据TrendForce集邦咨询研究统计,随着安森美(onsemi)、英飞凌(Infineon)等与汽车、能源业者合作项目明朗化,将推动2023年整体SiC功率元件市场产值达22.8亿美元,年成长41.4%。2023年整体SiC功率元件市场产值达22.8亿美元
TrendForce集邦咨询近日研究统计,第三代半导体包括碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN),整体产值又以SiC占80%为重。SiC适合高压、大电流的应用场景,能进一步提升电动汽车与再生能源设备系统效率。据TrendForce集邦咨询研究统计,随着安森美(onsemi)、英飞凌(Infineon)等与汽车、能源业者合作项目明朗化,将推动2023年整体SiC功率元件市场产值达22.8亿美元,年成长41.4%。
特斯拉却提出减少75%的SiC晶体管使用量
北京时间3月2日凌晨,特斯拉在其投资者日的演讲中,谈到最牵动半导体厂商的一句话,来自特斯拉动力总成工程负责人——科林·坎贝尔(Colin Campbell),他提到在下一个动力系统中,SiC晶体管作为价格昂贵的关键部件,特斯拉新的解决方案可以在不影响汽车性能或效率的情况下减少75%的使用量。
而就在上个月,英飞凌才宣布将在德国德累斯顿投资50亿欧元建厂,剑指模拟/混合信号技术和功率半导体。同时,安森美和意法半导体(ST)也持续在相关板块发力。加上这两年SiC的风刮了一阵又一阵,从大面积的应用到大规模量产,似乎很快就会纷至沓来。这一切看似与特斯拉在SiC上远期的用量骤减南辕北辙。
英飞凌是功率元件的老牌玩家;意法半导体虽说是MCU全球龙头企业,但功率元件方面也并不逊色;安森美则属于近两年在功率元件领域转型的代表,将原有的低端业务迅速向高毛利产品转移,算是一匹SiC的黑马。
特斯拉的远期减量方案对于整个SiC生态来说,算是当头一棒。但由于特斯拉在活动现场,并未透露过多关于新平台的技术细节,因此无法评估其具体的技术路线和方案。
可以明确的是,坎贝尔提到了两点,一是SiC晶体管是关键部件,二是它们很贵。因此,SiC在后续的道路上,依然是极为关键的,而且价格本身会与其他诸多因素挂钩,工艺的改进、良率的提升、供给端产能的持续扩大等等,往往都会促使价格下降。所以主要的分歧点就集中在用量上。
但是别忘了,特斯拉2018年率先在Model 3上应用SiC时,算是第一批吃螃蟹的人。可如今,因为SiC昂贵,就放话说以后只用四分之一。但是在具体方案应用之前,SiC的应用并不会立即减少。甚至等方案出炉的时候,SiC的供需情况或许又是一番天地。
头部厂商们的动向
公开资料显示,近期多家功率半导体领域的国际头部厂商均在扩张SiC相关产能。显然,厂商们在扩产之前一定做过充分的测算和准备,对于SiC的重要性、必要性及在下游各应用中扮演的角色做过深入的研究分析,因此,相比特斯拉的一张空头支票,这些厂商们的动向更值得作为SiC的风向标之一。
SiC功率元件的前两大应用为电动汽车与再生能源领域
TrendForce集邦咨询表示,SiC功率元件的前两大应用为电动汽车与再生能源领域,分别在2022年已达到10.9亿美元及2.1亿美元,占整体SiC功率元件市场产值约67.4%和13.1%。车用方面,安森美与大众汽车(VW)签署战略协议,为VW提供EliteSiC 1200V主逆变器功率模组,另外该系列产品亦被起亚汽车(Kia Corporation)选中,用于EV6 GT车款,以减少直流与交流转换的功率损失,同时提高效率、降低重量、延长续航里程;而Wolfspeed与奔驰(Benz)深化合作关系,提供其电动汽车所需的SiC功率元件。再生能源方面,安森美也与Ampt合作,提供太阳能与储能系统优化器所需的SiC MOSFET;而英飞凌的CoolSiC已导入台厂台达电(Delta)的双向逆变器中,应用于太阳能发电、储能、电动汽车充电三合一系统,另外也助力布鲁姆能源(Bloom Energy)的燃料电池和电解系统效率提升。
意法半导体:兼顾衬底与器件
意法半导体作为ARM架构32位MCU的全球龙头企业,在功率元件及SiC上也丝毫不弱。2022年,意法半导体在汽车和工业用SiC方面,实现了7亿美元的营收,2023年,预计营收将超10亿美元。
目前该公司的SiC客户数有82家。同时,年内增加了25个相关的项目,其中新客户8家,近六成项目针对汽车客户。并且,随着第三代晶体管不断大批量生产,SiC领域的领先地位不断得到巩固,意法半导体还将在2023下半年增加第四代晶体管的产量。
在SiC方面,意法半导体一方面要求前端容量大幅提升,将达到2017年的10倍,同时,还将提升衬底需求的内部采购,2024年前内采比例将达到40%。由此,彰显了自身SiC垂直集成战略,覆盖更广的产业环节,目前在建的卡塔尼亚工厂将增加SiC衬底的制造能力,预计2023年将批量生产,新加坡工厂增加SiC前端设备的生产,而在摩洛哥和中国工厂提升后端制造能力。
安森美:转型并锁定45亿美元LTSASiC
安森美自2021年通过收购GTAT来扩大SiC的生产及供应能力,使其迅速进入SiC头部玩家的圈子,成长速度十分惊人。2022年安森美在SiC领域收入超2亿美元,预计2023年该领域收入有望超10亿美元。营收的增长,意味着客户的不断积累,尤其是在汽车领域,安森美与Tier 1厂商的合作也在不断扩大。
图源:EEPower (onsemi APM32 power modules)
英飞凌:功率半导体再下重注
英飞凌作为老牌的功率元件厂商,在功率元件领域不断加码。其在德国德累斯顿新建设的50亿欧元的功率半导体厂,也将成为该公司历史上最大的单笔投资。
基于英飞凌与Resonac签署的长期协议,2023年其在SiC的收入预期为4.5~5亿欧元。这份协议将深化两者在SiC材料方面的长期合作,并逐步从6英寸向8英寸晶圆过渡。另外,在Kulim的新厂也将于明年秋季投产,并持续提升产能。
英飞凌的ATV部门在SiC业务上有所突破,拿到了应用在起亚和捷恩斯(均来自于现代)未来平台牵引逆变器的订单;IPC部门也将受益于其在SiC应用领域的领先地位,将继续在光伏逆变器、能源存储系统和电动车充电基础设施等方面有所发挥。由此,SiC晶圆厂的体量和产能也正在按计划增长。
从全年业绩预期来看,这两个部门的营收也将以9%的平均年增长率领跑。随着半导体市场的分化持续,汽车、可再生能源等领域的需求提升,而消费类市场需求疲软,因此,英飞凌预计将资本支出转移到IGBT、SiC等相关器件,主要就是汽车、可再生能源领域。PSS部门的MOSFET由于需求疲软,或将部分产能转到其他功率元件。
英飞凌还表示,除了技术领先外,MOSFET和SiC器件要得出最优解,还需要用软件将电源开关与模拟混合信号器件及微控制器相结合,这是其优势所在,也体现了其产品到系统的思维方式。
从以上几家国际厂商的脚步来看,随着市场需求的增加,总体向SiC业务的倾斜很难去扭转,大家也都已经看到SiC应用的优势,通过正向反馈,还在不断驱使相关产能的增加。
SiC衬底
SiC衬底方面,其在SiC功率元件中成本占比达49%,也是决定元件质量的关键,目前Wolfspeed的SiC衬底市占率逾六成,最受市场重视,其他业者包含英飞凌与Resonac就SiC原料签署长期供货协议,初期侧重6英寸、后期将侧重8英寸材料;另外意法半导体与Soitec合作,采用Soitec的SmartSiC技术来量产8英寸SiC衬底;以及Wolfspeed除了北卡罗来纳州的8英寸SiC衬底厂之外,还计划在德国建造8英寸SiC 功率元件制造厂,而采埃孚(ZF Group)也将为其投资数亿美元。
全球半导体厂商皆相当关注8英寸SiC衬底,在Wolfspeed率先开出8英寸SiC衬底产能的带领下,其他供应商将陆续跟上,并积极展开供应链上、下游合作。因此,TrendForce集邦咨询预期,至2026年SiC功率元件市场产值可望达53.3亿美元。主流应用仍倚重电动汽车及再生能源,电动汽车产值可达39.8亿美元、CAGR约38%;再生能源达4.1亿美元、CAGR约19%。
2022~2026年全球SiC功率组件市场产值预估(单位:百万美元)数据来源: TrendForce 集邦咨询
国内厂商动向
《科创板日报》记者表示,早在2016年,中国“十三五”规划中就将SiC列入重点项目,随后科技部、发改委等四部门又将SiC衬底技术列入重点突破领域。同时,中国亦在大力推动SiC行业发展,国资不断支持国内厂商立项融资。
财联社创投通数据显示,2022年至今,SiC领域一级市场累计完成73起投资。其中,国资LP方面,来自深圳、苏州、上海和杭州的国资机构尤为活跃,并倾向于投资支持本地的SiC相关企业的融资发展。如:深创投投资天狼芯、苏州高新投布局博志金钻、杭州金投加码六方碳素等。
值得一提的是,在已披露融资基金的企业中,所融资金额最大的案例系今年2月完成12亿元融资的天域半导体。在该轮融资中,投资方为:海富产业基金、粤科鑫泰股权投资基金、南昌工业控股、嘉元科技、招商资本、乾创投资。
完成上述融资后,天域半导体也成为半导体领域的“超级独角兽”。目前,该公司正进行A股上市辅导,向二级资本市场发起冲击。此外,百识电子、爱仕特亦获得了3亿元左右的大额融资。
除国有背景资方外,最受瞩目的还有来自汽车领域的产业资本。财联社创投通数据显示,在SiC领域出手最频繁的车企当属比亚迪。2022年至今,其与上汽集团共同投资了瞻芯电子、天域半导体,并加码了邑文电子C+轮融资。小鹏汽车与旗下风投平台星航资本战略投资了瞻芯电子;广汽资本加码了基本半导体;吉利控股与博原资本投资了芯聚能半导体。
宁德时代也对SiC有所布局,其于去年6月投资了SiC衬底企业重投天科,半导体龙头韦豪创芯则投资了SiC功率器件领域的青禾晶元。
财联社创投通数据显示,在专业投资机构中,对SiC赛道出手最多的是毅达资本。在过去一年多的时间里,其接连投资了百识电子、宽能半导体、致瞻科技、德智新材。与此同时,蓝驰创投,光速中国、云晖资本、软银中国、红杉资本等明星机构,也出现在SiC企业的投资人名单中。
特斯拉对于SiC技术的动态变化分析
在云岫资本合伙人兼CTO赵占祥看来,特斯拉对于SiC技术的动态变化,或将更快推动SiC产业向更低价格,并有望结合更多有效产能发展。“对于其他重要领域,如:光伏、储能、电网等都将带来重要影响。”
与非网作者同样表示,虽然看似特斯拉是在削减远期方案的SiC用量,但看起来更像是一种抱怨,好东西太贵,再便宜点可好。即使用量真的相对减少,按照目前SiC的用量,还远没有到泡沫破灭的时候。SiC的市场才刚刚开始。
赵占祥告诉《科创板日报》记者,“从不同行业的渗透节奏来看,800V与SiC相拥而来推动新能源汽车2023年成为第一大爆发市场,1500V时代下降本增效需求推动光伏成为第二大阵地。2025年,预计SiC方案成本降至硅基器件的1.5-2倍,光伏及储能等市场也会开始大量采用SiCMOSFET。”
从应用场景来看,赵占祥预测,SiC在终端的渗透节奏为:在电动汽车的使用或将从高中端乘用车向低端乘用车下探;或将从乘用车向商用车以及特种车发展;并有望向更大的工业及消费产业发展。
信息及配图来源:TrendForce集邦咨询;微信公众号与非网eefocus:顾子扬;《科创板日报》(记者 曾乐、郭辉、吴旭光,编辑 田箫)版权归属:作者/译者/原载