积极进行4/6英寸产线切换和6英寸产能扩充,以满足客户激增的订单需求
与第一代半导体硅晶片类似,随着下游市场对碳化硅晶片的利用率和生产效率的不断提高,第三代半导体碳化硅晶片也不断向更大的尺寸演进。
在国际市场上,伴随CREE、II-VI等龙头企业6英寸碳化硅晶片制造技术的成熟,6英寸产品质量和稳定性逐渐提高,目前已经逐渐成为国际市场中主流产线;国内市场方面,天岳先进、天科合达等碳化硅衬底企业也成功研制6英寸产品,并逐渐形成规模化供货能力。秋琪表示,在8英寸碳化硅晶片尚未实现产业化的情况下,6英寸碳化硅晶片预计在未来的一段时间内仍将是市场主流产品。
泰科天润6英寸碳化硅晶圆
资料来源:泰科天润
值得一提的是,硅基产业经过60余年的发展,目前已经形成高度垂直分工的产业布局,台积电更是以专业晶圆代工的商业模式站稳产业龙头地位。但就正处在起飞阶段的碳化硅产业来说,专业分工的产业布局模式并不适宜,相反碳化硅产业具有所需设备相对便宜、芯片设计受益成熟的半导体工艺、风口资本投资充足等特点,使其更适合以IDM的模式来发展。
从当下头部厂商的情况来看,Wolfspeed、意法半导体、ROHM、英飞凌等大厂均采取了IDM模式,跨足上游材料到加工制造等产业链各环节。在意识到IDM模式更能加快产业发展的情况下,国内的三安光电、泰科天润、基本半导体等厂商也逐渐向集团式整合制造的结构发展,以持续完善垂直整合布局,强化企业竞争力。
“泰科天润作为一个IDM 公司,将设计与工艺等垂直整合,有利于有效把控碳化硅产业链各环节,进而能够加快交货和品质改善周期,同时能够有效控制整体成本和最优的良率。”秋琪说道,“我们拥有11年的碳化硅器件量产经验, 公司基于自有晶圆厂,开发出了先进的特色工艺,并向市场推出了丰富的碳化硅器件产品,性能已经达到国际领先水平。”
作为当前阶段的主打产线,泰科天润6英寸碳化硅晶圆产业园坐落于湖南省浏阳高新区,是湖南省重点引进落地项目。项目第一期投资3亿元,可实现产能6万片/年,年销售收入可达到10-15亿元。目前,泰科天润6英寸碳化硅晶圆线已于2021年开始向市场批量供货,综合良率达90%以上,实现了国产碳化硅功率半导体的自主控制,填补了国内产业的空白。
泰科天润浏阳6英寸生产线
资料来源:泰科天润
在谈及未来6英寸的产能规划时,秋琪指出:“我们6英寸线有两个目标,一个是冲量。在今年一季度我们的客户订单就已经破亿,目前正处于一个产能供不应求的状态,后续将重点精力放在提高订单的交付能力和产品的性价比上;另一个就是产线切换和产能扩充上。在今年年底,我们将逐步完成碳化硅 MOSFET 4/6英寸线的切换。此外,公司湖南6英寸线今年将在一期的6万片/年的基础上开始扩产,预计2023年将实现年产10万片/6英寸碳化硅晶圆片的能力,以更好的满足客户激增的订单需求。”
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近年来,随着碳化硅器件在5G通信、电动汽车、光伏新能源、轨道交通、智能电网等行业应用加速,碳化硅器件市场需求迅速增长,产业链的景气程度持续向好。
据Yole统计,2020年碳化硅功率器件市场规模约为7.1亿美元,预计2026年将增长至45亿美元,2020-2026年CAGR近36%。其中,中国作为全球新能源汽车最大的应用市场,其碳化硅市场规模有望从2020年的14.6亿元增长到2024年的164.7亿元,年均复合增长率达83.2%。
资料来源:Yole
从竞争格局来看,当前碳化硅领域呈寡头垄断的局面。Wolfspeed、英飞凌和Rohm三家公司占据了全球碳化硅市场约70%的份额,其中Wolfspeed的出货量更是一家独大,市场份额接近全球的50%,并且技术、工艺全球领先。而中国碳化硅产业基础薄弱,落后美国在1代产品以上。不过,好现象是在政策和资金的驱动下,近年来时代电气、斯达半导、华润微、闻泰科技、新洁能、扬杰科技、宏微科技等传统功率器件厂商在原有的IGBT、MOSFET等业务的基础上,利用长期以来积累的技术和经验优势积极向碳化硅器件领域拓展,并且已经取得了一定的进展。