碳化硅厂 中国的碳化硅，密谋逆袭

失效分析 赵工半导体工程师2022-12-12 06:23发表于北京

导读

中国在晶圆生产和器件制造方面要赶上西方碳化硅供应商还有多久？

在蓬勃发展的电动汽车需求和半导体自给自足的长期目标的推动下，中国致力于发展基于碳化硅 (SiC) 的电力电子产品。中国超越西方碳化硅供应商的计划是什么？

问题来了：中国的碳化硅“玩家”有哪些？中国在新兴技术和生产设施上投入了多少资金？中国供应商是否正在制定不同的商业战略来征服 SiC 市场？这些谜题中的每一个都让全球电力电子高管彻夜难眠。

Yole Intelligence 化合物半导体团队首席分析师 Ezgi Dogmus 表示碳化硅厂，中国SiC 是“脱钩时代”的典型代表。

在当今复杂的形势下，技术沿着不同的路径发展。例如，西方 SiC 供应商可能在中国成立合资企业，从而实现统一的全球 SiC 研发和生产的日子已经一去不复返了。我们在这个脱钩时代”看到的是两个独立的 SiC 技术、制造和供应链基础设施的并行发展。

“我们将看到竞争格局如何形成，”Onsemi 执行副总裁兼电源解决方案集团总经理 Simon Keeton 在最近接受 Ojo-Yoshida Report 采访时指出。“迄今为止碳化硅厂，我还没有看到中国在碳化硅器件方面的竞争。”

为了满足电动汽车的动力需求，中国仍然从美国、欧洲和日本的制造商那里采购SiC器件。其中包括 Onsemi、Infineon、STMicroelectronics、Wolfspeed 和 Rohm。谁也无法猜测中国多久能够扭转供应链。

目前，西方的许多SiC企业淡化了中国在全球市场上的作用，主要是因为中国的投资集中在SiC晶圆上，而不是SiC MOSFET等器件级开发。Yole的Dogmus表示，那些在中国建立SiC产能和能力的器件厂商还没有能力与欧盟和美国的厂商竞争。

但情况正在开始发生变化。在上个月的慕尼黑电子展上，英飞凌科技公司的首席执行官Jochen Hanebeck指出："我看到中国打算用宽带隙半导体，尤其是用碳化硅来取代硅功率半导体。”

鉴于中国需求的增长，Hanebeck 警告不要低估中国：“如果一些中国芯片制造商很快能够提供SiC 创新，我不会感到惊讶。从统计上来说，这很有可能。”

动机

中国将电力电子视为进入全球半导体行业的跳板。中国正在 SiC 领域打一场持久战，目标是在未来十年内最终超越西方制造商。

计划

在2021年3月发布的最新五年计划（2021-2025）中，北京将 SiC 确定为“第三代半导体”中最有前途的技术之一。规划者认为碳化硅对中国的“新基建”至关重要。功率半导体器件的快速采用将加速中国在手机快速充电、电动汽车和 5G 通信方面的发展。

催化剂

SiC在中国的发展势头源于强劲的电动车需求。自从比亚迪在2020年推出汉EV——中国第一辆基于SiC主逆变器的电动车以来，从Nio到Xpeng的众多中国电动车OEM正在推出基于SiC技术的电动车车型。

基于 SiC 的器件的优点包括能量耗散更少。SiC 器件在更高频率下的开关效率也高于标准芯片。其结果是运行效率更高、尺寸更小、重量更轻，从而提供更小的设计，同时降低了电动汽车的冷却要求。

中国的电动车公司现在正从西方供应商那里采购SiC器件。其目的是减弱其电动车行业对外国供应商的依赖性。

参与者

与西方SiC供应商处理整个供应链不同，中国企业采取了一种更细分的方法，专注于SiC生产过程的某些部分。其中包括SiC 晶锭（或衬底）、SiC外延和芯片加工、二极管和晶体管设计以及模块封装。在每个SiC供应链环节都出现了“玩家”。

中国的SiC“玩家”来自非常不同的背景，范围从晶圆制造商到汽车制造商。

中国领先的SiC衬底企业包括TankeBlue和SICC。Yole的Dogmus补充说："Sunlight和SEMISiC也是值得密切关注的企业。" 三安集成电路公司采用混合业务模式，将代工和集成器件制造（IDM）业务结合起来，同时也在从事衬底制造。

虽然缺乏一个领先的IDM，但中国可以通过利用其整体制造能力来弥补其目前在SiC晶圆、器件和模块方面的不足。Dogmus说，"中国因其在消费产品方面的成功而闻名，在代工厂、封装等方面形成了成熟的分工。

例如，"中国企业在SiC衬底、外延片和封装方面都有很好的定位"。SiC器件制造 "被认为是下一轮竞争的关键步骤，"她说。Dogmus预计主要的IDM将建立大规模的器件产能。"这是一个谁在价值链中占据更高份额的问题"。

Yole 断言，中国器件制造商可能很快会生产用于汽车应用的 SiC 二极管。像 SiC MOSFET 这样的器件是另一回事。“（对中国供应商而言）可能需要三年或更长时间才能实现量产。截至目前，三安集成发布了车规级 MOSFET，但尚未实现量产。”Yole 报道称。

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