6月8日,意法半导体(ST)三安光电同时官宣,将在重庆合资建厂大规模生产8英寸碳化硅(SiC)器件,投资总额达32亿美元(约合人民币228亿元)。同时,三安光电将在当地独资建立一个8英寸碳化硅衬底工厂作为配套,预计投资总额70亿元

这并不是三安光电第一次下如此重本投资碳化硅项目,早在2020年6月,三安光电就决定斥资160亿元建设碳化硅等化合物第三代半导体的研发及产业化项目。

半导体企业纷纷投产SiC

6月初,河南焦作区展开“双招双引”项目对接会,现场签约项目15个,其中涉及一个碳化硅衬底项目总投资20亿元,建成达产后可实现年产6万片碳化硅衬底山西海纳半导体宣布二期项目计划,将引入6-8英寸硅单晶片的切磨抛产线、碳化硅片的切磨抛产线、特殊硅片的加工及外延等,形成1-3代半导体材料全链研发生产能力。东南大学及扬杰科技签署合作协议,组建“东南大学—扬杰科技宽禁带功率器件技术联合研发中心”。

5月,深圳芯能半导体年产60万颗SiC MOS项目签约合肥;纳微加强SiC外延建设扩产,投资约1.42亿人民币;绍兴签约8英寸SiC项目,精准培育以碳化硅为核心的泛半导体产业;长飞先进武汉SiC IDM项目启动,规模将达36万片SiC MOSFET晶圆,包括外延、七间设计、晶圆制造、封装等全产业链条。

海外巨头也纷纷采取行动,博世近期计划通过收购美国芯片制造商TSI半导体,期望在2030年年底之前扩大自己的SiC产品组合;安森美半导体目前在安森美半导体美国、捷克和韩国都设有工厂,其中韩国工厂已经在生产 SiC 芯片。

种种消息都展现出无论是头部企业还是政府、高校,对于第三代半导体材料,尤其是SiC的研发、生产投入都在不断加大,企业扩产速度不断提升。

为何企业都斥巨资押注碳化硅?

碳化硅处于发展初级阶段,潜力巨大

总体来看,碳化硅等第三代半导体材料虽然热度可谓占据半导体行业榜首,但无论在国内还是全球,仍旧处于发展的初级阶段。

第三代半导体材料中,虽说SiC技术相对GaN等材料更为成熟,但就海外目前现有技术而言,传统的硅晶圆已经可以做到和碳化硅一样的性能,在成本上占据优势,目前碳化硅晶圆受技术壁垒影响,制备困难,成本过高及刻蚀困难,依旧无法全面替代硅材料。且在整个碳化硅产业链中,衬底制备是技术难度最高的环节,目前碳化硅衬底市场依旧由欧美主导,美国全球独大。

根据Yole数据,2021年Wolfspeed(CREE全资子公司)、II-VI、Rohm(收购SiCrystal)三家占据全球89%市场份额。

在此国际形势之下,国内半导体厂商想要争抢所剩无几的碳化硅市场,只有尽快加大投入,抢占先机。

碳化硅应用广泛市场前景开阔

虽然碳化硅技术发展仍旧处于初级阶段,但相比传统的硅功率器件,SiC器件具有更高的电子迁移率和更高的击穿电压,使得它们能够承受更高的电压和电流,从而具有更高的功率密度和更高的效率。目前碳化硅被广泛应用新能源汽车、光伏、储能等领域,能提升新能源汽车充电效率,解决“充电慢”和“里程短”的问题,目前新能源汽车是其主要应用市场之一。

受这一客观因素影响,全球半导体企业都纷纷看准碳化硅这一市场,加大力度投产扩产,国内高校政企也不断加大SiC衬底产业研究投资力度,不断追赶海外龙头企业技术研发进度。毕竟大家都知道,谁最先掌握先进的SiC量产技术,谁将会在将来受到技术红利更加长远的影响,在整个新能源汽车、光伏、储能等巨大的潜力市场占据一席之地。

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来源:三代半导体芯研究


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