利用SiC获取战略优势

随着我们逐渐摆脱化石燃料，世界开始意识到功率半导体的至关重要

效率、电气化、二氧化碳减排是我们这个时代的口号，但只是近期一系列SiC芯片工厂投资背景下的部分商业现状。从Wolfspeed计划在德国建造全球最大的SiC工厂，到三菱计划在日本建造一个8英寸SiC晶圆厂，这些项目不仅涉及气候变化，还涉及缓和全球紧张局势和保障芯片供应。

最引人注目的是，根据美国《芯片法》的部分内容，美国政府需为其国内芯片制造提供527亿美元补贴，紧随其后的是欧盟470亿美元的补贴计划。欧盟旨在实现半导体完全自给自足；目前其半导体大部分依赖外包。此外，欧盟期望2030年将市场份额从10%提高到20%。

日本将向芯片行业投入28亿美元作为补贴，其中高达三分之一的资金用于投资功率半导体。

英国5月发布了期待已久的国家半导体战略，重点关注半导体设计、化合物半导体和研发。为支持英国化合物半导体行业的发展，未来两年英国政府将向该行业投资2亿英镑，未来十年投资将高达10亿英镑。目前为止，还没有晶圆厂融资。

结果会如何？据Yole Group去年估计，未来四年SiC功率器件将占总功率器件的30%，到2027年市场有望从2021年的10亿美元左右增长到60亿美元以上。

未来会有市场吗？是否存在供应不足或供应过剩的风险？

有趣的是，根据《欧洲芯片法》部分内容，欧盟委员会启动了半导体警报系统，这是一个监控半导体供应链的新试点，使利益相关者对半导体价值链上的任意关键中断加强意识。其目标是使欧盟委员会能够对任何潜在的危机情况迅速做出反应。

半导体行业以其晶圆厂建造周期和供应过剩闻名。繁荣通常伴随着萧条。但SiC芯片制造商却持乐观态度。安森美和意法半导体均宣布目标是SiC业务达到10亿美元。英飞凌期望未来十年内占据全球SiC市场30%的份额。

汽车是SiC淘金热的主要焦点。英飞凌的数据显示，汽车半导体含量预计将从约490美元每辆（内燃机汽车）增加到约950美元每辆（纯电动汽车，BEV）。这一含量的增加大多是由功率半导体推动的，尤其是用于驱动电动机的大功率逆变器。

英国市场分析公司Exawatt预测，到2030年，95%以上的乘用纯电动汽车将在其动力系统中使用SiC MOSFET。还预测到2030年，每年售出的乘用车中，纯电动汽车将占比50%以上。Exawatt还预测，到2024年，基于SIC的逆变器将超过基于硅的逆变器。到2030年，95%的纯电动汽车将在其动力系统中使用基于SiC的半导体。

英飞凌首席采购官Angelique van der Burg表示，英飞凌正加倍投资SiC。近期英飞凌与两家中国SiC供应商TanKeBlue和SICC签署协议，这两家公司将为英飞凌供应150毫米SiC晶圆和晶锭，并为英飞凌向200毫米晶圆过渡提供支持。谈及这一点，她表示：“在这个背景下，为了广大客户群体的利益，我们正在实施多供应商和多国采购战略以提高供应弹性。”去年英飞凌已与美国公司Coherent（原名II-VI）签订了协议，Coherent为英飞凌供应150毫米衬底，且两家公司会在200毫米衬底方面开展合作。

意法半导体正在建造晶圆试生产线和加工前端，地点在在西西里岛卡塔尼亚，其现有SiC工厂旁边。意法半导体旨在将前端产能扩大十倍，到2024年第四季度，40%的衬底将由公司内部生产，衬底尺寸也将从150毫米逐渐增加到200毫米。

美国公司安森美的目标是将其SiC晶锭产能同比扩大五倍，这只是其计划的一部分，完整计划是完全控制整个SiC制造供应链，即从SiC粉末和石墨原材料的来源到全封装SiC器件的交付。其战略关键是可自主生产晶圆。

为了促进美国的SiC研究，近期安森美也与宾夕法尼亚州立大学签署了一份谅解备忘录，斥资800万美元在宾夕法尼亚州立大学材料研究所(MRI)建立SiC晶体中心。未来十年，安森美将每年为该中心提供80万美元的资金。

安森美Power Solutions Group首席技术官Pavel Freundlich表示：“在快速建立SiC晶体生长研究项目方面，宾夕法尼亚州立大学具有独特优势。基于宾夕法尼亚州立大学当前的材料研究，纳米工厂的晶圆加工能力，以及全面且世界一流的计量仪器套件，可以看出该大学具备多种能力。”

汽车

与汽车公司联盟是SiC产业的核心。近期意法半导体宣布有25个正在进行的电动汽车项目，涉及8个客户。英飞凌为3,600多个汽车客户和工业客户供应过SiC半导体，最近刚与台湾电子制造服务供应商鸿海科技集团（富士康）签署协议，将在电动汽车领域展开合作，并在台湾建立系统应用中心。

Wolfspeed与德国大型汽车系统公司ZF Friedrichshafen AG建立了战略合作伙伴关系，其中ZF为乘用车、商用车和工业技术供应系统。两家公司还计划在德国纽伦堡地区建立欧洲SiC电力电子联合研发中心。

安森美将为大众汽车供应SiC模块和半导体，以用于电动汽车牵引逆变器解决方案。2023年3月，安森美还与宝马签署了长期供应协议，为宝马供应电传动系统。除此之外，安森美还与芬兰电动汽车充电公司Kempower在SiC MOSFET和二极管方面合作，且与中国电动出行公司Zeekr合作，该公司是一家电池技术、电池管理系统和电动机技术开发商。

与此同时，罗姆与马自达汽车公司和今仙电机签署了联合开发协议，共同开发用于电动汽车电力驱动装置的逆变器和SiC功率模块。

这些只是少量已官宣的SiC联盟。但“战略”不仅仅是一个废弃的词语。“战略”意味着为车企提供长期可靠的供应，并向客户保证SiC工厂的产量，因为SiC工厂即将蓬勃发展。