)品良率、技術(shù)穩(wěn)定和市場認證等關卡面前，其8英寸工廠的回報率與巨大投入遠未實現(xiàn)平衡。據(jù)悉，Wolfspeed的8英寸產(chǎn)能目前大部分處于閑置狀態(tài)，產(chǎn)能利用率僅在20%左右。

不過，Wolfspeed CEO Gregg Lowe對未來仍保有信心，稱莫霍克谷8英寸晶圓廠將保持強勁增長，計劃在第一財季提前達到其運營產(chǎn)能的25%。Wolfspeed預計，2027年至2030年，預計超過90%的新型電動汽車將使用800V系統(tǒng)。

碳化硅加速向8英寸升級

成本，一直是碳化硅上車的最大阻礙之一。

眾所周知，碳化硅晶圓尺寸越大，單位芯片成本越低。從6英寸往8英寸方向升級，是碳化硅關鍵的降本路徑之一。在轟轟烈烈的碳化硅增資擴產(chǎn)潮中，8英寸正成為越來越多半導體大廠瞄準的方向。

根據(jù)碳化硅襯底制造商天科合達給出的數(shù)據(jù)，從4英寸襯底升級為6英寸襯底的單位成本可降低50%，而6英寸襯底升級為8英寸襯底的單位成本可再降低35%。

另據(jù)WolfSpeed投資日報告，碳化硅襯底從6英寸到8英寸，單片襯底制備的芯片數(shù)量由448顆增長至845顆，邊緣損失占比由14%減少至7%，可用面積幾乎增加一倍，合格芯片產(chǎn)量則增加80-90％。

由此可見8英寸乃至更高英寸必然是碳化硅未來的技術(shù)走勢。

盡管當下8英寸碳化硅晶圓成本仍高于6英寸，并且相對傳統(tǒng)硅基器件，短期內(nèi)由碳化硅降低的整車電池包和部分系統(tǒng)成所帶來的收益還是比不過硬件成本的上升，但是相關業(yè)內(nèi)人士表示，未來2~3年碳化硅芯片的降本和芯片良率的提升，加上800V及以上高壓電控系統(tǒng)的普及，會放大采用碳化硅的系統(tǒng)收益。

在市場層面，雖然歐美電動汽車市場陷入疲軟，特斯拉去年也宣布減少碳化硅用量，但總體上新能源化是不變的大趨勢。尤其在國內(nèi)市場上，碳化硅早已成為整車廠比拼配置的競爭點。蔚來、理想、小鵬、小米、嵐圖、智己、比亞迪、長城等多數(shù)車企均推出了800V碳化硅高壓平臺，并漸有標配之勢。

聚焦到上游供應鏈，不止Wolfspeed，國內(nèi)外各大功率半導體大廠在過去幾年密集投資布局8英寸碳化硅生產(chǎn)線，且已逐步進入落地階段。去年，包括英飛凌、意法、安森美、羅姆、博世、芯聯(lián)集成等國內(nèi)外主要的碳化硅功率器件大廠已先后開啟了8英寸襯底的批量驗證工作。

就在上個月，8月8日，英飛凌宣布，其位于馬來西亞居林的8英寸碳化硅功率半導體晶圓廠一期項目正式啟動運營。該廠將于今年底開始生產(chǎn)碳化硅產(chǎn)品，預計2025年可實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。

該項目于2022年2月宣布建設，斥資20億歐元。為進一步鞏固和增強在全球功率半導體市場的領導地位，2023年8月，英飛凌宣布再投入50億歐元進行擴建，總投資額上升到70億歐元。一期項目重點生產(chǎn)碳化硅功率半導體，同時也涵蓋部分氮化鎵外延生產(chǎn)；二期則將打造全球最大、最高效的8英寸碳化硅功率半導體晶圓廠。

英飛凌強調(diào)，一旦馬來西亞居林工廠在未來五年內(nèi)達到滿負荷生產(chǎn)，它將成為世界上最大的碳化硅（SiC）工廠。馬來西亞已成為英飛凌在亞洲最大的芯片生產(chǎn)基地，以及全球最大的芯片封裝和組裝業(yè)務所在地。

同樣在8月初，安森美（Onsemi）計劃在今年晚些時候?qū)ξ挥陧n國富川的8英寸SiC晶圓進行認證，并于2025年投入生產(chǎn)。

安森美在韓國富川的先進SiC超大型制造工廠的擴建工程于去年10月完工。全負荷生產(chǎn)時，該晶圓廠每年將能生產(chǎn)超過一百萬片8英寸SiC晶圓。安森美富川SiC生產(chǎn)線目前主力生產(chǎn)6英寸SiC晶圓，在2025年完成8英寸SiC工藝驗證后，將轉(zhuǎn)為生產(chǎn)8英寸晶圓。

據(jù)悉，安森美碳化硅產(chǎn)品已與包括極氪、理想、奔馳、寶馬和大眾等多個造車新勢力和傳統(tǒng)車企達成了長期供應協(xié)議。

又如全球SiC MOSFET市場領頭羊意法半導體，其規(guī)劃今后三年在SiC領域有三個工作重點，其中就包括將生產(chǎn)線升級到8英寸晶圓。按其計劃，明年第三季度意大利卡塔尼亞的SiC晶圓廠將過渡到8英寸，新加坡的晶圓廠隨后也將過渡到8英寸。而其在中國的合資工廠——三安意法半導體項目，更是加快了投產(chǎn)速度。

8月30日消息，在西部（重慶）科學城，總投資約300億元的三安意法半導體項目進入收尾階段，其中，8英寸SiC襯底廠預計8月底投產(chǎn)，比原計劃提前2個月。按照最新進度，8英寸晶圓廠預計年底通線后將逐步釋放產(chǎn)能。

據(jù)了解，三安意法半導體項目包含建設一座8英寸SiC晶圓（芯片）廠和配套的一座8英寸SiC襯底廠，將整合8英寸車規(guī)級SiC襯底、外延、芯片的研發(fā)與制造。

此外，近日也有消息稱，羅姆決定將其位于日本宮崎縣的第二家工廠用于生產(chǎn)8英寸碳化硅襯底，2024年開始投產(chǎn)；三菱電機宣布將加快建設位于熊本縣的8英寸碳化硅晶圓廠，從原計劃為2026年4月的運營日期，提前至2025年11月。

國內(nèi)企業(yè)欲與國際巨頭“比肩”

蓋世汽車研究院數(shù)據(jù)顯示，目前，全球已有30余家企業(yè)完成了8英寸SiC的研發(fā)，其中，大多數(shù)企業(yè)計劃在2024-2026年期間進行量產(chǎn)。除了國際巨頭在“跑馬圈地”，國內(nèi)企業(yè)也不甘落后，增資擴產(chǎn)不停，并向8英寸邁進。

8月7日，晶升股份在投資者互動平臺表示，其第一批8英寸碳化硅長晶設備已于2024年7月在重慶完成交付。在8英寸轉(zhuǎn)型趨勢下，晶升股份正在全面布局8英寸碳化硅產(chǎn)線相關設備，除了長晶設備外，晶升股份針對外延、切片等工藝流程也在設備方面取得了一定進展。

同月，北京市生態(tài)環(huán)境局批準了天科合達的二期擴建項目，旨在擴大碳化硅襯底產(chǎn)能，增設6-8英寸生產(chǎn)線及研發(fā)中心。項目投產(chǎn)后，預計將實現(xiàn)年產(chǎn)約371,000片導電型碳化硅襯底，包括23.6萬片6英寸和13.5萬片8英寸導電型碳化硅襯底。

三安光電方面，除了上述與意法半導體的合作項目之外，其全資子公司湖南三安半導體總投資額達160億元的中國首條碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)線項目也迎來了重要進展。

7月24日，湖南三安半導體舉行了二期芯片廠的新廠房啟用及新設備移入儀式，意味著該企業(yè)打造的碳化硅二期項目即將通線。湖南三安半導體相關負責人表示，該企業(yè)全新打造的8英寸碳化硅芯片產(chǎn)業(yè)布局將全面加速，力爭在今年年底產(chǎn)線實現(xiàn)8英寸的量產(chǎn)。

7月8日，天岳先進發(fā)布公告，將募集資金3億元，用于投資8英寸車規(guī)級SiC襯底制備項目。天岳先進表示，其上海臨港工廠二期8英寸碳化硅襯底擴產(chǎn)計劃正在推進中，將分階段達到規(guī)劃中的8英寸襯底產(chǎn)能。

6月19日，士蘭集宏8英寸碳化硅功率器件芯片制造生產(chǎn)線項目開工，總投資120億元，分兩期建設，建成后將形成年產(chǎn)72萬片8英寸碳化硅功率器件芯片的生產(chǎn)能力。

此外，天科合達也早已邁入8英寸時代，并且已與英飛凌等多家客戶開展合作。其于2022年發(fā)布8英寸導電型碳化硅襯底產(chǎn)品，2023年實現(xiàn)8英寸導電型碳化硅襯底小規(guī)模量產(chǎn)，并且在下游客戶端驗證方面取得了積極進展。

毋庸置疑，頭部大廠密集宣發(fā)的動作，預示著8英寸碳化硅時代的腳步正在臨近。

蓋世汽車研究院發(fā)布的《車規(guī)級功率半導體產(chǎn)業(yè)研究報告（2024版）》指出，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了相當一批企業(yè)在積極拓展8英寸，不過，由于國外的長期技術(shù)積累、產(chǎn)業(yè)鏈整合、產(chǎn)能規(guī)模等優(yōu)勢，國內(nèi)多數(shù)還是在扮演“追趕者”的角色，全球碳化硅產(chǎn)業(yè)格局依舊呈現(xiàn)歐、美、日三足鼎立格局。

盡管如此，作為被認為是最有可能實現(xiàn)“彎道超車”的碳化硅賽道，國內(nèi)玩家正依托中國本土的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，以及國產(chǎn)替代號召，不斷朝國際巨頭“看齊”，這也讓這些老牌功率半導體大廠不得不緊繃神經(jīng)。

中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長、中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟聯(lián)席理事長董揚日前也談到，中國目前發(fā)展碳化硅芯片有兩大優(yōu)勢。一是市場需求大。中國新能源汽車發(fā)展領先，不但數(shù)量領先，而且對于快充、高電壓平臺等先進性能要求也比其他市場更迫切。二是產(chǎn)業(yè)端積極性高，企業(yè)投入的資金和人力都更多，無論是在碳化硅芯片的研發(fā)、制造企業(yè)，還是在新能源汽車整車應用領域，都是如此。

像是在難度最大、決定器件品質(zhì)最關鍵、合計占據(jù)SiC產(chǎn)品整體成本的70%以上的SiC襯底和外延領域，國內(nèi)技術(shù)發(fā)展已相對較好，跟全球大廠的水平基本接近。

就以天岳先進為例，該公司已發(fā)展成為國內(nèi)技術(shù)最全面、國際化程度最高的碳化硅襯底廠商之一。根據(jù)日本權(quán)威行業(yè)調(diào)研機構(gòu)富士經(jīng)濟報告測算，天岳先進位居2023年全球?qū)щ娦吞蓟枰r底材料市場市占前三。

寫在最后

相關業(yè)內(nèi)人士表示，從襯底角度來看，2024年仍處于8英寸襯底技術(shù)完善、工藝穩(wěn)定和量產(chǎn)能力提升的關鍵階段，要想真正實現(xiàn)8英寸襯底的規(guī)模化交付大概還需要1年的時間。從2025年年初開始，已建成投產(chǎn)的8英寸器件線會逐步釋放訂單需求，并在2025年底至2026年初需求提升更為明顯。

眼下，碳化硅市場是最為火熱的賽道之一。隨著行業(yè)內(nèi)卷加劇，SiC已慢慢進入到了產(chǎn)能和價格拼殺階段，各玩家對這個市場話語權(quán)與附加值的爭奪也明顯愈演愈烈。特別是中國新能源汽車市場這片沃土，正不可避免受到來自全球功率半導體大廠的“虎視眈眈”。

根據(jù)乘用車市場信息聯(lián)席會發(fā)布的數(shù)據(jù)，7月，國內(nèi)新能源乘用車市場單月零售滲透率首次超過了50%。另結(jié)合蓋世汽車研究院數(shù)據(jù)，未來，隨著新能源汽車的增長，以及SiC在新能源汽車中逆變器、OBC、DCDC、電動壓縮機的應用比例增加，預計到2030年，國內(nèi)SiC功率半導體市場規(guī)模將超過210億元。

在昔日巨頭Wolfspeed豪賭式擴張策略的前車之鑒下，面對愈發(fā)白熱化的競爭態(tài)勢，如何在變局中，打下全新排位賽，正成為各玩家需思考的問題。