近年來，隨著碳化硅（SiC）襯底需求的持續(xù)激增，降低SiC成本的呼聲日益強(qiáng)烈，最終產(chǎn)品價(jià)格仍然是消費(fèi)者的關(guān)鍵決定因素。SiC襯底的成本在整個(gè)成本結(jié)構(gòu)中占比最高，達(dá)到50%左右。

這意味著襯底領(lǐng)域的成本降低和利用率的提高尤為重要。因此，大尺寸襯底由于其成本優(yōu)勢(shì)，逐漸被人們寄予厚望。

根據(jù)中國(guó)SiC襯底制造商TankeBlue半導(dǎo)體的測(cè)算，從4英寸升級(jí)到6英寸預(yù)計(jì)單片成本可降低50%；從6英寸到8英寸，成本預(yù)計(jì)還能再降低35%。

同時(shí)，8英寸襯底可以生產(chǎn)更多芯片，從而減少邊緣浪費(fèi)。簡(jiǎn)單來說，8英寸襯底的利用率更高，這也是各大廠商積極研發(fā)的主要原因。

目前，6英寸SiC襯底仍占主導(dǎo)地位，但8英寸襯底已開始滲透市場(chǎng)。例如，2023年7月，Wolfspeed宣布其8英寸晶圓廠已開始向中國(guó)客戶出貨SiC MOSFET，表明其8英寸SiC襯底已批量出貨。TankeBlue半導(dǎo)體也已開始小規(guī)模出貨8英寸基板，計(jì)劃到2024年實(shí)現(xiàn)中規(guī)模出貨。

8英寸SiC襯底陣容加速發(fā)展

自2015年Wolfspeed首次展示樣品以來，8英寸SiC襯底已經(jīng)經(jīng)歷了7-8年的發(fā)展歷史，近兩年技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)明顯加速。

縱觀國(guó)際廠商，除了已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的Wolfspeed外，還有7家SiC襯底、外延，預(yù)計(jì)今年或未來1-2年內(nèi)實(shí)現(xiàn)8英寸襯底的量產(chǎn)。

投資方面，Wolfspeed繼續(xù)在美國(guó)北卡羅來納州建設(shè)John Palmour碳化硅制造中心（SiC襯底工廠）。該工廠將進(jìn)一步帶動(dòng)基板產(chǎn)能的擴(kuò)張，以滿足日益增長(zhǎng)的8英寸晶圓需求。

Coherent公司去年還宣布計(jì)劃擴(kuò)大8英寸襯底和外延片的生產(chǎn)，在美國(guó)和瑞典都有大規(guī)模的擴(kuò)建項(xiàng)目。在產(chǎn)品出口渠道方面，相干公司已獲得三菱電機(jī)和電裝10億美元的投資，為兩家公司長(zhǎng)期提供6/8英寸SiC襯底和外延片。

意法半導(dǎo)體去年也投資8英寸領(lǐng)域，與湖南三安半導(dǎo)體合作建設(shè)8英寸SiC晶圓廠。后者將配套建設(shè)8英寸SiC襯底工廠，確保合資公司穩(wěn)定的材料供應(yīng)。同時(shí)，ST正在開發(fā)自己的襯底，此前與Soitec合作實(shí)現(xiàn)了8英寸SiC襯底的量產(chǎn)。

就中國(guó)廠商而言，目前已有10多家企業(yè)8英寸SiC襯底進(jìn)入樣品和小規(guī)模生產(chǎn)階段。其中包括Semisic Crystal Co、晶盛機(jī)電、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英寸基板的中國(guó)廠商還有很多，例如環(huán)球晶圓、東尼電子、和盛硅業(yè)、天成半導(dǎo)體等。

目前，中國(guó)襯底制造商與國(guó)際巨頭的差距已明顯縮小。英飛凌等公司已與中國(guó)廠商建立了長(zhǎng)期合作伙伴關(guān)系。從技術(shù)角度來看，這種差距的縮小反映了全球襯底技術(shù)的整體進(jìn)步。展望未來，預(yù)計(jì)各廠商的共同努力將推動(dòng)8英寸基板技術(shù)的發(fā)展。

總體來看，8英寸SiC襯底整體發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，數(shù)量和質(zhì)量均取得重大突破。

全球8英寸SiC工廠加速擴(kuò)張

隨著襯底材料不斷突破技術(shù)天花板，2023年全球8英寸SiC晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模再創(chuàng)新高。

據(jù)TrendForce統(tǒng)計(jì)，2023年大約有12個(gè)與8英寸晶圓相關(guān)的擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目，其中8個(gè)項(xiàng)目由Wolfspeed、Onsemi、意法半導(dǎo)體、英飛凌、羅姆等全球廠商主導(dǎo)。意法半導(dǎo)體還與三安半導(dǎo)體合作開展了一個(gè)項(xiàng)目。此外，還有3個(gè)項(xiàng)目由環(huán)球電源科技、聯(lián)星科技、J2半導(dǎo)體等中國(guó)制造商牽頭。

從地區(qū)角度來看，預(yù)計(jì)歐洲、美洲、日本、韓國(guó)、中國(guó)和東南亞等重點(diǎn)地區(qū)將大量投資新建8英寸SiC晶圓廠。截至目前，全球大約有11座8英寸晶圓廠正在建設(shè)或規(guī)劃中。

其中包括 Wolfspeed 的 2 個(gè)工廠（位于美國(guó)莫霍克和德國(guó)薩爾）、博世的 1 個(gè)工廠（美國(guó)羅斯維爾）、意法半導(dǎo)體自建的 1 個(gè)工廠（意大利卡塔尼亞）、與三安的 1 個(gè)合資工廠（位于重慶、中國(guó)）、英飛凌 1 個(gè)（馬來西亞居林）、三菱電機(jī) 1 個(gè)（日本熊本）、羅姆 2 個(gè)（日本筑后和日本國(guó)富）、安森美半導(dǎo)體 1 個(gè)（韓國(guó)富川） ，以及富士電機(jī)（位于日本松本）的 1 個(gè)。

從廠商的擴(kuò)張方向來看，博世和安森美半導(dǎo)體2023年的投資直接瞄準(zhǔn)了汽車SiC市場(chǎng)。意法半導(dǎo)體計(jì)劃在意大利建設(shè)的8英寸SiC芯片工廠也瞄準(zhǔn)了電動(dòng)汽車市場(chǎng)。雖然其他廠商尚未明確未來產(chǎn)能的應(yīng)用方向，但電動(dòng)汽車是SiC當(dāng)前和未來的主要增長(zhǎng)引擎，成為各大廠商擴(kuò)產(chǎn)的重點(diǎn)。

在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，800V高壓平臺(tái)已成為明顯的發(fā)展趨勢(shì)。800V平臺(tái)需要更高電壓的功率半導(dǎo)體元件，促使制造商開始開發(fā)1200V SiC功率器件。

從成本角度來看，雖然短期內(nèi)6英寸晶圓是主流，但為了降低成本和提高效率，8英寸等更大尺寸的趨勢(shì)是不可避免的。因此，未來電動(dòng)汽車市場(chǎng)預(yù)計(jì)將帶動(dòng)8英寸晶圓需求持續(xù)增長(zhǎng)。

從供應(yīng)鏈角度來看，轉(zhuǎn)向8英寸晶圓對(duì)于SiC制造商來說是一個(gè)突破。根據(jù)行業(yè)洞察，6英寸SiC器件市場(chǎng)已進(jìn)入激烈競(jìng)爭(zhēng)階段，尤其是SiC JBD。對(duì)于規(guī)模較小、競(jìng)爭(zhēng)力較弱的企業(yè)來說，利潤(rùn)空間日益受到擠壓，預(yù)示著未來一輪整合重組即將到來。

審核編輯：劉清