[原创] 汽车厂投资加码第三代半导体
2022-01-03
14:00:02
来源: 半导体行业观察
近日，长城汽车入股SiC衬底企业同光股份的消息获得了业界的广泛关注。此举不仅昭示出汽车厂正在用真金白银重视起SiC等的第三代半导体，而且也显示了国内在SiC领域的发展，渐渐获得汽车整车厂的任何和肯定。
在SiC领域，上下游之间绑定产能是常态，但未来下游企业对上游SiC产业的投资也是另一个拿下SiC产能的好办法。SiC的研发随着晶片尺寸的增大，技术难度也越来越大，势必要耗费大量人力、物力、财力，这将是一个双赢的策略。更往大了说，此举也将有助于国内SiC产业的自主发展。
新能源汽车的持续发展使其对于上游配套器件的要求也逐步提高，SiC 作为制作耐高温、高频、大功率、高压器件的半导体材料之一，其性能优势逐步凸显，可提升新能源整车效率，节约功率半导体体积，因此成为实现新能源汽车最佳性能的理想选择。
车规级半导体在芯片设计、晶圆制造、封装测试环节中药涉及电磁学、热学、力学、物理学等诸多学科领域，对产品的可靠性、一致性、安全性、稳定性和长效性要求较高，整体研发周期较长。如果汽车厂能与上游的SiC企业保持密切的联系，那么就能在晶圆生产、芯片设计及封装测试环节形成良好的反馈机制，将有利于加快产品整体的研发进度。
对此，越来越多的汽车厂开始向上游SiC探索，他们有的采取躬身自研，有的投资加码SiC企业。我们观察到除了长城汽车之外，还有不少车企正在投资加码SiC相关的第三代半导体企业，国内SiC企业逐渐成为香饽饽。
2021年12月29日，长城汽车作为领投方入股
河北同光股份
，正式进军第三代半导体核心产业。河北同光股份依托中科院半导体所，专业从事SiC单晶的研发、制备和销售，是河北省规模最大，也是国内率先实现量产第三代半导体材料SiC单晶衬底的高科技企业。此次投资将推进同光股份的SiC产业发展建设。据悉，今年9月，同光股份的“年产10万片SiC单晶衬底项目”已投入运行。未来，同光股份还规划建设2000台SiC晶体生长炉生长基地和加工基地，SiC单晶衬底年产能将可达60万片。
2021年11月30日，上汽集团携旗下市场化私募股权投资平台尚颀资本共同出资5亿元，完成对国内领先车规级芯片及SiC功率器件生产企业
积塔半导体
的A轮投资。将极大助力积塔半导体发挥自身车规级芯片制造优势，加大车规级电源管理芯片、IGBT和SiC功率器件等方面制造工艺的研发力度。积塔半导体是一家特色工艺集成电路芯片制造企业，专注模拟电路、功率器件所需的特色生产工艺研发与制造，所生产的BCD、IGBT/FRD、SGT/MOSFET、TVS、SiC 器件等芯片广泛服务于汽车电子、工业控制、电源管理、智能终端，乃至轨道交通、智能电网等高端应用市场。
北汽投资的北京安鹏行远新能源产业投资中心（有限合伙）也投资了SiC半导体企业
上海瞻芯电子科技
。瞻芯电子主要提供以SiC功率器件、SiC驱动芯片、SiC模块为核心的功率转换解决方案，瞻芯电子自成立之日起便启动6英寸SiC MOSFET的产品研发工作，目前已掌握6英寸SiC MOSFET和SBD工艺，以及SiC MOSFET驱动芯片。瞻芯电子以虚拟IDM模式与国内一线半导体行业的合作伙伴完成晶圆制造、芯片封装、模块封装、性能测试和可靠性测试等工作环节。
而其实早在2018年，北汽新能源就开始了对SiC控制器的开发，北汽新能源也是国内最早整车搭载SiC材料控制器并进行量产的企业之一。2019年初开发出了第一台完全自主开发的SiC电机控制器样机。电机控制器是控制新能源汽车核心动力的大脑。目前北汽新能源已成为国内少数全面掌握纯电动汽车三电核心技术、集成匹配控制技术的国内新能源汽车企业。
2021年5月17日，吉利与芯聚能半导体、芯合科技等，合资成立了
广东芯粤能半导体
有限公司。据官微介绍，芯粤能位于广州市南沙，是一家面向车规级和工控领域的SiC芯片制造和研发的芯片代工公司，产线用地面积150亩，将建成年产24万片6英寸SiC晶圆，成为国内最大的车规级SiC芯片制造企业。此外，在“智能吉利2025大会”上，吉利汽车宣布将于2023年量产自产800V 高功率SiC芯片。
2020年4月，电装（DENSO）和丰田合资成立MIRISE公司，通过将丰田多年专注于移动出行的专业知识与电装专注于车载专业知识的悠久历史相结合，开发下一代车载半导体的三个关键研究领域：功率半导体、传感器和 SoC。在功率半导体领域，正在开发下一代及更高版本的SiC和Ga基功率半导体。据MIRISE的官网介绍，MIRISE来自日语单词“Mirai”（未来）和英语单词“Rise”。而丰田早在2018年就开始量产内置SiC功率半导体的SORA FC巴士，由电装、丰田和丰田中央研发实验室共同开发。成立合资公司将更进一步。
2017年11月8日，
露笑科技
与奇瑞合作设立新能源汽车公司开瑞新能源汽车有限公司。露笑的零部件产品已纳入奇瑞供应商体系，未来若奇瑞的新能源汽车要采用SiC器件，两家的合作也将有很天然的优势。露笑科技前几年坚定转型布局SiC项目，占得了先机，目前露笑已经具备4英寸、6英寸SiC设备的制造能力，露笑科技在合肥的SiC项目一期已完成主要设备的安装调试，9 月份基本可实现6英寸导电型SiC衬底片的小批量生产。
比亚迪这几年新能源汽车在国内的销量也是如火如荼，更是在自研功率半导体和IC方面下了不少功夫和财力。在全球车规级半导体晶圆产能持续供给紧张的情况下，比亚迪欲通过自建产线、产能扩张的方式保障晶圆的稳定供应，实现功率半导体的自主可控。今年6月30日，比亚迪发布上市招股书，为新型功率半导体芯片产业化及升级项目募集资金。
比亚迪在6英寸硅基功率半导体晶圆工艺开发及制造能力，拥有多年稳定量产 IGBT、FRD 等功率晶圆的经验，基于在这方面的积累，比亚迪打算进行SiC功率半导体晶圆制造产线建设。该项目主要在在宁波半导体实施，项目投资总额 73,617.98万元，项目建设期5年，拟使用募集资金金额31,238.47万元。项目建成后，公司将拥有月产2万片SiC功率半导体晶圆制造产能。
就拿本次长城汽车所投资的SiC衬底领域来说，在这个市场，签署长单绑定产能是行业内通用的做法。例如前不久通用汽车与Wolfspeed签订SiC供应协议，国际SiC器件和芯片企业如安森美、英飞凌、意法半导体都纷纷与Wolfspeed等绑定，据悉Wolfspeed已经在多个行业达成了总额超过 13 亿美元的多年长期材料协议。SiC衬底片供应一直满足不了需求，所以下游厂家都签署长期订单来保证原材料的供应。目前SiC导电型衬底的供给主要集中在海外巨头，美国Wolfspeed、罗姆公司、II-VI公司等公司占据绝大部分市场份额。
国内SiC衬底近年才开始爆发，各级政策联动，扶持力度增强，市场不断有竞争者加入。国内SiC衬底企业大都集中在4英寸、6英寸，部分企业正在往8英寸布局。在此前投资者问答中，露笑科技透露，
目前SiC衬底市场主要是3大技术流派：
一个是中科院物理研究所陈小龙团队，
他们2003年开始做SiC，之后加盟北京天科合达。依托于中国科学院物理所多年在SiC领域的研究成果，天科合达突破了缺陷抑制、快速生长和籽晶处理等关键技术。自2009年以来，天科合达公司连续被国际著名半导体咨询机构YOLE公司列为全球SiC晶片主要制造商之一。
第二个是山东大学徐现刚教授团队，
目前在广州南砂晶圆半导体技术有限公司。南砂晶圆以山东大学研发的6英寸SiC单晶制备技术成果为基础。今年9月18日，南砂晶圆总部基地项目封顶，项目建成稳定运营后可年产SiC各类衬底片和外延片20万片，年产值将达13.5亿元。
第三个是中科院上海硅酸盐所陈之战教授团队，
陈博士2008年参与建立国内第一条2英寸中试线，2012年在世纪金光建立了4英寸中试线，之后陈博士团队加入露笑科技，并与公司原蓝宝石团队进行磨合，确定了SiC衬底片的主要技术路线，其中切磨抛以原蓝宝石技术为基础发展而成。据悉，东莞天域绑定了露笑科技未来三年的SiC衬底产能，露笑科技将为其2022-2024年预留不少于15万片的产能。
需要说明的是，SiC衬底要想获得下游客户长期订单不是易事，第一要通过客户认证，具有稳定的质量，客户对一致性控制要求比较高；二是需要有一定规模的、稳定的供应量；三是具备与客户需求相匹配的扩产能力。
以他们为代表的国内这些SiC衬底企业大都经历了从实验室迈向市场的艰难道路，从基本原理开始一点点摸索，在技术上碰壁，在时间上堆积，
材料领域是个厚积薄发的行业，十年磨一剑，慢工才能出细活，
而且企业前期不盈利，亏钱搞研发是实事，如今逐渐守得云开见月明。
另外值得一提的是，国内的三安光电2021年6月23日宣布总投资160亿元的湖南三安半导体基地一期项目正式点亮投产，将打造国内首条、全球第三条碳化硅垂直整合产业链，提供从衬底、外延、晶圆代工、裸芯粒直至分立器件的灵活多元合作方式。据悉，该产线可月产3万片6英寸碳化硅晶圆。
国内SiC衬底企业经过了多年的积累，目前技术和发达国家的技术差距正在不断缩小，完全有实力在半导体衬底行业实现换道超车。
根据Omdia统计，预计到2024年，全球SiC功率半导体的市场规模将达到26.6亿美元，年均复合增长率达到 24.5%。随着SiC相关技术的持续攻关，SiC制造成本有望逐步下降，下游应用领域将持续拓展，为SiC功率半导体市场提供广阔增量空间。在这样市场空间下，国内一众SiC企业，无论是SiC衬底、SiC器件等厂商都将迎来很好的发展机会。
市场从业者认为，
2021年是国内SiC产业的布局元年，今年将是各大SiC企业的送样年，明年行业会进行大洗牌
，届时真正掌握核心技术、有能力的公司将会在市场中脱颖而出。不过在整个SiC领域，无论谁胜出都将是国内SiC产业的造福者。
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