碳化硅厂家排名(中国碳化硅厂家排名)

毋庸置疑，碳化硅已经成为了半导体行业，特别是功率半导体细分市场的那个“远方”。行业老对手和新玩家纷纷涌入，加倍下注（double down）这个新兴市场。其中不但有射频大厂Qorvo跨界收购UnitedSiC，还有三安、露笑等投资百亿试图赶超。如火如荼的场景不禁让人联想到百年前列强签订《五国关于限制海军军备条约》前的场景。

前有美英法意日五大强国的海军博弈，今有意（法半导体 STMicroelectronics）、英（飞凌科技 Infineon）、美（国Wolfspeed）、日（本罗姆 Rohm）和安（森美 onsemi）在碳化硅市场争夺战中完成历史的轮回——这五家供应商占据了2021年碳化硅功率器件市场份额的88%。

然而五巨头对现状依然充满敬畏，在这个逆水行舟的市场中，分别祭出了各自的“Z计划”和“八八舰队规划”，尝试在已有项目、客户资源、产品技术和制造产能等多方面超越竞争对手，下面就让我们盘点这五巨头的筹码和底牌。

赛米控eMPACK功率模块由三块半桥通用构建块组成，已与意法达成协议采用其碳化硅MOSFET芯片 （来源：Semikron）

根据当前的项目和订单储备，意法预计2022年来自碳化硅产品的营收在7亿美元左右，而这一数字在2024年将达到10亿美元。目前采用意法碳化硅产品的整车厂客户首推特斯拉，自Model 3车型以来就开始采用意法提供的TPAK碳化硅模块，这也成为碳化硅上车并实现规模化运用的标志性事件。另外，去年底开始交付的豪华电动车Lucid Air也是采用意法的碳化硅模块。

考虑到意法在碳化硅市场的地位，笔者认为意法对未来业务增长的预期略显保守，与其他几个碳化硅主要供应商相比增幅并不大。猜测主要原因是意法现有碳化硅产能已经绑定了头号客户特斯拉，因此在新产能上线前，意法能做的事并不多。

针对这一状况，意法计划在2022财年投入21亿美元的资本金，主要目的之一便是增加碳化硅产能——一方面继续扩容意大利西西里岛卡塔尼亞的6寸碳化硅晶圆厂，另一方面投入到2022年开始运营的，位于新加坡的第二座6寸碳化硅晶圆厂。公司另将9亿美元战略投资中的一部分投入到碳化硅衬底的生产上，用于产业链垂直整合，在2025年实现40%的衬底需求内部供应。

同时，公司也在碳化硅研发上继续投入相当资源。在生产技术上，意法于2021年年中宣布其挪威分部STMicroelectronics Silicon Carbide A.B. （前身为2019年收购的Norstel A.B.）开始进行8寸碳化硅材料的实验室制造，预计相应技术将在2025年前后成熟，并应用到规划中的新加坡8寸碳化硅生产线中。

在芯片设计上意法继续深挖平面设计碳化硅MOSFET的技术潜力，推出了第4代平面栅碳化硅，预计在今年第二季度量产。而之前规划的沟槽栅设计产品则顺延成为意法的第5代碳化硅MOSFET，目前应该在工程样品测试阶段，量产时间待定。

英飞凌对碳化硅功率器件业务的财务预期

（来源：Infineon）

虽然英飞凌的碳化硅营收增长迅猛，但是英飞凌并非通过薄利多销的方式来扩大其碳化硅市场份额。CEO Jochen Hanebeck表示碳化硅带来的毛利润率反而高于车规产品事业部和工业产品事业部的平均值。这一点对英飞凌尤为重要：与德州仪器和NXP等竞争对手相比，目前英飞凌在模拟和功率半导体公司中运营利润率处于垫底的位置，急需改变所销售的产品构成来提供利润率，巩固其功率细分市场一哥的位置。

英飞凌碳化硅产品能够定位高质高价，其原因在于起采用的沟槽碳化硅MOSFET技术的先进和成熟。虽然平面结构碳化硅MOSFET生产工艺较为简单，栅极氧化物可靠性更高，但是在与性能相关的单位面积导通电阻和寄生电容，以及成本相关的单位电流芯片尺寸上不能比肩沟栅设计。

而英飞凌的半包沟槽结构是业界不多的几个能够量产上车的碳化硅沟槽结构设计（其他还包括罗姆的双沟槽和住友的接地双掩埋结构等）——按照公众号“碳化硅芯片学习笔记”作者的说法，“沟槽MOS成套工艺及结构IP，是未来十年碳化硅竞争的入场券！”

英飞凌CoolSiC技术的迭代，以及对应的电压规格和功率模块封装

（来源：英飞凌）

与同处欧洲的竞争对手意法半导体类似，英飞凌的碳化硅营收也受制于产能。因此，公司一方面从技术要产能，通过开发冷裂（Cold Split）技术减少晶锭（boule）切割过程中的材料损失，从相同的晶锭中获得多一倍的碳化硅衬底。目前这一技术处于小批量试产中，预计2024年完全成熟。

另一方面，公司也在年初宣布斥资逾20亿欧元在马来西亚建设第三期Kulim晶圆厂，专门用于宽禁带半导体包括碳化硅的前道生产。新厂区计划在今年6月开始施工，2024年夏季进行设备安装，首批晶圆于2024年下半年开始出货。

Wolfspeed对MVF建成后碳化硅芯片成本变化的预期，其中28%的降本来自良率提高，25%来自规模效应，另有10%来自自动化减少的人工和生产周期

（来源：Wolfspeed）

MVF晶圆厂的运营也给Wolfspeed的产能带来飞跃。根据投资者日上间接透露的信息计算，2022财年和2024财年的公司碳化硅衬底总产能（以8寸晶圆计）分别为每周2千3百片和3千3百片。假设这些衬底全部内部消化且只用来生产功率器件，Wolfspeed碳化硅模块的产能理论上可以满足2022年170万台和2024年240万台电动汽车的需求。

本季度除了营收同比和环比继续保持增长外，Wolfspeed的Design-in项目金额也与上季度一样保持高位，达到16亿美元。这使得本财年迄今为止的Design-in总金额增加到38亿美元，较去年同期增加一倍。

这些新增的Design-in项目中，有大约70%来自电动汽车行业，包括明星电动车企Lucid的旗舰车型Lucid Air。在意法的碳化硅模块之外，这款高端电动汽车也将引入Wolfspeed的XM3碳化硅功率模块。预计2023年MVF 8寸线能够稳定量产后，Lucid也将使用内含MVF碳化硅芯片的XM3模块用于Lucid Air及后续车型。因此，Lucid首席工程师、产品资深副总Eric Bach在MVF晶圆厂开业典礼时作为客户代表致辞，也是为了能够尽快拿到MVF晶圆厂的量产芯片。

Wolfspeed Gen 3碳化硅MOSFET采用Hex Cell的平面技术

（来源：Wolfspeed）

一份较早的资料中Wolfspeed提到其Gen 3碳化硅MOSFET已经到达了平面设计的实际性能极限，下一代产品将是沟槽栅设计。目前Wolfspeed的Gen 4 沟槽栅仍在开发中，具体量产时间还没有透露。

不过，作为一家在碳化硅行业中浸淫了超过30年的企业，Wolfspeed及其前身Cree在1991年就推出了第一片量产碳化硅衬底。深厚的经验积累和历史沉淀让Wolfspeed的碳化硅衬底性能和质量独占鳌头，就连意法、英飞凌和安森美等同行业竞争对手不得不花费上亿美元向其采购。因此，Wolfspeed的碳化硅产品获得了至关重要的先发优势，成为了整个碳化硅行业的风向标。

罗姆碳化硅营收增长目标（23-26财年，对应日历年2022年到2025年），以及目前已经公布的产业合作

（来源：Rohm）

当然，野望需要有匹配的实力才能实现。罗姆已经规划在2021年至2025年的5年间，投入1200亿至1700亿日元（10亿-13亿美元）的资金，将碳化硅产能扩充至少6倍。这些投资现在已看到部分成果，包括在今年初完成了日本筑后市 Apollo 工厂新大楼的建设，从而提高了 SiC 芯片产能。

大量投资也涌入了罗姆2010年收购的SiCrystal。这家碳化硅衬底供应商的中期目标是每年生产数十万片碳化硅衬底，实现上亿美元的营收。同时，SiCrystal也在探索8英寸衬底生产的可能性，目前已经开始验证工作，预计2023年批量生产。

在碳化硅器件技术方面罗姆也处于领先地位。2010 年公司就开始量产首款碳化硅MOSFET，与之后推出的第2代产品都采用平面栅极设计。2015年罗姆又领先竞争对手，率先量产双沟槽结构的第3代产品。

蔚来汽车ET7将采用安森美900V碳化硅功率模块驱动

（来源：onsemi，蔚来汽车）

CEO Hassan El-Khoury表示这些承诺订单将从2022年下半年起开始批量履约，推动碳化硅产品线在2022年的营收较上一年增加超过一倍，并在2023年为安森美贡献10亿美元的销售额。

不过与英飞凌不同的是，管理层透露2022年下半年至2023年上半年期间碳化硅产品的利润率将低于公司平均水平。这归结于之前安森美尚未规模供应碳化硅模块产品，今年下半年起的产能爬坡所需的启动成本降低了毛利润率。

虽然安森美在五巨头中排名末席，但是其综合实力不可小觑，尤其是2021年第3季度通过收购衬底供应商GTAT，搭建了从碳化硅晶锭、衬底、器件生产到模块封装的垂直整合模式。虽然其中一些项目的技术实力与各领域领先企业还有所差距，但是整体实力却更为均衡——与衬底龙头Wolfspeed相比，安森美的模块封测和量产经验略胜一筹；与器件设计实力超群的英飞凌相比，安森美又有来自GTAT碳化硅材料的加成。

安森美的碳化硅技术持续进步，功率密度、散热能力和成本不断优化

（来源：onsemi）

根据研究机构Yole Développement最近的一份研报，碳化硅器件的主要应用场合为电动汽车，占到总营收的近80%。而碳化硅功率模块又是碳化硅芯片的主流封装模式。因此，高性能大功率模块封装是碳化硅应用，特别是车规应用的关键研发领域之一。

通过IGBT模块上的多年积累，安森美在大功率车规模块上早有布局，其技术涵盖了市场上主流的两种大功率模块类型，一是有凝胶灌封的框架式模块，二是整体覆盖环氧树脂材料的塑封式模块。前者即是被应用于蔚来汽车ET7的功率模块，而后者更是安森美的研发重点。

相较框架式模块，塑封模块可以实现更高的功率密度。同时，外形设计具有灵活性，可以根据客户的要求进行半定制或者完全定制。正是因为这些特点，再加上公司在模块设计和量产上的成功经验，最终让安森美从特斯拉初获得了TPAK模块新增供应商的门票。

小结

碳化硅功率器件五巨头都对未来市场发展和各自公司碳化硅产品营收增长表达了乐观的看法，因此投入重金积极扩充碳化硅衬底和晶圆制造产能。与此同时，这些公司也积极进行技术升级，包括向8英寸制造演进，以及开发沟槽结构MOSFET，以期获得性能提升的同时，获得更多的单位产出和更低的成本。

不止于此，五巨头在各自擅长的领域建立了准入壁垒，包括意法的应用经验和封装，Wolfspeed的8寸制造能力，英飞凌和罗姆的沟槽栅设计，以及安森美的垂直整合，意图在未来仍然维持起行业领导者的地位。