每经记者:郭荣村 每经编辑:张海妮
2月27日,三安光电(600703.SH,股价12.25元,市值611.15亿元)与意法半导体在重庆合资设立的安意法半导体碳化硅晶圆厂正式通线。该项目预计于今年第四季度实现批量生产,这将成为国内首条8英寸车规级碳化硅功率芯片规模化量产线。
相对于第一代的硅(Si)基芯片,碳化硅(SiC)芯片被称为第三代半导体,因其高硬度、高热导率、高击穿电场等特性,广泛应用于高温、高频、高功率电子器件中。新能源电车便是其重要的应用场景。随着安意法的量产、其他各大企业的跟进与加码,车规级芯片又迎来新战火。三安光电副总经理林志东表示,良性的竞争对行业的推动促进和普及是有帮助的,他比较乐观看待这种竞争态势。
8英寸碳化硅晶圆有了新玩家
安意法半导体有限公司成立于2023年8月,由三安光电(股权占比51%)与意法半导体(中国)投资有限公司(股权占比49%)共同出资设立。据了解,该项目计划总投资约230亿元,将建成年产约48万片的8英寸碳化硅晶圆生产线,主要产品为车规级电控芯片。
安意法半导体有限公司股东情况 图片来源:天眼查截图
半导体材料一共经历了三个阶段:第一阶段是以硅(Si)、锗(Ge)为代表;第二阶段是以砷化镓(GaAs)、磷化铟 (InP)等化合物为代表;第三阶段是以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等宽禁带半导体原材料为主。当然,并不是越往后就越先进,而是不同的半导体材料适合在不同的领域和场景使用。计算、存储类的芯片,还是以硅材料为主,而碳化硅在跟电相关的场景里能表现出更好的性能。
Yole预测,2021年至2027年全球碳化硅功率器件市场规模有望从10.9亿美元增长至62.97亿美元,保持年均34%的复合增速。其中,车规级市场是碳化硅最主要的应用场景,有望从2021年的6.85亿美元增长至2027年的49.86亿美元。
目前国内市场的主流碳化硅尺寸还停留在6英寸,安意法8英寸在尺寸规格上又向前迈了一步。
有分析文章认为,2025年8英寸碳化硅市场竞争将全面爆发。除了安意法外,士兰微电子8英寸碳化硅功率器件芯片制造生产线项目于2024年6月开工,一期项目预计在今年第四季度试生产,并实现产出2万片的目标。而国外的罗姆、安森美、英飞凌都在大举进军该尺寸。
对于目前的竞争格局和态势,林志东在接受《每日经济新闻》记者采访时表示,只要在市场上肯定会有竞争,良性的竞争对行业的推动促进和普及是有帮助的,他比较乐观看待这种竞争态势。
与传统硅基器件不是完全替代关系
碳化硅最初是以宝石的身份与人们见面的。
1893年,法国化学家亨利·莫桑在一个陨石坑中首次发现了这种矿物。它的高硬度、高折射率和高色散率,使其在视觉上格外引人注目。后来的研究发现,这是一种全新的碳化硅(SiC)形式。为了纪念亨利·莫桑博士的这一重要发现,国际上于1905年以他的名字命名了这种新宝石——莫桑石。莫桑石也成为了一种珠宝。
1987年,科锐公司制造出世界上第一块商用碳化硅衬底,并把它应用在LED(发光二极管)领域;2011年,科锐公司(已更名为Wolfspeed)推出全球首款碳化硅功率半导体——碳化硅MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)。
2018年,特斯拉成了车企中“第一吃螃蟹的人”,在公司发布的新款Model 3车型上,主逆变器安装了24个意法半导体公司生产的碳化硅MOSFET功率模块,引领了潮流。
2021年,小鹏G9首次采用800V高压碳化硅平台;同样在2021年,蔚来首台碳化硅电驱系统C样件下线;2023年,仰望、理想先后进入800V快充市场,继续增添热度。
但是,碳化硅也有自己的短板——价格贵、良率低。较高的价格使其应用局限于中高端车型上。而行业的风向标特斯拉对碳化硅的态度也出现了变化。2023年3月1日,马斯克在特斯拉投资者日上强调,下一代车型组装成本力争减少50%,并计划减少75%碳化硅器件用量。
那么,对于今后的市场,碳化硅器件与传统器件是一种怎样的关系?会相互替代吗?
林志东认为,两者不是完全替代的关系,要看不同价位的性价比。如果追求长续航里程,需要小体积、轻量化,那么碳化硅器件更合适。