8英寸SiC衬底阵容加速发展 全球8英寸SiC晶圆厂将达11座
近年来,随着碳化硅(SiC)衬底需求的持续激增,降低SiC成本的呼声日益强烈,最终产品价格仍然是消费者的关键决定因素。SiC衬底的成本在整个成本结构中占比最高,达到50%左右。
这意味着衬底领域的成本降低和利用率的提高尤为重要。因此,大尺寸衬底由于其成本优势,逐渐被人们寄予厚望。
根据中国SiC衬底制造商TankeBlue半导体的测算,从4英寸升级到6英寸预计单片成本可降低50%;从6英寸到8英寸,成本预计还能再降低35%。
同时,8英寸衬底可以生产更多芯片,从而减少边缘浪费。简单来说,8英寸衬底的利用率更高,这也是各大厂商积极研发的主要原因。
目前,6英寸SiC衬底仍占主导地位,但8英寸衬底已开始渗透市场。例如,2023年7月,Wolfspeed宣布其8英寸晶圆厂已开始向中国客户出货SiC MOSFET,表明其8英寸SiC衬底已批量出货。TankeBlue半导体也已开始小规模出货8英寸基板,计划到2024年实现中规模出货。
8英寸SiC衬底阵容加速发展
自2015年Wolfspeed首次展示样品以来,8英寸SiC衬底已经经历了7-8年的发展历史,近两年技术和产品开发明显加速。
纵观国际厂商,除了已实现量产的Wolfspeed外,还有7家SiC衬底、外延,预计今年或未来1-2年内实现8英寸衬底的量产。
投资方面,Wolfspeed继续在美国北卡罗来纳州建设John Palmour碳化硅制造中心(SiC衬底工厂)。该工厂将进一步带动基板产能的扩张,以满足日益增长的8英寸晶圆需求。
Coherent公司去年还宣布计划扩大8英寸衬底和外延片的生产,在美国和瑞典都有大规模的扩建项目。在产品出口渠道方面,相干公司已获得三菱电机和电装10亿美元的投资,为两家公司长期提供6/8英寸SiC衬底和外延片。
意法半导体去年也投资8英寸领域,与湖南三安半导体合作建设8英寸SiC晶圆厂。后者将配套建设8英寸SiC衬底工厂,确保合资公司稳定的材料供应。同时,ST正在开发自己的衬底,此前与Soitec合作实现了8英寸SiC衬底的量产。
就中国厂商而言,目前已有10多家企业8英寸SiC衬底进入样品和小规模生产阶段。其中包括SemisicCrystal Co、晶盛机电、SICC Co、Summit Crystal Semiconductor Co、Synlight Semiconductor Co、TanKeBlue Semiconductor Co、Harbin KY Semiconductor、IV Semitec、Sanan Semiconductor、Hypersics等公司。
除了上述公司外,目前研究8英寸基板的中国厂商还有很多,例如环球晶圆、东尼电子、和盛硅业、天成半导体等。
目前,中国衬底制造商与国际巨头的差距已明显缩小。英飞凌等公司已与中国厂商建立了长期合作伙伴关系。从技术角度来看,这种差距的缩小反映了全球衬底技术的整体进步。展望未来,预计各厂商的共同努力将推动8英寸基板技术的发展。
总体来看,8英寸SiC衬底整体发展势头强劲,数量和质量均取得重大突破。
全球8英寸SiC工厂加速扩张
随着衬底材料不断突破技术天花板,2023年全球8英寸SiC晶圆厂扩产规模再创新高。
据TrendForce统计,2023年大约有12个与8英寸晶圆相关的扩产项目,其中8个项目由Wolfspeed、Onsemi、意法半导体、英飞凌、罗姆等全球厂商主导。意法半导体还与三安半导体合作开展了一个项目。此外,还有3个项目由环球电源科技、联星科技、J2半导体等中国制造商牵头。
从地区角度来看,预计欧洲、美洲、日本、韩国、中国和东南亚等重点地区将大量投资新建8英寸SiC晶圆厂。截至目前,全球大约有11座8英寸晶圆厂正在建设或规划中。
其中包括 Wolfspeed 的 2 个工厂(位于美国莫霍克和德国萨尔)、博世的 1 个工厂(美国罗斯维尔)、意法半导体自建的 1 个工厂(意大利卡塔尼亚)、与三安的 1 个合资工厂(位于重庆、中国)、英飞凌 1 个(马来西亚居林)、三菱电机 1 个(日本熊本)、罗姆 2 个(日本筑后和日本国富)、安森美半导体 1 个(韩国富川) ,以及富士电机(位于日本松本)的 1 个。
从厂商的扩张方向来看,博世和安森美半导体2023年的投资直接瞄准了汽车SiC市场。意法半导体计划在意大利建设的8英寸SiC芯片工厂也瞄准了电动汽车市场。虽然其他厂商尚未明确未来产能的应用方向,但电动汽车是SiC当前和未来的主要增长引擎,成为各大厂商扩产的重点。
在电动汽车领域,800V高压平台已成为明显的发展趋势。800V平台需要更高电压的功率半导体元件,促使制造商开始开发1200V SiC功率器件。
从成本角度来看,虽然短期内6英寸晶圆是主流,但为了降低成本和提高效率,8英寸等更大尺寸的趋势是不可避免的。因此,未来电动汽车市场预计将带动8英寸晶圆需求持续增长。
从供应链角度来看,转向8英寸晶圆对于SiC制造商来说是一个突破。根据行业洞察,6英寸SiC器件市场已进入激烈竞争阶段,尤其是SiC JBD。对于规模较小、竞争力较弱的企业来说,利润空间日益受到挤压,预示着未来一轮整合重组即将到来。
审核编辑:刘清
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原文标题:全球8英寸SiC晶圆厂将达11座
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