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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(jìn)的擴(kuò)張策略中，Wolfspeed不僅交出了最差的2024財(cái)年成績單，也面臨著縮減資本支出而計(jì)劃關(guān)閉一家位于美國北卡羅來納州達(dá)勒姆的6英寸晶圓廠的境地。
一邊是如火如荼的SiC擴(kuò)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(cái)報(bào)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(yù)期，進(jìn)入虧損最嚴(yán)重的財(cái)年，毛利也直線狂跌。知名半導(dǎo)體分析師陸行之甚至毫不諱言，評價(jià)Wolfspeed“本來一手好牌，現(xiàn)在變成一手爛牌”。
財(cái)報(bào)顯示，2024財(cái)年，Wolfspeed累計(jì)凈虧損8.64億美元，較2023財(cái)年擴(kuò)大162%；第四財(cái)季的毛利率大幅下滑，從去年同期的29%降至1%。截至美東時(shí)間8月30日休市，Wolfspeed每股報(bào)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(cái)報(bào)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(bào)率。
碳化硅的應(yīng)用被認(rèn)為是近年來功率半導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(lǐng)域?qū)μ蓟璋雽?dǎo)體應(yīng)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(lǐng)域，包括電機(jī)控制器及充電設(shè)施等。
也因此，在全球SiC產(chǎn)業(yè)掀起的增資擴(kuò)產(chǎn)熱潮之下，Wolfspeed一馬當(dāng)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(kuò)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(shè)、150mm（6英寸）碳化硅晶圓廠達(dá)勒姆工廠的產(chǎn)能擴(kuò)充，設(shè)新的材料工廠（JP Siler City）等。且為加速擴(kuò)張8英寸產(chǎn)能，Wolfspeed正在實(shí)施一項(xiàng)總投資達(dá)65億美元的產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃。
然而據(jù)資料顯示，2017年至今，該公司年?duì)I收尚未超過10億美元。并且在回報(bào)率上，被認(rèn)為是碳化硅最大市場的新能源汽車還未帶來預(yù)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(dǎo)致部分OEM推遲車規(guī)半導(dǎo)體訂單，還有持續(xù)的價(jià)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(kuò)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(jì)劃關(guān)閉其位于美國北卡羅來納州達(dá)勒姆的一家6英寸SiC晶圓生產(chǎn)設(shè)施。與此同時(shí)，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(dá)勒姆工廠具有成本優(yōu)勢。
Wolfspeed從2年前就宣布進(jìn)入8英寸碳化硅時(shí)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(shí)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(rèn)證等關(guān)卡面前，其8英寸工廠的回報(bào)率與巨大投入遠(yuǎn)未實(shí)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(qiáng)勁增長，計(jì)劃在第一財(cái)季提前達(dá)到其運(yùn)營產(chǎn)能的25%。Wolfspeed預(yù)計(jì)，2027年至2030年，預(yù)計(jì)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(guān)鍵的降本路徑之一。在轟轟烈烈的碳化硅增資擴(kuò)產(chǎn)潮中，8英寸正成為越來越多半導(dǎo)體大廠瞄準(zhǔn)的方向。
根據(jù)碳化硅襯底制造商天科合達(dá)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(bào)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(dāng)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(guān)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(diǎn)。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(biāo)配之勢。
聚焦到上游供應(yīng)鏈，不止Wolfspeed，國內(nèi)外各大功率半導(dǎo)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(jìn)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(yàn)證工作。
就在上個(gè)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(dǎo)體晶圓廠一期項(xiàng)目正式啟動運(yùn)營。該廠將于今年底開始生產(chǎn)碳化硅產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2025年可實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。
該項(xiàng)目于2022年2月宣布建設(shè)，斥資20億歐元。為進(jìn)一步鞏固和增強(qiáng)在全球功率半導(dǎo)體市場的領(lǐng)導(dǎo)地位，2023年8月，英飛凌宣布再投入50億歐元進(jìn)行擴(kuò)建，總投資額上升到70億歐元。一期項(xiàng)目重點(diǎn)生產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體，同時(shí)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(dǎo)體晶圓廠。
英飛凌強(qiáng)調(diào)，一旦馬來西亞居林工廠在未來五年內(nèi)達(dá)到滿負(fù)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(wù)所在地。
同樣在8月初，安森美（Onsemi）計(jì)劃在今年晚些時(shí)候?qū)ξ挥陧n國富川的8英寸SiC晶圓進(jìn)行認(rèn)證，并于2025年投入生產(chǎn)。
安森美在韓國富川的先進(jìn)SiC超大型制造工廠的擴(kuò)建工程于去年10月完工。全負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，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(yàn)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(gè)造車新勢力和傳統(tǒng)車企達(dá)成了長期供應(yīng)協(xié)議。
又如全球SiC MOSFET市場領(lǐng)頭羊意法半導(dǎo)體，其規(guī)劃今后三年在SiC領(lǐng)域有三個(gè)工作重點(diǎn)，其中就包括將生產(chǎn)線升級到8英寸晶圓。按其計(jì)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(dǎo)體項(xiàng)目，更是加快了投產(chǎn)速度。
8月30日消息，在西部（重慶）科學(xué)城，總投資約300億元的三安意法半導(dǎo)體項(xiàng)目進(jìn)入收尾階段，其中，8英寸SiC襯底廠預(yù)計(jì)8月底投產(chǎn)，比原計(jì)劃提前2個(gè)月。按照最新進(jìn)度，8英寸晶圓廠預(yù)計(jì)年底通線后將逐步釋放產(chǎn)能。
據(jù)了解，三安意法半導(dǎo)體項(xiàng)目包含建設(shè)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(jī)宣布將加快建設(shè)位于熊本縣的8英寸碳化硅晶圓廠，從原計(jì)劃為2026年4月的運(yùn)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(jì)劃在2024-2026年期間進(jìn)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(kuò)產(chǎn)不停，并向8英寸邁進(jìn)。
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(shè)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(guān)設(shè)備，除了長晶設(shè)備外，晶升股份針對外延、切片等工藝流程也在設(shè)備方面取得了一定進(jìn)展。
同月，北京市生態(tài)環(huán)境局批準(zhǔn)了天科合達(dá)的二期擴(kuò)建項(xiàng)目，旨在擴(kuò)大碳化硅襯底產(chǎn)能，增設(shè)6-8英寸生產(chǎn)線及研發(fā)中心。項(xiàng)目投產(chǎn)后，預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)約371,000片導(dǎo)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(dǎo)電型碳化硅襯底。
三安光電方面，除了上述與意法半導(dǎo)體的合作項(xiàng)目之外，其全資子公司湖南三安半導(dǎo)體總投資額達(dá)160億元的中國首條碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)線項(xiàng)目也迎來了重要進(jìn)展。
7月24日，湖南三安半導(dǎo)體舉行了二期芯片廠的新廠房啟用及新設(shè)備移入儀式，意味著該企業(yè)打造的碳化硅二期項(xiàng)目即將通線。湖南三安半導(dǎo)體相關(guān)負(fù)責(zé)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(shí)現(xiàn)8英寸的量產(chǎn)。
7月8日，天岳先進(jìn)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(xiàng)目。天岳先進(jìn)表示，其上海臨港工廠二期8英寸碳化硅襯底擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃正在推進(jìn)中，將分階段達(dá)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(xiàng)目開工，總投資120億元，分兩期建設(shè)，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(dá)也早已邁入8英寸時(shí)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(dǎo)電型碳化硅襯底產(chǎn)品，2023年實(shí)現(xiàn)8英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底小規(guī)模量產(chǎn)，并且在下游客戶端驗(yàn)證方面取得了積極進(jìn)展。
毋庸置疑，頭部大廠密集宣發(fā)的動作，預(yù)示著8英寸碳化硅時(shí)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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告（2024版）》指出，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了相當(dāng)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(rèn)為是最有可能實(shí)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(dǎo)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(yáng)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(lǐng)先，不但數(shù)量領(lǐng)先，而且對于快充、高電壓平臺等先進(jìn)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(yīng)用領(lǐng)域，都是如此。
像是在難度最大、決定器件品質(zhì)最關(guān)鍵、合計(jì)占據(jù)SiC產(chǎn)品整體成本的70%以上的SiC襯底和外延領(lǐng)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(jìn)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(jī)構(gòu)富士經(jīng)濟(jì)報(bào)告測算，天岳先進(jìn)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(guān)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(guān)鍵階段，要想真正實(shí)現(xiàn)8英寸襯底的規(guī)?；桓洞蟾胚€需要1年的時(shí)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(jìn)入到了產(chǎn)能和價(jià)格拼殺階段，各玩家對這個(gè)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(dǎo)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(jī)的應(yīng)用比例增加，預(yù)計(jì)到2030年，國內(nèi)SiC功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將超過210億元。
在昔日巨頭Wolfspeed豪賭式擴(kuò)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。
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