來源：半導體器件應用網(wǎng)

日前，德國大廠英飛凌宣布，已收購一家名為Siltectra的初創(chuàng)企業(yè)，將一項創(chuàng)新技術(ColdSpilt)也收入了囊中。“冷切割”是一種高效的晶體材料加工工藝，能夠?qū)⒉牧蠐p失降到最低。英飛凌將把這項技術用于碳化硅（SiC）晶圓的切割上，從而讓單片晶圓可出產(chǎn)的芯片數(shù)量翻番。進一步加碼碳化硅市場。

在早些時候，意法半導體CEO在接受半導體行業(yè)觀察等媒體采訪也談到，該公司的碳化硅產(chǎn)品已實現(xiàn)批量出貨，年出貨金額在今年能突破一億美元，市場占有率高達90%；X—Fab也聲稱將擴大晶圓的生產(chǎn)；日本羅姆今年四月也宣布，將在其福岡筑后工廠投建新廠房，擴充碳化硅產(chǎn)能。

多方面的消息證明，碳化硅大戰(zhàn)一觸即發(fā)。

SiC功率器件需求大增

據(jù)Semiconductor Engineering報道，SiC是一種基于硅和碳的復合半導體材料。在生產(chǎn)流程中，專門的SiC襯底被開發(fā)出來，然后在晶圓廠中進行加工，得到基于SiC的功率半導體。許多基于SiC的功率半導體和競爭技術都是專用晶體管，它們可以在高電壓下開關器件的電流。它們用于電力電子領域，可以實現(xiàn)系統(tǒng)中電力的轉(zhuǎn)換和控制。

得益于其垂直架構，因此相較于氮化鎵和硅，碳化硅可以承受更高的電壓，能適用于1000V以上的應用市場。以硅而言，目前硅基MOSFET多應用在1000V以下，約600~900V之間，若是超過1000V，其芯片體積(Chip Size)會變得很大，以及切換損耗、寄生電容都會跟著提升，另外價格也會大漲，因此較不適用于1000V以上的應用。而SiC因其寬帶隙技術脫穎而出。而與傳統(tǒng)硅基器件相比，SiC的擊穿場強更是傳統(tǒng)硅基器件的10倍，導熱系數(shù)是傳統(tǒng)硅基器件的3倍，具有極其強大的優(yōu)勢。

SiC和GaN設計方式不同，耐壓程度也因而有所差異。

羅姆在接受半導體行業(yè)觀察采訪時也表示，在功率元器件領域中，SiC作為新一代材料備受矚目，與傳統(tǒng)使用的Si相比，SiC元器件實現(xiàn)低導通電阻、高速開關、高溫工作。且使用SiC元器件能讓設備變得更小、功耗更低。因具備高耐壓、高耐熱性，使得之前不能使用的小空間和嚴酷環(huán)境下的安裝成為可能。以汽車為例，應用于混合動力汽車、電動汽車，可大幅度降低油耗，擴大室內(nèi)空間。用于太陽能發(fā)電時，功率損耗率能減少50%，有望為地球環(huán)境問題的緩解做出巨大貢獻。這就使得這個新型材料器件非常適合于在電源、汽車、鐵路、工業(yè)設備、家用消費電子設備等各個領域。尤其是今年來隨著電動車等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求，市場對SiC的需求大增。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，2018年全球?qū)谐^20家的汽車業(yè)者，在OBC中使用SiC肖特基二極體(Schottky Diodes)或SiC MOSFET；未來SiC功率半導體在OBC市場中有望以CAGR 44%的速度成長至2023年。麥姆斯繼續(xù)指出，未來將有愈來愈多的汽車制造商會在主逆變器中采用SiC功率半導體，特別是中國車商，近幾年更是紛紛考慮使用SiC功率元件，因此，2017~2023年，SiC功率元件在主逆變器市場的CAGR，更可能高達108%。這就推動市場的爆發(fā)性進展。

從他們提供的數(shù)據(jù)我們可以看到，全球SiC功率半導體市場將從2017年的3.02億美元，快速成長至2023年的13.99億美元，年復合成長率達29%。

上游供應商加緊布局

面對這樣一個成長態(tài)勢，SiC的上游供應鏈廠商正在積極布局。

首先在晶圓方面，目前全球僅約有三、四家業(yè)者（Cree、Norstel、新日鐵住金等）能提供穩(wěn)定的產(chǎn)量，但似乎這個領域正在面臨不同的變化。

首先在全球SiC晶圓領頭羊Cree方面，他們加快向汽車領域進軍。

今年八月，該公司旗下的Wolfspeed宣布，推出用于電動汽車（EV）和可再生能源市場的新型穩(wěn)健SiC半導體器件系列E-Series 。據(jù)官方介紹，Wolfspeed的E系列是第一個符合汽車AEC-Q101標準并具有PPAP功能的SiC MOSFET和二極管商用系列。該產(chǎn)品使其成為唯一一款符合高濕度和汽車資質(zhì)的商用SiC MOSFET和二極管系列產(chǎn)品，可為當今電力市場提供最可靠，最耐腐蝕的元件。

而日企昭和電工則在最近一年多里發(fā)布了多次SiC擴產(chǎn)聲明。

昭和電工表示，該公司之前分別于2017年9月、2018年1月宣布增產(chǎn)SiC晶圓，不過因SiC制電源控制晶片市場急速成長、為了因應來自顧客端旺盛的需求，因此決定對SiC晶圓進行第3度的增產(chǎn)投資。昭和電工SiC晶圓月產(chǎn)能甫于今年(2018年)4月從3,000片提高至5,000片(第1次增產(chǎn))，且將在今年9月進一步提高至7,000片(第2次增產(chǎn))，而進行第3度增產(chǎn)投資后，將在2019年2月擴增至9,000片的水準、達現(xiàn)行(5,000片)的1.8倍。

在代工廠方面，X-Fab在今年九月宣布，計劃將其位于德克薩斯州6英寸SiC工藝工廠產(chǎn)能翻番，以滿足客戶對高效功率半導體器件日益增長的需求。為了使容量翻倍，X-Fab 德州工廠購買了第二臺加熱離子注入機，用于制造6英寸SiC晶圓。預計到在2019年第一季度及時生產(chǎn)，以滿足預計的近期需求。

X-Fab德州工廠的Lloyd Whetzel說：“隨著SiC的日益普及，我們早就明白，提高離子注入能力是我們在SiC市場上的持續(xù)制造成功的關鍵。但這只是我們針對特定SiC制造工藝改進的總體資本計劃的第一步。這體現(xiàn)了X-Fab對SiC行業(yè)的承諾，并保持我們在SiC鑄造業(yè)務中的領導地位。”

來自我國臺灣地區(qū)的晶圓代工廠漢磊在今年八月也宣布，決定擴大碳化硅（SiC）產(chǎn)能，董事會決議斥資3.4億元新建置6吋SiC生產(chǎn)線，為臺灣地區(qū)第一家率先擴增SiC產(chǎn)能的代工廠，預計明年下半年可以展開試產(chǎn)。據(jù)了解，漢磊目前已建立4吋SiC制程月產(chǎn)能約1500片，預計將現(xiàn)有6吋晶圓廠部分生產(chǎn)線改為SiC制程生產(chǎn)線，先把制程建立起來，以滿足車載、工控產(chǎn)品等客戶強勁需求，因6吋的SiC售價達4000美元（約12萬臺幣），估計每月只要產(chǎn)出2000到3000片，帶動營收就可望增加2、3億元以上。

國產(chǎn)方面，也有玩家躍躍欲試。

根據(jù)公開資料顯示，今年五月，上海瞻芯電子聲稱，他們制造的第一片國產(chǎn)6英寸碳化硅（SiC）MOSFET晶圓正式面世。據(jù)介紹，該公司2017年7月17日在上海臨港科技城正式注冊成立；于2017年10月上旬完成工藝流程、器件和版圖設計，在10月到12月間完成初步工藝試驗；并且從2017年12月開始正式流片，在短短不到5個月內(nèi)克服種種困難，成功地在一條成熟量產(chǎn)的6英寸工藝生產(chǎn)線上完成碳化硅（SiC） MOSFET的制造流程。晶圓級測試結果表明，各項電學參數(shù)達到預期，為進一步完成工藝和器件設計的優(yōu)化奠定了堅實基礎。

而成立于2006年的北京天科合達更自稱是亞太區(qū)碳化硅晶片生產(chǎn)制造先行者。

按照他們官方網(wǎng)站的介紹，北京天科合達在國內(nèi)首次實現(xiàn)碳化硅晶體的產(chǎn)業(yè)化，打破了國外長期的技術封鎖和壟斷，向國內(nèi)60余家科研機構批量供應晶片（包括半絕緣、導電、沿c軸和偏角度等），推動了碳化硅外延、器件等相關的基礎研究，帶動南車集團等20多家（包含新成立的5家）企業(yè)進入下游外延、器件和模塊產(chǎn)業(yè)，在國內(nèi)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，推動了我國寬禁帶半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

瀚天天成則是國內(nèi)另一家專注于碳化硅外延晶片的中美合資高新技術企業(yè)。據(jù)Digtimes的報道，依賴于由大陸、美、日共同組成的頂尖研發(fā)技術團隊。公司從2011年成立以來，已經(jīng)形成三英寸四英寸以及六英寸的完整碳化硅半導體外延晶片生產(chǎn)線，并滿足600V、1200V、1700V器件制作的需求。公司更是國內(nèi)第一家提供商業(yè)化6英寸碳化硅外延片的供應商。公司更是預計在今年年底完成二期廠房的土地建設，在明年上半年逐步釋放新產(chǎn)能。二期擴建預期實現(xiàn)十倍產(chǎn)能的增長，達產(chǎn)年可實現(xiàn)每年30萬片的產(chǎn)能目標。

這些國內(nèi)外的上游廠商正在推動SiC產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

下游芯片廠的爭相競逐

為了更好地把握即將爆發(fā)的機會，下游的芯片廠也加碼卡位。

以英飛凌為例，在今年二月，英飛凌科技股份公司與科銳公司簽署一份碳化硅（SiC）晶圓長期供貨戰(zhàn)略協(xié)議。按照英飛凌首席執(zhí)行官Reinhard Ploss指出：“我們對科銳公司的了解由來已久，它是一家強大可靠的合作伙伴，在業(yè)界享有良好聲譽。憑借這份碳化硅晶圓長期供貨協(xié)議，我們能夠增強自身在汽車和工業(yè)功率控制等戰(zhàn)略增長領域的優(yōu)勢，從而為客戶創(chuàng)造更大價值。”這是保證英飛凌在SiC批量出貨前的有力支持。

至于日前收購的Siltectra，則是英飛凌為提供SiC芯片產(chǎn)量而做的一個決定。據(jù)介紹，該公司開發(fā)的Cold Split可有效處理晶體材料，并可大幅減少材料損耗。英飛凌將采用此Cold Split技術分割碳化硅(SiC)晶圓，使晶圓產(chǎn)出雙倍的芯片數(shù)量。英飛凌執(zhí)行長Reinhard Ploss也表示：“此次收購將協(xié)助我們利用新材料碳化矽擴展優(yōu)異的產(chǎn)品組合。我們對系統(tǒng)的了解以及在薄晶圓方面的獨特專業(yè)技術將和Cold Split技術及Siltectra的創(chuàng)新能力相輔相成。Cold Split技術有助于我們以更多的SiC晶圓量產(chǎn)SiC產(chǎn)品，進一步擴展在再生能源，以及推動SiC在電動車傳動系統(tǒng)的使用率。”