SiC大战拉开帷幕，中国胜算几何

近些年，随着电动汽车以及其他系统的增长，碳化硅（SiC）功率半导体市场正在经历需求的突然激增，因此也吸引了产业链相关企业的关注。在产业应用进一步成熟的趋势下，SiC的争夺战正一触即发。

碳化硅材料之殇

SiC器件成本高的一大原因就是SiC衬底贵，目前，衬底成本大约是加工晶片的50%，外延片是25%，器件晶圆生产环节20%，封装测试环节5%。SiC衬底不止贵，生产工艺还复杂，与硅相比，碳化硅很难处理、研磨和锯切，挑战非常大。所以大多数企业都是从Cree、Rohm等供应商购买衬底。

SiC器件广泛用于光伏逆变器、工业电源和充电桩市场，再加上特斯拉等新能源汽车厂开始陆续导入SiC器件，导致SiC器件用量激增，也直接拉到SiC衬底和外延片需求量增涨。目前SiC材料产能十分紧缺，能否稳定供货是碳化硅功率产品很重要的产品属性。

但由于碳化硅产业的封闭性带来的供应链壁垒一时无解。由于长晶和工艺经验的高度相关，Cree、Rohm、II-V等主流材料厂商的长晶炉都自行设计，牢牢掌控核心长晶环节的上游设备资源。新进入者需要同时解决工艺和设备的问题，难度不小。

所幸的是，2020年和2021年的缺芯之痛，让下游客户特别是汽车客户对上游器件厂商的稳定供货能力会更加关注，将对IDM器件厂商会有更强的偏移。于是主流器件厂商纷纷找上上游材料厂商，或并购，或签署长期供应协议。

SiC在半导体中的好处

随着电子设备和逻辑板的市场进一步增长，传统硅的缺点日益凸显，为此设计师和制造商一直在寻找更好，更智能的方法来制造这些重要组件。

碳化硅就是这样一个存在，由于碳化硅材料具有较大的禁带宽度以及优异的导热性能，相比传统硅技术，碳化硅技术可以兼得高频和高压这两个重要特性。而且相同规格的碳化硅芯片只有硅芯片十分之一大小，不仅如此，基于碳化硅技术的系统应用中，更少的散热需求和更小的被动元器件导致整个装置的体积也大大减小。

因此碳化硅功率半导体在普通硅半导体中脱颖而出，在电子电力、光电子以及微波通讯等领域均有着广阔的应用前景。

电力行业是SiC功率半导体的重要市场之一，特别是由于其在大功率应用场合中仍然有较低的功耗。以SiC为代表的第三代半导体具有禁带宽、热导率高、击穿场强高，饱和电子漂移速率高、化学性能稳定、硬度高、抗磨损、高键和高能量以及抗辐射等优点，可广泛用于制造高温、高频、高功率、抗辐射、大功率和高密集集成电子器件。

在光电子领域，SiC材料具有与GaN晶格失配小、热导率高、器件尺寸小、抗静电能力强、可靠性高等优点，是GaN系外延材料的理想衬底，由于其良好的热导率，解决了功率型GaN-LED器件的散热问题，特别适合制备大功率的半导体照明用LED，这样大大提高了出光效率，又能有效的降低能耗。

业内人士指出，电动汽车行业是SiC应用前景最广阔的行业，SiC技术带来的电池使用效率显著提升以及电驱动装置重量和体积的缩小正是电动汽车技术最需要的。而就目前来看，工业电源行业是SiC普及和应用率较高的行业，使用碳化硅产品可以显著提升工业领域的电能利用效率。

SiC争夺战悄然打响

从产业进程来看，SiC的研究经历了多次高峰期。但受制于工艺技术、产能等因素，如何平衡好性能与成本，成为SiC器件产业化的最重要因素。

近些年，由于电动汽车等新兴产业快速发展，对于SiC器件的需求呈现上升趋势，进一步促进了其产业化进程，由此也使得上游晶圆供应进一步吃紧。

目前全球能够提供稳定SiC晶圆产能的也就三、四家企业，短期内上游晶圆依旧持续缺货，器件厂商也纷纷签订长约以保证产能供应。下游旺盛的需求，使得上游厂商纷纷抛出增产计划，以争夺下游订单或保障器件的稳定供应。

除了上游产能竞争之外，SiC器件领域的争夺显然更加激烈。包括安森美、东芝、富士电机、三菱、英飞凌、罗姆、意法半导体、Littelfuse、通用电气和GeneSiC等公司都跃跃欲试。