巨头混战SiC市场
在诸多新技术中，具备广泛应用场景的第三代半导体材料，特别是以SiC为代表的新型半导体材料，日渐成为各方角逐的焦点。2021-01-18 09:04· 微信公众号：刘旷 刘旷公众号
近年来在外部贸易风险持续升温的情况下，国内的国产化替代进程也开始大大提速。作为“被严重卡脖子”的半导体领域，更是成为了国产化替代的前沿战场，迅速获得了国家全方位的支持。在此背景下，各类厂商参与新兴技术国产化替代的热情愈发高涨。
而在诸多新技术中，具备广泛应用场景的第三代半导体材料，特别是以SiC为代表的新型半导体材料，日渐成为各方角逐的焦点。
各路巨头竞逐SiC
近日，本土第三代半导体行业领军企业基本半导体宣布，公司已经完成了数亿元人民币B轮融资，由知名上市半导体科技公司闻泰科技领投，深圳市投控资本、民和资本、屹唐长厚等机构跟投，原股东力和资本追加投资。此次融资，也是元旦过后首笔来自半导体领域的融资。
作为此次领投基本半导体的主角，闻泰科技也通过这次融资，拿到了汽车功率器件当红产品SiC的入场券。而从整个国内SiC市场的情况来看，参与角逐SiC领域的巨头，远不止有闻泰科技一家。
当前国内竞逐SiC的企业，基本可以分为三类：第一类是本身做半导体的半导体企业，代表如北方华创、士兰微、斯达半导、比亚迪半导体等知名厂商；第二类是互联网科技公司，代表如华为、阿里巴巴等企业；第三类是以新能源汽车为代表的新能源厂商，比如蔚来、小鹏等汽车厂商。
从各家进展的情况来看，目前国内绝大多数SiC项目，都已经进入产业化落实阶段。比如，比亚迪半导体推出的新一代碳化硅Mosfet已经进入第3代，第4代正在研发之中；扬杰科技已经拥有了4个SiC肖特基模块；华为投资的山东天岳，也已经实现宽禁带半导体碳化硅材料产业化，技术水平也已经达到了国际领先水平……
而从各家公司参与SiC项目的目的来分析，则是大同小异。比如，对于蔚来、小鹏等汽车厂商来说，自己入局碳化硅半导体技术，一方面是为了保证自己掌握核心的技术壁垒，形成更好的用户体验；另一方面也有出于供应链稳定的考虑。而对于其他的参与企业来说，除了保障供应链稳定之外，也不乏开拓新业务、寻求新增长点的业务规划，而随着各路巨头纷纷押注SiC市场，也让国内SiC市场变得愈加火爆。
SiC凭什么站上风口
半导体材料那么多，SiC凭什么能够站上风口呢？要回答这一点，还需要从SiC本身的特性来说。
SiC（碳化硅）是以1：1的比例，用硅（Si）和碳（C）生成的化合物，是一种新型的硅基材料。目前它和Si、GaN（氮化镓），并列为半导体元器件3大主流材料。在当前市场中，Si仍是市场上使用最多的材料。但就性能来看，三种材料之中碳化硅材料的物理性能，明显好于前者。
SiC在物理特性上的好处，主要体现在以下几个方面：第一是击穿场强度会更强，因此耐压更高，所以它可以做成耐高压的产品；第二是熔点和Si相比会更高一些，这样可以耐更高的温度，大约可以耐到Si温度3倍以上；第三个好处是电子饱和速度会更快一些，所以SiC的频率可以做得更高。
另外SiC还有两个优势：一是热传导性很高，这样冷却更容易去做；再有禁带宽度更宽，这样可以使工作温度更好做。基于诸多方面的优势，使其成为新一代半导体材料中最被看好的材料之一，业界甚至有“得碳化硅者得天下”的说法，足见其影响力之大。
从应用范围来看，目前其凭借多方面的优秀性能，在特高压、5G、轨道交通、新能源汽车等诸多领域均得到了广泛应用。
然而，从整个SiC市场格局来看，美、日、欧等外商仍是整个市场的主导者，国内厂商在该领域的话语权还不大。根据Yole数据显示，Cree、英飞凌、罗姆约占据了90%的SiC市场份额，Cree是SiC衬底主要供应商，罗姆、意法半导体等则拥有自己的SiC生产线等，其中Cree占据了一半以上的碳化硅晶片市场，这种垄断优势使其在产业上游的话语权非常之大。
例如，近年来由于下游硅晶片供应紧张，促使很多元器件厂商，不得不与Cree签订长期供货协定，这在当前中 美贸易战加剧的大背景下，自然是于我不利的。而芯片业务与巨头方方面面业务布局均有关联，巨头自然不会缺席，巨头通过加注SiC来补齐自身的短板，防止外部供应链风险也在情理之中。
巨头押注的更深层考量
巨头加注SiC，除了战略考虑之外，还与其广阔的市场前景和政策利好分不开。
从市场层面来看，SiC市场前景广阔未来可期。据IMSResearch报告显示，碳化硅功率器件2017年市场份额在3亿美元左右，主要集中在光伏逆变器与电源领域。而目前这个领域的市场规模，只占到功率器件市场1.5%的规模，但近几年的年复合增长率保持在30%以上，仍处在高速成长期。
另外，相比过去碳化硅功率器件，仅被应用于二极管产品来说，如今其产品结构已经扩大到了分离器、晶片IC等诸多领域，应用日趋广泛。而随着新能源汽车、5G等技术的发展，其产品结构还在进一步丰富。
据了解，目前SiC材料就可以用于新能源车的动力控制单元（电驱系统）。目前一些主流的新能源汽车厂商比如特斯拉、比亚迪等，目前均已经在自家的产品中应用了SiC材料。比如，特斯拉的畅销款产品Model 3、比亚迪旗下的比亚迪汉、比亚迪唐EV等，都使用了SiC MOSFET（碳化硅功率场效应晶体管）。
据三菱电机（知名SiC厂商）研究发现，SiC的功率损耗较IGBT下降了87%。结合功率半导体在整车中的能量损耗占比数据可以得出，仅仅是将IGBT替换为SiC，就可提高整车续航里程10%左右。
作为一种潜力更大的新型应用材料，除了用于汽车元器件之外，其优秀的充电效率，使其还被广泛地应用于充电桩设施之中。据预计，未来随着电动汽车作为主驱动力以及MOSFET器件的上量，SiC市场有望在未来8年突破20亿美元。作为全世界最大的新能源汽车市场，中国新能源市场还处于蓬勃发展的初期阶段，未来随着该市场的全面爆发，作为重要原材料的SiC市场，也将迎来自己的春天。
从政策方面来看，SiC市场也存在多方面的利好。据了解，目前我国已经在“十四五”规划中，将SiC为代表的第三代半导体材料，纳入国家战略进行重点推进。另外，在《中国制造2025》中，国家对5G通信、高效能源管理中的国产化率也提出了具体目标，目标要求到2025年，要使先进半导体材料的国产化率达到50%。这些利好的政策，对SiC市场的进一步发展壮大自然是大有助益。
新大战在即？
那么，在巨头纷纷布局SiC市场之后，是否意味着一场新的大战即将到来了呢？从目前来看，基本不会。
首先，目前国内的SiC市场才刚刚起步，产业化阶段还很初级。当前无论是山东天岳还是其他厂商的产线也才刚刚铺开，大规模量产尚未完全准备就绪，国内的SiC市场也仍主要由国外巨头如英飞凌、恩智浦、三菱电机等机构掌控。
因此目前各类国产厂商的核心任务，还主要是加速其SiC材料的产能扩张，为下一阶段的规模化、产业化打基础。而在市场化尚未铺开的情况下，巨头之间开启新大战概率很小。
其次，从碳化硅行业本身来说，目前其仍存在不少难点有待突破。首先，是成本高的问题仍未得到有效解决。目前各类 SiC 器件的成本仍比Si 基器件高 2.4~8倍，这对其普及应用造成了一定难度；其次，随着产能规模扩大，其对品控要求也越来越高，如何保障良品率也是摆在其面前的一大问题。而在以上问题没有得到解决之前，产业的大规模应用仍存在诸多不确定性因素。
因此从短期之内来看，巨头发生大冲突的可能性很小，至少在其全面市场化应用、以及产能形成之前，这种大战爆发的可能性仍比较低。但从长远来看，随着国产碳化硅市场全面崛起之后，这种大战仍不可避免。
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