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半导体行业:资本蜂拥的碳化硅衬底市场,各大项目进展如何?

发布时间:2022-11-08 18:28:55

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碳化硅作为第三代化合物半导体的重要代表,近年来已成为企业大量存款的热门轨道。其中,虽然碳化硅衬底的技术过程非常复杂,但对碳化硅晶圆的生产能力有重要影响,产品附加值较高,国内外企业增加了碳化硅衬底的研发和生产。


但TrendForce集邦咨询分析指出,碳化硅等第三代半导体关键衬底材料生长条件困难,工艺难度大,技术门槛高,将成为碳化硅下游产能的关键制约点。目前,关键技术仍掌握在Wolfspeed、罗姆、II-VI、意大利半导体等国际IDM厂商手中,国内外技术仍存在较大差距。


幸运的是,近年来,中国对第三代半导体产业的投资仍然很热。仅就碳化硅基础而言,2022年上半年,许多企业宣布增加投资,原碳化硅基础项目也在2022年上半年取得了新的进展。


2022年上半年新增/规划碳化硅衬底项目。


衬底是碳化硅产业链的关键环节,国内拥有相关技术的企业并不多。此外,半导体产业具有风险高、投资高、技术门槛高、周期长等特点。产业布局需要有序推进,企业在扩大生产时需要冷静。因此,2022年上半年新增/规划的碳化硅项目并不多。


据化合物半导体市场不完全统计,2022年上半年,国内新增/规划的碳化硅衬底项目主要包括:


图表1.2022年上半年国内新增/规划碳化硅衬底项目(金额单位为:亿元)


其中,2022年3月,022年3月宣布附加发行计划中删除碳化硅基础晶片生产基地项目,并计划利用自有资金等融资方式进行后续投资,不影响碳化硅未来的整体布局和发展。


晶盛机电原计划募集资金不超过57亿元,投资碳化硅衬底晶片生产基地项目、12英寸集成电路大型硅片设备试验线项目、半导体材料抛光减薄设备生产制造项目80套,补充营运资金。


据悉,晶盛机电公司成立于2006年12月,目前已建立了原材料合成+长晶+研磨抛光试生产线,完成了6-8英寸长晶热场和设备开发,生产6英寸衬底,总厚度变化率(TTV)稳定达到3μm。


另一方面,除新增/规划新增项目外,原碳化硅衬底项目也在2022年上半年迎来了新的进展。


碳化硅衬底工程迎来新进展。


据化合物半导体市场不完全统计,2022年上半年公布的碳化硅衬底项目主要包括:


2.2022年上半年碳化硅衬底工程进展。


其中,天岳先进是中国第一个碳化硅,山东济南、济宁碳化硅基础生产基地主要生产半绝缘基础;上海港口项目定位为6英寸导电碳化硅基础生产基地,满足下游电动汽车、新能源并网、智能电网、储能、开关电源等碳化硅电力电子设备的广泛需求。


值得一提的是,上海临港项目已纳入国家布局,并被上海市政府列为2021年、2022年上海市重大建设项目。


2006年9月,由新疆天府集团和中国科学院物理研究所共同成立。公司总部位于北京市大兴区,拥有集晶体生长、晶体加工、晶片加工、清洗检测于一体的研发中心和全套碳化硅晶片生产基地;全资子公司新疆天科河达蓝光半导体有限公司位于新疆石河子市,主要从事碳化硅晶体生长。


目前,天科合达已重启IPO,目前正在接受中金公司的上市指导。


自2020年以来,露晓科技已两次募集资金,均投资碳化硅项目。2020年4月首次完成,2021年3月实际募集资金6.43亿元,投资新建碳化硅衬底产业化项目、碳化硅研发中心项目,偿还银行贷款。


2021年11月,露晓科技发布了《2021年非公开发行a股计划》。2022年5月16日,该计划获批,露晓科技拟筹集25.67亿元用于第三代功率半导体(碳化硅)工业园区项目、大型碳化硅衬底研发中心项目和补充营运资金。


至于前后两个募集项目的区别,露晓科技表示,2021年的募集项目是前一个募集项目的延伸和扩展。据悉,露晓科技计划在2020年6英寸导电碳化硅衬底和4英寸半绝缘碳化硅衬底项目的基础上,通过非公开发行股票再次募集资金,扩大6英寸导电碳化硅衬底的生产能力。


在项目进度方面,2022年4月1日晚,露晓科技在披露附加事项的第二次反馈回复中提到,新碳化硅衬底工业化项目和碳化硅研发中心项目正在有序推进,进度符合预期。


03SiC市场将迎来快速增长,国内厂商有广阔的替代空间。


第三代半导体被赋予战略意义,并在2021年纳入十四五规划后迅速成为超级风口。其中,碳化硅作为第三代半导体的班级代表,市场发展迅速。


在碳化硅产业链中,衬底材料技术难度大,成本占比高。就发展水平而言,虽然国内衬底环节出现了许多具有代表性的企业,但国内外碳化硅衬底的技术差距不能一蹴而就。


据化合物半导体市场介绍,目前我国主要采用4英寸碳化硅衬底。虽然一些企业在6英寸领域取得了突破,但产量仍存在差距;国际一线厂商以6英寸为主,多家厂商实现了6英寸碳化硅衬底的稳定供应。


在8英寸碳化硅衬底上,差距更为明显。


在国际企业方面,Wolfsped、罗姆和II-VI于2015年展示了8英寸碳化硅基础,其中Wolfsped于2019年5月宣布投资10亿美元(约64.6亿元)建设新工厂,并于今年4月开始生产8英寸碳化硅等产品;英飞凌于2020年9月宣布,其8英寸SiC晶圆生产线已建成;罗姆的SiCrystal公司预计2023年左右开始量产8英寸衬底,2025年量产8英寸SiC设备;2022年5月,Soitec发布了8英寸碳化硅基础产品,2022年3月启动新晶圆厂建设计划,将用于6英寸、8英寸SmartSiC晶圆制造,预计2023年下半年建成投产


可见,国际企业已将8英寸碳化硅衬底的批量生产提上议事日程。相比之下,天科合达、天岳先进、中国科学院物理研究所等中国企业/科研机构仍处于8英寸碳化硅衬底的研发阶段。


但也有例外。2020年10月,据《山西日报》报道,山西朔科晶体公司完全掌握了4-6英寸衬底的切割、磨削、抛光工艺,8英寸衬底成功开发;2022年1月,朔科晶体实现了8英寸N型碳化硅抛光片的小批量生产。


可以看出,尽管存在差距,但中国正在加速追赶。另一方面,虽然碳化硅在5g、雷达、国防军工、新能源汽车、光伏、轨道交通、储能等领域的应用前景非常广阔,但碳化硅的下游应用大多处于研发阶段,碳化硅衬底目前正处于爆发式增长的前夕,目前大量资金涌入,有望缩短中外技术差距,在碳化硅实现大规模应用时,在一定程度上实现国产化替代。

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