百识电子宣融:碳化硅价格即将进入“甜蜜点”,但行业资源错置现象严重
发布时间:2023-07-06
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新一代半导体材料的崛起,让国产半导体行业有了弯道超车的机会。碳化硅作为第三代半导体,在禁带宽度、击穿电场、导热率等方面具有更高的性能表现。

在近期刚刚结束的2023华映资本年度大会上,百识电子创始人宣融对碳化硅行业的市场机会和挑战进行了分享。宣融表示,目前碳化硅除了价格比IGBT更高之外已经几乎没有任何缺点,包括实用性、客户接受度等。但也存在挑战,比如当这个行业的进入门槛较低时,就会有一窝蜂企业出现,但目前国内有效产能较低,资源错置现象严重。

新能源汽车与光伏储能

成碳化硅最主要应用场景

我将碳化硅作为我一辈子的事业,目前碳化硅在国内车用场景需求很大,我的演讲将围绕碳化硅的机会和应用场景展开。

市场规模层面,碳化硅每年YOY的增长都非常迅猛。去年、前年行业整体YOY在25%-30%之间,目前的增长已到34%。国内碳化硅的应用主要在新能源与光伏行业。

概括来讲,未来新能源汽车将全部使用碳化硅芯片,国内新能源汽车市场增长迅速,且国内量产芯片不多,所以碳化硅的上升空间巨大;此外,国内太阳能光伏逆变器同样使用碳化硅的芯片,目前逆变器增长率超50%。这都是碳化硅近期大热的原因。

具体来说,新能源汽车方面,碳化硅应用最多的是主驱逆变器。主驱逆变器在碳化硅晶圆使用中的占比颇高,平均三台车就要用一片晶圆。

我主要从事晶圆代工,所以会测算晶圆的需求量。以新能源汽车为例,2025年对晶圆的需求量将增加至250万片。众所周知,特斯拉百分之百使用碳化硅的芯片。

光伏储能已经成为碳化硅功率器件第二大应用市场,2020年SiC 光伏逆变器占比为10%,预计2025年该占比将达到50%。

为什么碳化硅在这些场景广受欢迎?我认为主要是因为它的效率。以新能源汽车为例,借助碳化硅,其充电时间、续航力都会提高,车重与模块整体系统的成本会下降。

从碳化硅产业链主要公司的分布来看,境外厂商中汉磊、嘉晶在这一行已经做了20多年;国内企业也纷纷布局,加速入场,目前已初步实现了全产业链的自主可控,其中山东天岳为国内碳化硅第一股,其他诸多公司还属初步阶段,但项目繁多。目前我们做了百识与宽能两家公司,主要从事外延与器件研发。

在市场需求快速爆发的背景下,国内企业一方面加快对技术差距的追赶,另一方面也在积极投入大量资源进行产线的建设,如天科合达、山东天岳等头部厂商持续加大投入扩产。

我国碳化硅衬底供应能力快速提升,近年扩产速度很快。据 Trendforce,2022 年我国碳化硅衬底(N型+HP 硅基,折合 6 吋)年产能可达 43.2万片/年,到 2026 年有望提升至265万片/年,CAGR 达57%,国内头部厂商年产能约在20-30万片。


市场高点即将来临

但资源错置、有效产能较低问题严重

概括来说,碳化硅除了价格高于IGBT外,在实用性、客户接受度等方面,已没有其他任何缺点。其衬底部分目前价格在800美金左右,经过不断的扩产以及8寸的渗透不断提高,我们相信衬底的价格会再下降200美金。其实从2019年开始,各种芯片的价格都开始骤降,所以价格较高的问题将很快便得以解决,价格甜蜜点即将来临。

总结来说,需求增加+成本下降+政策支持,推动着碳化硅国产化加剧及渗透率扩大。未来衬底规格将全面转向6 英寸,产能持续释放,供货能力提升,制造技术进一步提升,单片晶圆产芯片良品率提升,器件制造成本降低。


机遇中同样存在着挑战

第一,由于在资金层面进入门槛并不高,导致大批企业入场,行业内资源争夺激烈。

国内企业因行业发展前景较好而一窝蜂涌入,这虽然在侧面印证了碳化硅赛道是一条可行的路,但却导致了资源争夺激烈。国内碳化硅赛道市场虽然有百亿规模,但仅到2020年底就已经有了170个项目。

这背后核心是因为第三代半导体需要投入的资金并没有那么多,它是6寸为主,与8寸、12寸相比,10亿左右的规模就能起跳,所以各地政府会开始着力建设。

第二,有一个很吊诡的问题,国内虽然项目很多,但是有效产能很少。从我们调研的情况看,目前国内器件SiC MOSFET有效产能还不到10万片,而需求却是数倍在成长,这个差值很大,所以就会出现政府层面看起来项目非常多,但实际上是供不应求的资源错置问题。

另外,还有良率的问题。以主驱芯片来说,我个人认为国内MOS级衬底的良率不到40%,外延比较一流的公司良率可以做到90%-95%,最后到晶圆主驱MOS部分良率只有60%。除了有效产能之外,各部分良率相乘之后,有效产出很低。

总体而言,这个赛道很好,价格即将进入甜蜜点。但面临的挑战也很多:产能建制需要的周期很长,国内项目过多,资源错置明显;每个公司都很小,没有经验,如果做不出来就可能会导致政府资源紧张;同时晶圆制造的环节需要的周期比较长,良率的提升也需要时间,这使得国内企业在2025年价格甜蜜点到来时,很可能还难以顺利切入产业重点。


从外延与晶圆制造切入

良率已经达90%

目前我们运营两家公司,一家做外延,一家做晶圆制造。之所以切入这两部分,主要是因为如果我们做车规级应用,最重要的是芯片良率的稳定性。量产品在设计、测试不变的情况下,制造环节的重复稳定性就决定芯片良率的稳定性,在掌握这两部分之后,就可以保障客户的出片良率,从而让客户顺利进入车载供应链,这是我们在这个产业内要提供的价值。

我们之所以可以做到这件事,与经验有很大关系。我有过20多年的从业经历,我们团队是国内最早一批做晶圆代工、外延制造程度团队。同时我们以代工售价,用符合市场价量制衡及需求的年降价方式报价。

讲一下我们的成果,最终对产品的衡量还是要看MOSFET良率,我们用的并非科瑞而是国内的衬底,同时使用自己的外延、台湾器件以及国内的设计公司,目前良率可以达到90%左右,虽然与硅基良率还有一定差距,但这已经是碳化硅赛道的一流水准。

来源于:华映资本公众号

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