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SiC產(chǎn)業(yè)深度報(bào)告:價(jià)格迎來(lái)甜蜜點(diǎn),SiC應(yīng)用駛?cè)肟燔嚨酪?、汽車電子?qū)動(dòng)SiC功率市場(chǎng)黃金十年1.1
功率器件下游應(yīng)用分布廣泛,需求景氣度抬升化合物半導(dǎo)體主要應(yīng)用于(1)光電子,如
LED、激光器等;(2)射頻通信,如
PA、
LNA。開(kāi)關(guān)、濾波器等;(3)電力電子,如二極管、MOSFET、IGBT等。GaAs、GaN受益于
5G終端及基站,SiC受益于新能源汽車。第二代化合物
GaAs相對(duì)
成熟,主要用于通訊領(lǐng)域,全球市場(chǎng)容量接近百億美元,受益于射頻芯片尤其是
PA升
級(jí)驅(qū)動(dòng)。GaN大功率、高頻性能更出色,主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,受益于基站
PA對(duì)高頻、
高壓需求;SiC主要作為高功率半導(dǎo)體材料應(yīng)用于汽車以及工業(yè)電力電子,在大功率轉(zhuǎn)
換應(yīng)用中具有巨大的優(yōu)勢(shì),有望受益于新能源汽車。第三代化合物半導(dǎo)體滲透率穩(wěn)步提升。根據(jù)
Yole和
Omdia,2020
年
SiC和
GaN功率半
導(dǎo)體全球市場(chǎng)將增長(zhǎng)至
8.54
億美元,其中
SiC電力電子市場(chǎng)規(guī)模約
7.03
億美元,到
2025
年有望超過(guò)
30
億美元。綜合
Yole、IHS、Gartner等多家三方機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù),2020
年全球功
率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)規(guī)模約
180~200
億美元,SiC、GaN電力電子器件滲透率約為
4.2%~4.5%,同比提升
1%。國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)快速成長(zhǎng),滲透率仍有較大提升空間。根據(jù)
CASA統(tǒng)計(jì),2020
年
我國(guó)第三代半導(dǎo)體電力電子和射頻電子總產(chǎn)值超過(guò)
100
億元,同比增長(zhǎng)
69.5%。其中,
SiC、GaN電力電子產(chǎn)值規(guī)模達(dá)
44.7
億元,同比增長(zhǎng)
54%,襯底材料約
2.2
億元,外延
及芯片約
5
億元,器件及模組約
7.2
億元,裝臵約
30
億元,與前幾年相比,中下游的增
速加快。據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2020
年國(guó)內(nèi)
SiC、GaN電力電子器件滲透率僅
1.56%,低于全球的
4.2%~4.5%的水平,仍有較大上升空間。根據(jù)
CASA,未來(lái)
5
年
SiC、GaN電力電子器件應(yīng)用市場(chǎng)有望以
45%的
CAGR增長(zhǎng)到
2025
年的超過(guò)
300
億元
市場(chǎng)規(guī)模。第三代半導(dǎo)體材料器件在新能源汽車、太陽(yáng)能光伏和消費(fèi)類電源(PFC)三個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用
取得較大進(jìn)展。我國(guó)第三代半導(dǎo)體電力電子器件領(lǐng)域主要應(yīng)用于新能源汽車、消費(fèi)類電
源(PFC)、光伏逆變器、快充電源、工業(yè)級(jí)商業(yè)電源等。其中,新能源汽車是第三代半導(dǎo)體電力電子器件領(lǐng)域最大的市場(chǎng),規(guī)模約為
15.8
億元,占到整個(gè)第三代半導(dǎo)體電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模的
38%。隨著
SiC分立器件或模塊在汽車
逆變器、車載充電器(OBC)和
DC/DC轉(zhuǎn)換器中被廣泛使用,CASA預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)
SiC汽車
領(lǐng)域
CAGR有望達(dá)到
30.6%,到
2025
年市場(chǎng)規(guī)模超
45
億元,預(yù)計(jì)全球汽車
SiC功率半
導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以
38.0%的
CAGR增長(zhǎng)至
2025
年超過(guò)
100
億元市場(chǎng)規(guī)模。1.2
碳化硅:高壓、大功率器件核心材料SiC作為第三代化合物半導(dǎo)體,相比
Si具有大禁帶寬度、高臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高熱導(dǎo)率三
個(gè)最顯著特征。4H-SiC的禁帶寬度是
Si的
3
倍,因此
SiC材料能夠在更高溫(如汽車電
子)下穩(wěn)定工作。SiC的臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)可以達(dá)到
Si的
10
倍,與
Si器件相比,SiC可以在
更高雜質(zhì)濃度、更薄漂移層厚度的情況下制作出高耐壓功率器件。從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)“高耐
壓”、“低導(dǎo)通電阻”、“高頻”三個(gè)特性。SiC的導(dǎo)熱率可達(dá)
Si的
3
倍,因此能夠提高熱
傳導(dǎo)能力。隨著電子元器件集成度提升,功率和密度增大,單位體積發(fā)熱量增加,高導(dǎo)
熱率的材料有利于元器件向更小型化發(fā)展。SiC在高電壓、高功率領(lǐng)域應(yīng)用具有優(yōu)勢(shì)。由于
SiC材料具有耐高溫、耐高壓、低導(dǎo)通
電阻(低開(kāi)關(guān)損耗)、高頻等優(yōu)良特性,因此應(yīng)用于汽車電子、光伏、軌道交通、工業(yè)控
制等領(lǐng)域?qū)?lái)比
Si材料更顯著的優(yōu)勢(shì)。目前
SiC半導(dǎo)體仍處于發(fā)展初期。SiC襯底處于行業(yè)上游,1970
年代
SiC單晶生長(zhǎng)方法
取得突破,1990
年代
SiC襯底實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。SiC襯底本身具有較高的成本。SiC外延材
料和
SiC基電力電子器件性能及其可靠性仍然受到襯底結(jié)晶缺陷、表面加工質(zhì)量的制約。
晶圓生長(zhǎng)過(guò)程中易出現(xiàn)材料的基面位錯(cuò),以致
SiC器件可靠性下降。另一方面,晶圓生
長(zhǎng)難度導(dǎo)致
SiC材料價(jià)格昂貴,想要大規(guī)模得到應(yīng)用仍需一段時(shí)期的技術(shù)改進(jìn)。目前市場(chǎng)上
SiC產(chǎn)品主要包括
SiC二極管、SiCMOSFET、SiC二極管與
SiCMOSFET構(gòu)成的全
SiC模塊、以及
SiC二極管與
SiIGBT構(gòu)成的混合模塊這四大類產(chǎn)品。SiC裸
片目前主要出售給大客戶。SiC二極管在挖礦機(jī)、數(shù)據(jù)中心電源、充電樁中有批量的商
業(yè)應(yīng)用。SiCMOSFET應(yīng)用于光伏逆變器、充電樁、電動(dòng)汽車充電與驅(qū)動(dòng)、電力電子變
壓器等。SiC二極管在功率因素校正(PFC)中應(yīng)用較廣,是
SiC器件主要的應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)前的
SiC器件主要包括純肖特基接觸的
SBD器件和帶有
p型注入的結(jié)勢(shì)壘型
JBS器件。電壓
集中在
650V、1200V。SiCMOSFET兼具耐高壓和無(wú)尾電流的優(yōu)點(diǎn)。Si材料器件會(huì)隨著電壓增加,單位面積導(dǎo)
通電阻增加,因此
600V以上的電壓中主要采用
IGBT,IGBT導(dǎo)通電阻比
MOSFET還要
小,但缺點(diǎn)在于關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生尾電流,從而造成極大的開(kāi)關(guān)損耗。SiC器件漂移層電阻
比
Si器件低,SiCMOSFET能夠?qū)崿F(xiàn)高耐壓和低導(dǎo)通電阻,且
MOSFET原理上不產(chǎn)生尾
電流,所以用
SiC-MOSFET替代
IGBT能夠明顯地減少開(kāi)關(guān)損耗,并且實(shí)現(xiàn)散熱部件的
小型化。SiCMOSFET相比
IGBT,還能在高頻條件下驅(qū)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)無(wú)源器件的小型化。與
600V~900V的
SiMOSFET相比,SiCMOSFET芯片面積更?。蓪?shí)現(xiàn)小型封裝),且體
二極管的恢復(fù)損耗非常小,適用于工業(yè)機(jī)器電源、高效率功率調(diào)節(jié)器的逆變器或轉(zhuǎn)換器
中。目前
SiC基電力電子器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光伏、功率因子校正電源、汽車、風(fēng)電及
牽引機(jī)車行業(yè)。汽車領(lǐng)域已經(jīng)較為廣泛搭載
SiCSBD和
SiCMOSFET。據(jù)
Yole統(tǒng)計(jì),2018
年,國(guó)際上
有
20
多家汽車廠商已經(jīng)在車載充電機(jī)(OBC)中使用
SiCSBD或
SiCMOSFET。此外,
特斯拉
Model3
的逆變器采用了意法半導(dǎo)體生產(chǎn)的全
SiC功率模塊,該功率模塊包含兩
個(gè)采用創(chuàng)新芯片貼裝解決方案的
SiCMOSFET,并通過(guò)銅基板實(shí)現(xiàn)散熱。目前針對(duì)車用
電機(jī)控制器的
SiC模塊主要包括:650V、900V和
1200V三個(gè)電壓等級(jí),電流從幾十安
培到幾百安培不等。SiC和
GaN這兩種第三代半導(dǎo)體材料均可作為
MOSFET器件材料?;谄渥陨硖匦缘牟?/p>
異,600~900V應(yīng)用采用
GaN器件的居多,900V以上應(yīng)用采用
SiC器件的居多。此
外,當(dāng)前已有較多的
GaNFET器件應(yīng)用在高端的
DC-DC轉(zhuǎn)化器中,SiCMOSFET的使用
也會(huì)逐漸增多,但分別應(yīng)用在不同的場(chǎng)景和領(lǐng)域:SiCMOSFET主要應(yīng)用在高壓大電流
的模塊,GaNFET主要應(yīng)用在高頻的模塊。在高壓、超高壓器件,SiC的優(yōu)勢(shì)尤為明顯。目前
600V、1200V、1700VSiC器件已實(shí)
現(xiàn)商業(yè)化,預(yù)期未來(lái)
3300V(三菱電機(jī)已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái))和
6500V級(jí)、甚至萬(wàn)伏級(jí)以上的
應(yīng)用需求將快速提升。SiC混合模塊的電流可以做到
1000A以上,與相同電流電壓等級(jí)
的
Si模塊比較,性能優(yōu)勢(shì)較為明顯,成本和可靠性方面相對(duì)于全
SiC模塊較易被用戶接
受,因此,在要求有高電能轉(zhuǎn)換效率的領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用市場(chǎng)。隨著
SiC產(chǎn)品向高壓
大容量方向發(fā)展,SiC產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用量都會(huì)越來(lái)越多。但在
600V及以下小容量
換流器中,在面臨現(xiàn)有
SiMOSFET強(qiáng)有力競(jìng)爭(zhēng)之外,還可能會(huì)受到
GaN器件的沖擊。1.3
多因素推動(dòng),SiC大規(guī)模運(yùn)用甜蜜點(diǎn)到來(lái)盡管
SiC功率器件在性能上有諸多優(yōu)勢(shì),但此前
SiC的發(fā)展主要受到價(jià)格、晶圓質(zhì)量、
工藝技術(shù)等限制,沒(méi)有被大規(guī)模使用。近兩年,起步較早的
Wolfspeed、Rohm、英
飛凌等海外廠商不斷進(jìn)行產(chǎn)品迭代,產(chǎn)品性能、質(zhì)量持續(xù)提升;晶圓良率提升,尺寸升
級(jí),產(chǎn)能擴(kuò)充,襯底價(jià)格快速下探,我們認(rèn)為
SiC器件廣泛應(yīng)用的甜蜜點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)。1.3.1
產(chǎn)品升級(jí)迭代,性能及穩(wěn)定性提升打開(kāi)更大應(yīng)用市場(chǎng)空間自
Wolfspeed發(fā)布
2011
年發(fā)布業(yè)界首款
SiCMOSFET以來(lái),羅姆、三菱電機(jī)、意法半
導(dǎo)體、英飛凌等陸續(xù)也推出
SiC功率產(chǎn)品并持續(xù)進(jìn)行迭代。襯底質(zhì)量不斷提升。SiC外延材料和
SiC基功率器件性能及可靠性受到襯底結(jié)晶缺陷、表
面加工質(zhì)量的制約,晶圓生長(zhǎng)過(guò)程中易出現(xiàn)材料的基面位錯(cuò),以致
SiC器件可靠性下降。
2020
年以來(lái),國(guó)外
6
英寸
SiC襯底產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)商用化,主流大廠陸續(xù)推出
8
英寸襯底樣
品并開(kāi)始投建
8
英寸
SiC晶圓產(chǎn)線,微管密度達(dá)到
0.6cm-2。SiC外延方面,6
英寸產(chǎn)品
實(shí)現(xiàn)商用化。國(guó)內(nèi)
SiC商業(yè)化襯底仍然以
4
英寸為主,并逐步向
6
英寸過(guò)渡,微管密度
小于
1
個(gè)/cm2,襯底可用面積實(shí)現(xiàn)
95%。研發(fā)方面,實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量
6
英寸襯底材料的制
備,微管密度為
0.5
個(gè)/cm2,螺位錯(cuò)密度為
1200
個(gè)/cm2。SiC功率晶體設(shè)計(jì)不斷迭代,產(chǎn)品性能持續(xù)提升。隨著
SiC功率晶體設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展,
各廠商近年來(lái)持續(xù)進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)迭代,可靠性和性能大幅提升。目前已量產(chǎn)的增強(qiáng)型碳
化硅功率晶體的晶粒結(jié)構(gòu)主要有平面式(planar)和溝槽式(trench)兩種。平面式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單,溝槽式在制造過(guò)程中多一步柵槽刻蝕工藝。溝槽式結(jié)構(gòu)能夠更有效利用較高的電子遷移率,達(dá)到更低的通態(tài)電阻。以
Rohm的第三
代溝槽柵極
SiCMOSFET為例,相比第二代產(chǎn)品,第三代采用了溝槽型柵極結(jié)構(gòu),將
RonA減小了一半,獲得相同導(dǎo)通電阻所需要的芯片面積有所減小,還可以降低成本。此外,
Rhom通過(guò)采用特殊雙溝槽結(jié)構(gòu)(Doubletrench),解決了溝槽柵極
MOSFET結(jié)構(gòu)底部
的柵極氧化膜在關(guān)斷時(shí)會(huì)承受較高的電場(chǎng),難以保證長(zhǎng)期可靠性的問(wèn)題(英飛凌采取非
對(duì)稱溝槽式(AsymmetricTrench)結(jié)構(gòu)解決這一問(wèn)題)。1.3.2
SiC成本下降迎來(lái)價(jià)格甜蜜點(diǎn)DieSize和成本是SiC技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的核心變量。我們比較目前市場(chǎng)主流1200V硅基IGBT及
SiC基
MOSFET,可以發(fā)現(xiàn)
SiC基
MOSFET產(chǎn)品較
Si基產(chǎn)品能夠大幅減少
DieSize,
且表現(xiàn)性能更好。但是最大阻礙仍在于
WaferCost,根據(jù)
yoledevelopment測(cè)算,單片
成本
SiC比
Si基產(chǎn)品高出
7~8
倍。目前
SiC主流尺寸處于
4
英寸向
6
英寸過(guò)渡階段。單晶尺寸的增加往往會(huì)伴隨結(jié)晶質(zhì)量
的下降,SiC襯底從
1~8
英寸不等,主流尺寸為
4~6
英寸。由于尺寸越大,生產(chǎn)效率越
高,但生產(chǎn)品質(zhì)控制難度越高,因此目前
6
英寸主要用于二極管,4
英寸主要用于
MOSFET。
由于
6
英寸的硅晶圓產(chǎn)線可以升級(jí)改造成用于生產(chǎn)
SiC器件,所以預(yù)計(jì)
6
英寸
SiC襯底
的高市占率會(huì)維持較長(zhǎng)時(shí)間。未來(lái)
5
年內(nèi)驅(qū)動(dòng)
SiC器件市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要因素將由
SiC二極管轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>
SiCMOSFET。
目前,SiC電力電子器件市場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素是功率因數(shù)校正(PFC)和光伏應(yīng)用中大規(guī)
模采用的
SiC二極管。然而,得益于
SiCMOSFET性能和可靠性的提高,3~5
年內(nèi),SiCMOSFET有望在電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)主逆變器中獲得廣泛應(yīng)用,未來(lái)
5
年內(nèi)驅(qū)動(dòng)
SiC器件
市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要因素將由
SiC二極管轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>
SiCMOSFET。SiC成本下降依賴于尺寸增加、可用厚度增加和缺陷密度下降。伴隨大直徑襯底占比不
斷提高,襯底單位面積生長(zhǎng)成本下降。單晶可用厚度在不斷增加。以直徑
100mm單晶
為例,2015
年前大部分單晶廠商制備單晶平均可用厚度在
15mm左右,2017
年底已經(jīng)
達(dá)到
20mm左右。伴隨襯底結(jié)晶缺陷密度下降的同時(shí),工藝復(fù)雜程度增加。在大部分襯底提供商完成低缺陷密度單晶生長(zhǎng)工藝及厚單晶生長(zhǎng)工藝研發(fā)后,襯底單位面積價(jià)格會(huì)
迎來(lái)相對(duì)快速的降低。SiC電力電子器件價(jià)格進(jìn)一步下降,與同類型
Si器件價(jià)差縮小。根據(jù)
CASA,Mouser,
從公開(kāi)報(bào)價(jià)來(lái)看,2020
年底
650VSiCSBD均價(jià)為
1.58
元/A,同比下降
13.2%,與
Si器件的價(jià)差約
3.8
倍;1200VSiCSBD均價(jià)為
3.83
元/A,同比下降
8.6%,與
Si器件的
差距約
4.5
倍。根據(jù)
CASA調(diào)研,實(shí)際成交價(jià)低于公開(kāi)報(bào)價(jià),650VSiCSBD實(shí)際成交價(jià)
格約
0.7
元/A,1200VSiCSBD價(jià)格約
1.2
元/A,約為公開(kāi)報(bào)價(jià)的
60%-70%,同比則下
降了
20%-30%,實(shí)際成交價(jià)與
Si器件價(jià)差已經(jīng)縮小至
2-2.5
倍之間,已經(jīng)達(dá)到了甜蜜
點(diǎn)。若考慮系統(tǒng)成本(周邊的散熱、基板等)和能耗等因素,SiC產(chǎn)品已經(jīng)具備一定競(jìng)
爭(zhēng)力,隨著產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)更加成熟和產(chǎn)能不斷擴(kuò)充,未來(lái)在下游新能源汽車、光伏逆變、
消費(fèi)類電子等市場(chǎng)應(yīng)用有望加速滲透。1.4
新能源汽車是
SiC器件最重要驅(qū)動(dòng)力隨著全球?qū)τ跉夂蜃兣?、二氧化碳減排的認(rèn)知不斷提升,各國(guó)政府陸續(xù)推出一系列燃油
車禁售目標(biāo)及新能源車補(bǔ)貼措施,例如我國(guó)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2020-2035)》
提出到
2025
年新能源汽車新車銷量占比達(dá)到
25%左右。車企也紛紛制定新能源車銷量
占比目標(biāo),例如奧迪預(yù)計(jì)到
2025
年其新能源車型銷量占比達(dá)到
40%,沃爾沃計(jì)劃
2025
年達(dá)到
50%,2030
年達(dá)到
100%,寶馬預(yù)計(jì)到
2030
年新能源車型銷量占比達(dá)到
50%
等等。新能源汽車的高速發(fā)展為第三代半導(dǎo)體功率器件帶來(lái)廣闊應(yīng)用空間。新能源汽車將是
SiC器件需求規(guī)模大幅增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力。按照
SiC功率器件應(yīng)用發(fā)展
來(lái)看,初期
SiC器件主要用于
PFC電源領(lǐng)域,過(guò)去十年
SiC在光伏及一些能源儲(chǔ)存系統(tǒng)
中被廣泛,未來(lái)十年,新能源汽車、充電設(shè)施、軌道交通將是
SiC器件需求規(guī)模大幅增
長(zhǎng)的主要推動(dòng)力。根據(jù)
Yole,2019
年
SiC全球市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)
5.4
億美元,到
2025
年將
達(dá)到
25.6
億美元,CAGR30%,其中新能源汽車占比最高,2025
年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到
15.5
億美元,CAGR38%,充電樁增速高達(dá)
90%。新能源汽車系統(tǒng)架構(gòu)中涉及到
SiC應(yīng)用的系統(tǒng)主要有電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、車載充電器(OBC)
/非車載充電樁和電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(車載
DC/DC)。SiIGBT具有導(dǎo)通壓降小、耐壓高、開(kāi)
關(guān)速度快的優(yōu)勢(shì),目前大量應(yīng)用于新能源汽車的
OBC、DC/DC和電機(jī)控制器中。未來(lái)
SiC器件將在新能源汽車應(yīng)用中具有更大優(yōu)勢(shì)。IGBT是雙極型器件,在關(guān)斷時(shí)存
在拖尾電流,因此關(guān)斷損耗大。MOSFET是單極器件,不存在拖尾電流,SiCMOSFET的導(dǎo)通電阻、開(kāi)關(guān)損耗大幅降低,整個(gè)功率器件具有高溫、高效和高頻特性,能夠提高
能源轉(zhuǎn)換效率。電機(jī)驅(qū)動(dòng):電機(jī)驅(qū)動(dòng)中使用
SiC器件的優(yōu)勢(shì)在于提升控制器效率,提升功率密度和開(kāi)關(guān)
頻率,減少開(kāi)關(guān)損耗以及簡(jiǎn)化電路散熱系統(tǒng),從而降低成本、大小,改善功率密度。豐
田的
SiC控制器將電驅(qū)動(dòng)控制器體積減小
80%。電源轉(zhuǎn)換:車載
DC/DC變換器的作用是將動(dòng)力電池輸出的高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電,
從而為動(dòng)力推進(jìn)、HVAC、車窗升降、內(nèi)外照明、信息娛樂(lè)和一些傳感器等不同系統(tǒng)提供
不同的電壓。使用
SiC器件可降低功率轉(zhuǎn)換損耗并實(shí)現(xiàn)散熱部件的小型化,從而減小變
壓器體積。充電模塊:車載充電器和充電樁使用
SiC器件,能夠發(fā)揮其高頻、高溫和高壓的優(yōu)勢(shì),
采用
SiCMOSFET,能夠顯著提升車載/非車載充電機(jī)功率密度、減少開(kāi)關(guān)損耗并改善熱
管理。根據(jù)
Wolfspeed,汽車電池充電機(jī)采用
SiCMOSFET在系統(tǒng)層面的
BOM成本將降
低
15%;在
400V系統(tǒng)相同充電速度下,SiC充電量較硅材料可以翻倍。非車載直流快速充電機(jī):將輸入的外部
AC轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車所需的
DC電源,并將其
存儲(chǔ)在電池中。SiC的高開(kāi)關(guān)速度是新型快速充電器的核心。車載蓄電池充電機(jī)(OBC):將來(lái)自電池子系統(tǒng)的
DC電源轉(zhuǎn)換為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的
AC電源。在插入外部電源充電時(shí),OBC的整流電路將
AC電源轉(zhuǎn)換為
DC電源,為蓄電
池充電。OBC系統(tǒng)還可以通過(guò)再生制動(dòng)收集車輛動(dòng)量產(chǎn)生的動(dòng)能,并送到電池。與
硅相比,SiCOBC體積小
60%,器件熱量和能量損失都更少。特斯拉引領(lǐng)行業(yè)潮流,率先在逆變器上使用
SiC。特斯拉
Model3
的電驅(qū)動(dòng)主逆變器采
用意法半導(dǎo)體的全
SiC功率模塊,包含
650VSiCMOSFET,其襯底由科銳提供。目前特
斯拉僅在逆變器中引用了
SiC材料,未來(lái)在車載充電器(OBC)、充電樁等都可以用到
SiC。大陸電動(dòng)車龍頭廠比亞迪漢四驅(qū)版是國(guó)內(nèi)首款在電機(jī)控制器中使用自主研發(fā)SiC模塊的
電動(dòng)汽車。借助
SiC的低開(kāi)關(guān)及導(dǎo)通損耗及高工作結(jié)溫特性,漢
EV的
SiC模塊同功率情
況下體積較硅
IGBT縮小一半以上,功率密度提升一倍。根據(jù)比亞迪,公司計(jì)劃到
2023
年,在旗下所有電動(dòng)車中用
SiC功率半導(dǎo)體全面替代
IGBT。2020
年
12
月,比亞迪半導(dǎo)
體公布目前在規(guī)劃自建
SiC產(chǎn)線,預(yù)計(jì)
2021
年建成自有
SiC產(chǎn)線。目前汽車
SiC模塊供應(yīng)鏈廠商主要從四個(gè)維度進(jìn)軍市場(chǎng)。SiC模組廠商與
Tier1
廠商合作:以羅姆為代表,2020
年
6
月,羅姆與大陸集團(tuán)
(Continental)動(dòng)力總成事業(yè)群緯湃科技(VitescoTechnologies)達(dá)成合作協(xié)議,
共同開(kāi)發(fā)
SiC動(dòng)力解決方案,緯湃科技將首選合作伙羅姆提供的
SiC功率器件,提
升電動(dòng)汽車功率電子效率;領(lǐng)先功率器件及模塊廠商:在全球
Si功率器件領(lǐng)先的英飛凌、安森美、ST意法半
導(dǎo)體等廠商在
SiC材料功率器件同樣具備優(yōu)勢(shì)。襯底廠商垂直整合:以
II-VI為代表,通過(guò)收購(gòu)
SiC器件廠商,及
GE的
SiCIP授權(quán),
垂直整合
SiC業(yè)務(wù);電動(dòng)汽車
OEM廠商同時(shí)也是
Tier1:例如比亞迪,不僅是整車廠,比亞迪半導(dǎo)體具
備自主研發(fā)
SiC模塊能力。車用
SiC器件滲透率提升有望帶來(lái)市場(chǎng)規(guī)??焖贁U(kuò)張。據(jù)
Yole統(tǒng)計(jì),新能源汽車是
SiC功率器件下游最重要的應(yīng)用市場(chǎng),預(yù)計(jì)到
2024
年新能源車用
SiC功率器件市場(chǎng)規(guī)模將
達(dá)到近
12
億美元。2018
年國(guó)際上有
20
多家汽車廠商已經(jīng)在車載充電機(jī)(OBC)中使用
SiCSBD或
SiCMOSFET。目前以特斯拉
Model3、比亞迪漢為代表的車型在逆變器中采用
SiC功率模塊只是車用
SiC器件的起步,未來(lái)隨著
SiC在車載充電器、DC/DC轉(zhuǎn)換以
及充電樁中滲透率提升,市場(chǎng)空間有望快速擴(kuò)大。僅考慮逆變器的使用,新能源車將消耗絕大部分
SiC襯底產(chǎn)能;如果考慮車載
OBC、
充電樁、DC/DC的
SiC使用滲透提升,需求量將更大。從產(chǎn)能角度來(lái)看,以特斯拉
Model3
為例估算,根據(jù)拆解圖,主逆變器中有
24
個(gè)
SiC模塊,每個(gè)模塊
2
個(gè)
SiCMOSFET,
共需要
48
顆芯片。一個(gè)
6
寸片面積約為
8.8
輛車所消耗的
SiCMOSFET芯片面積,假設(shè)
10%邊緣損耗和
60%良率,則單個(gè)
6
寸片足夠供應(yīng)約
4.7
輛車。Model3/Y2019
年交貨
量
30
萬(wàn)輛,消耗
6.4
萬(wàn)片
SiC,約占當(dāng)年全球產(chǎn)能
24%。盡管
SiC產(chǎn)業(yè)鏈在快速擴(kuò)產(chǎn),
預(yù)計(jì)
2025
年產(chǎn)能為
2019
年的
10
倍,中期測(cè)算,僅考慮逆變器的搭載,新能源汽車將
占
SiC襯底產(chǎn)能
50%。根據(jù)
Yole及科銳業(yè)務(wù)情況,科銳預(yù)計(jì)到
2024
年,其
SiC晶圓可服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模約
11
億美
元,SiC器件可服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到
50
億美元。考慮降價(jià)因素
2025
年新能源汽車
SiC需求中樞在
59~65
億美元。我們假設(shè)
2025
年
全球新能源汽車出貨量
1800
萬(wàn)~2000
萬(wàn)輛,考慮
SiC晶圓隨著技術(shù)成熟價(jià)格下降,假
設(shè)單價(jià)約
2000
美元/片,則預(yù)計(jì)到
2025
年新能源汽車僅逆變器
SiC需求空間彈性中樞
在
59~65
億美元。此外,新能源汽車
DC/DC、車載充電器系統(tǒng)及充電樁中
SiC的應(yīng)用將
進(jìn)一步提升新能源車用
SiC市場(chǎng)規(guī)模!二、產(chǎn)業(yè)鏈大力擴(kuò)產(chǎn)應(yīng)對(duì)需求爆發(fā),國(guó)內(nèi)企業(yè)有望同步成長(zhǎng)SiC上游處于供不應(yīng)求階段,諸多硅電力電子廠商積極參與。目前,國(guó)外已有超過(guò)
30
家公司具備
SiC材料、器件制造能力,并從事相關(guān)商業(yè)活動(dòng)。現(xiàn)有硅電力電子器件龍頭
制造商或多或少地活躍在
SiC領(lǐng)域。目前有包括
Infineon、Rohm、Cree、STM等
20
家
企業(yè)提供
SiC肖特基二極管產(chǎn)品。據(jù)
CASA,2020
年國(guó)內(nèi)投產(chǎn)
3
條
6
英寸
SiC晶圓產(chǎn)線,到
2020
年底,國(guó)內(nèi)至少已有
8
條
6
英寸
SiC晶圓制造產(chǎn)線(包括中試線),另有約
10
條
SiC生產(chǎn)線正在建設(shè)。國(guó)內(nèi)
600~3300VSiCSBD的產(chǎn)業(yè)化初見(jiàn)成效,開(kāi)始批量應(yīng)用,面向電網(wǎng)的
6.5kVSiCSBD正
在研發(fā)。國(guó)內(nèi)企業(yè)也已經(jīng)研發(fā)出
1200V/50ASiCMOSFET。2.1
外資廠商主導(dǎo)
SiC市場(chǎng),大力擴(kuò)產(chǎn)迎接需求科銳:全球
SiC襯底龍頭企業(yè),引領(lǐng)行業(yè)升級(jí)營(yíng)收連續(xù)五個(gè)季度環(huán)比增長(zhǎng)。公司2022
財(cái)年第?
季度營(yíng)收1.57億美元,環(huán)比增長(zhǎng)7.4%,
同比增長(zhǎng)
35.6%。單季度
Non-GAAP凈虧損
2380
萬(wàn)美元,Non-GAAP毛利率
33.5%,
Q2
為
32.3%,資本開(kāi)支
2.09
億美元。展望下季度,公司預(yù)計(jì)營(yíng)收區(qū)間為
1.65
至
1.75
億美金,環(huán)比再提升,單季度
Non-GAAP凈虧損收窄至
1900-2300
萬(wàn)美元。與通用汽車達(dá)成戰(zhàn)略合作。2021
年
10
月,Wolfspeed宣布與通用汽車達(dá)成一項(xiàng)戰(zhàn)略供
應(yīng)商協(xié)議,Wolfspeed降維為通用汽車的未來(lái)電動(dòng)汽車計(jì)劃開(kāi)發(fā)并提供碳化硅功率器件
解決方案,Wolfspeed碳化硅器件將賦能通用汽車電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)。更
名
Wolfspeed,
戰(zhàn)
略
重
大
轉(zhuǎn)
變
,
第
三
代
化
合
物
半
導(dǎo)
體
成
核
心
業(yè)
務(wù)
。
科
銳
(Cree|Wolfpseed,美)是目前全球最大的
SiC襯底制造商,公司
1987
年成立于達(dá)勒姆,
創(chuàng)始人曾在北卡羅來(lái)納州立大學(xué)從事
SiC物理特性相關(guān)科研工作。公司技術(shù)最初商業(yè)化
用于
LED市場(chǎng),小部分產(chǎn)品進(jìn)入軍用和航空航天領(lǐng)域,后進(jìn)入照明市場(chǎng)。近年來(lái),科銳
戰(zhàn)略發(fā)生重大轉(zhuǎn)變,2021
年
10
月,公司公告正式更名
Wolfpseed,Wolfspeed原本是
Cree的主營(yíng)第三代化合物半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的子公司,公司在
2019
年出售了照明業(yè)務(wù),2020
年
10
月宣布出售
LED業(yè)務(wù),足見(jiàn)公司在第三代化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域的信心。Wolfspeed業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手包括其他材料供應(yīng)商,如
II-VI公司和日本
Rohm,在功率器件領(lǐng)域,競(jìng)
爭(zhēng)對(duì)手還包括英飛凌和意法半導(dǎo)體。引領(lǐng)行業(yè)升級(jí),向
8
英寸襯底發(fā)展。Woldspeed1991
年推出全球第一款商用
SiC晶圓,
后陸續(xù)引領(lǐng)全球?qū)崿F(xiàn)
2
英寸、4
英寸、6
英寸
SiC單晶量產(chǎn)商用,8
英寸
SiC單晶襯底也
已研制成功。業(yè)務(wù)垂直涵蓋襯底和器件。Wolfspeed第三代化合物射頻和電力電子材料和器件業(yè)務(wù)分
為材料、射頻產(chǎn)品、功率產(chǎn)品三部分。其中材料產(chǎn)品包括
4
英寸/6
英寸的硅基和
SiC基
襯底,SiC外延包括
n型、p型和厚膜外延以及氮化物異質(zhì)外延。Wolfspeed功率產(chǎn)品包
括
SiCMOSFET裸芯片、SiCMOSFET、SiC模塊、SiC基肖特基二極管裸芯片、SiC基肖
特基二極管以及柵極驅(qū)動(dòng)板和參考設(shè)計(jì),主要應(yīng)用于汽車電子、工業(yè)和再生能源領(lǐng)域。公司功率和射頻產(chǎn)品主要由位于北卡羅萊納州的自有工廠以及在加州
MorganHill的
租賃工廠生產(chǎn)。其
LED生產(chǎn)基地位于廣東惠州。需求旺盛,Wolfspeed營(yíng)收恢復(fù)增長(zhǎng)。復(fù)盤
Wolfspeed季度營(yíng)收、毛利率、ASP及出
貨量,第三代化合物半導(dǎo)體業(yè)務(wù)營(yíng)收從
2019
年年中開(kāi)始下滑,2019
年的下滑主要是因
為功率及射頻需求減少,出貨量降低,2020
年開(kāi)始,受中美貿(mào)易摩擦、疫情影響,公司
營(yíng)收同比下降,尤其是貿(mào)易摩擦,導(dǎo)致亞洲需求減少,部分客戶調(diào)整供應(yīng)鏈,轉(zhuǎn)向其他
供應(yīng)商。2021
年以來(lái),隨著下游對(duì)功率及射頻需求的增長(zhǎng),公司營(yíng)收恢復(fù)增長(zhǎng)。Wolfspeed的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)及壁壘在于:1)
專利數(shù)量多:截至
2019
年
6
月,Wolfspeed擁有
1379
項(xiàng)美國(guó)授權(quán)專利和約
2394
項(xiàng)國(guó)外專利,最長(zhǎng)有效期到
2039
年。此外
Wolfspeed還與
LED、SiC、GaN和電源
設(shè)備市場(chǎng)的主要廠商達(dá)成了約
20
項(xiàng)專利及交叉許可協(xié)議。2)
規(guī)模大、市占率高:SiC襯底全球市占率接近
60%,近年來(lái)有所下降,未來(lái)隨著公
司大力擴(kuò)產(chǎn),聚焦
SiC業(yè)務(wù),有望維持高市占率。3)
超過(guò)
20
年
SiC領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)積累:SiC襯底制造過(guò)程需要超高溫控制,以提升結(jié)晶質(zhì)
量;SiC材料硬度高,需要掌握
SiC劃切技術(shù)(英飛凌曾收購(gòu)具備可減少損耗的特
殊劃切技術(shù)廠商
Siltectra)。4)
車規(guī)級(jí)認(rèn)證周期長(zhǎng)、要求嚴(yán)格:車規(guī)級(jí)
SiC器件對(duì)產(chǎn)品性能要求高,具有認(rèn)證周期
長(zhǎng),通過(guò)認(rèn)證后與客戶合作關(guān)系穩(wěn)固長(zhǎng)久的特點(diǎn),目前
Wolfspeed已有多款車規(guī)級(jí)
產(chǎn)品,在建的
NorthFab將滿足車規(guī)級(jí)
8
寸工藝標(biāo)準(zhǔn)。Wolfspeed計(jì)劃未來(lái)大幅擴(kuò)產(chǎn)
30
倍(相比
2016Q3)。目前全球
SiC襯底市場(chǎng)主要由
科銳主導(dǎo),其市場(chǎng)份額占全球
6
成。2019
年
5
月,科銳宣布未來(lái)
5
年投資
10
億美元用
于擴(kuò)大
SiC產(chǎn)能,與
2016Q3
產(chǎn)能比,科銳
2024
年的
SiC、GaNDevice(GaNonSiCRF)、
SiC晶圓產(chǎn)能將分別最大擴(kuò)大
30
倍。Wolfspeed同時(shí)擴(kuò)產(chǎn)現(xiàn)有工廠和投建新工廠,擴(kuò)廠
SiC襯底及器件產(chǎn)能。Wolfspeed10
億
Capex中
4.5
億美元用于“NorthFab”新工廠,增產(chǎn)
SiC和
GaN器件,同時(shí)籌備符
合車載認(rèn)定要求的生產(chǎn)產(chǎn)線,預(yù)計(jì)在
2020
年開(kāi)始生產(chǎn)。預(yù)計(jì)到
2024
年
6
英寸
SiC晶圓
產(chǎn)能將提高
30
倍,8
英寸
SiC晶圓將會(huì)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),產(chǎn)能將進(jìn)一步提高。另外將對(duì)達(dá)勒姆
總部的園區(qū)內(nèi)的現(xiàn)有工廠投資
4.5
億美元,作為其
SiC晶圓的第一個(gè)“MegaFactory”,
增加
SiC晶圓產(chǎn)能。剩下一億美元用于其他領(lǐng)域相關(guān)業(yè)務(wù)投資。除自用生產(chǎn)
SiC器件外,Wolfspeed與意法半導(dǎo)體、英飛凌、安森美等公司均簽訂長(zhǎng)期
SiC晶圓供貨戰(zhàn)略協(xié)議,為這些公司提供
6
寸
SiC晶圓。II-VI:垂直布局
SiC產(chǎn)業(yè)鏈,五年擴(kuò)產(chǎn)
5~10
倍美國(guó)
II-VI公司成立于
1971
年,其主營(yíng)業(yè)務(wù)包括光電材料和化合物半導(dǎo)體,產(chǎn)品應(yīng)用于
光通信、工業(yè)、航空國(guó)防、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。2020
財(cái)年總營(yíng)收
23.8
億美元,其中化合
物半導(dǎo)體營(yíng)收占比
35%,約
8.3
億美元。垂直整合打通
SiC產(chǎn)業(yè)鏈。II-VI在
SiC領(lǐng)域有接近
20
年的研究經(jīng)驗(yàn),目前也已經(jīng)研發(fā)
成功
8
寸
SiC晶圓。II-VI在
SiC的布局采用的是垂直整合的方式,在其襯底產(chǎn)能基礎(chǔ)上,
2020
年
6
月,獲得通用電氣
SiC器件及功率模組技術(shù),2020
年
8
月收購(gòu)
Ascatron(瑞
典)以及
INNOViON(美國(guó))。Ascatron是瑞典國(guó)家科研所旗下公司,由寬帶隙材料專家
團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng),專注于
SiC外延及器件。INNOViON是全球最大的離子注入服務(wù)供應(yīng)商,全
球范圍內(nèi)有
30
臺(tái)注入設(shè)備,技術(shù)覆蓋從
2
英寸到
12
英寸晶圓,以及各種半導(dǎo)體材料,
包括硅、砷化鎵、磷化銦和
SiC。通過(guò)垂直整合,預(yù)計(jì)公司未來(lái)將在
SiC器件市場(chǎng)占據(jù)一
定份額。未來(lái)五年襯底擴(kuò)產(chǎn)
5-10
倍。就
II-VI公司襯底業(yè)務(wù)來(lái)講,自
2014
年以來(lái),其
SiC襯底
產(chǎn)能平均每
18-24
個(gè)月翻倍,公司計(jì)劃自
2020
年開(kāi)始,5
年內(nèi)
6
寸晶圓產(chǎn)能擴(kuò)張
5-10
倍,同時(shí)擴(kuò)大運(yùn)用差異化的材料技術(shù)的
8
寸晶圓產(chǎn)能。II-VI的
SiC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域聚焦射
頻及汽車電子用功率半導(dǎo)體。結(jié)合
Yole,StrategyAnalytics,LightCounting等數(shù)據(jù),公
司預(yù)計(jì)化合物半導(dǎo)體及金剛石在射頻及功率器件中的市場(chǎng)規(guī)模將在
2025
年達(dá)到
62
億美
元。SiC襯底:價(jià)值量占比最高的環(huán)節(jié),目前受海外龍頭主導(dǎo)SiC襯底是
SiC器件價(jià)值量最高的環(huán)節(jié)。SiC器件發(fā)展主要分為
3
個(gè)部分:SiC單晶的制
備、SiC晶體外延生長(zhǎng)、SiC電力電子器件應(yīng)用。根據(jù)英飛凌,SiC襯底目前仍是
SiC器
件成本中占比最高的部分。全球襯底市場(chǎng)仍由外資廠商主導(dǎo)。SiC襯底制備是生產(chǎn)
SiC器件的關(guān)鍵技術(shù),科學(xué)家最
早于
1955
年制備出
3C-SiC孿晶,奠定了
SiC發(fā)展基礎(chǔ),20
世紀(jì)
80
年代初,科研人員
制備出
SiC晶體,全球?qū)?/p>
SiC的投入開(kāi)始增加。根據(jù)
CASA,2020
年上半年科銳(45%)、
II-VI(13%)、羅姆(20%,收購(gòu)
SiCrystal)三家占據(jù)全球
78%市場(chǎng)份額。SiC器件:產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合,加強(qiáng)布局迎接新能源汽車機(jī)會(huì)全球
SiC功率器件集中度高。SiC功率器件方面,意法半導(dǎo)體占比最高,此外
Wolfspeed、
羅姆、英飛凌、三菱電機(jī)均占據(jù)一定市場(chǎng)份額,市場(chǎng)集中度同樣較高。我們認(rèn)為,形成
這一格局的原因主要是:意法半導(dǎo)體在
Si基功率器件領(lǐng)域原本就具備優(yōu)勢(shì),還成為特斯拉
Model3
全
SiC模
塊的定制化供應(yīng)商,此外
ST與科銳、SiCrystal自
2019
年
1
月以來(lái)簽訂了超過(guò)
6
億
美元的
SiC晶圓供應(yīng)合同,提前鎖定上游材料;Wolfspeed與羅姆自身有
SiC襯底產(chǎn)能,具備從襯底到器件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈
能力;II-VI雖然具備襯底產(chǎn)能,但
2020
年才通過(guò)收購(gòu)的方式垂直整合,未來(lái)也有望在器
件搶占部分市場(chǎng)份額;英飛凌憑借其在功率器件方面的領(lǐng)先技術(shù),通過(guò)與
Wolfspeed合作,在器件領(lǐng)域占
比也較大。產(chǎn)業(yè)鏈廠商通過(guò)上下游延伸,提升競(jìng)爭(zhēng)力。前面提到,II-VI公司
2020
年收購(gòu)
Ascatron和
INNOViON,向下游器件延伸。羅姆收購(gòu)
SiCrystal獲得
SiC晶圓產(chǎn)能。此外,英飛凌
在
2018
年
11
月收購(gòu)
Siltectra,Siltectra成立于
2010
年,具備一項(xiàng)能夠大幅減少材料損
耗的切割晶體材料的技術(shù),能使得
SiC晶圓產(chǎn)出芯片數(shù)量在
2022
年增加
2
倍。意法半
導(dǎo)體
2019
年
12
月收購(gòu)瑞典
Norstel,Norstel能夠提供
6
寸
SiC襯底及外延。頭部廠商
積極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈上下游延伸,以提升市占率。積極擴(kuò)產(chǎn)只待需求爆發(fā)。無(wú)論是襯底廠商還是器件廠商,均在積極擴(kuò)產(chǎn),以承接未來(lái)
2-3
年后汽車電子、工業(yè)領(lǐng)域
SiC器件應(yīng)用需求的全面爆發(fā)。2.2
國(guó)內(nèi)
SiC產(chǎn)業(yè)鏈較完整,加速向國(guó)際水平看齊三安垂直產(chǎn)業(yè)鏈布局,在國(guó)內(nèi)具備顯著優(yōu)勢(shì)。三安光電是國(guó)內(nèi)極少有的已形成
SiC垂直
產(chǎn)業(yè)鏈布局的廠商,三安集成
2014
年成立,2018
年推出
SiC二極管,目前已完成
650V和
1200V布局。在長(zhǎng)沙投資
160
億于
SiC等化合物三代半垂直產(chǎn)業(yè)鏈,資本開(kāi)支力度遠(yuǎn)
超國(guó)外廠商。湖南三安收購(gòu)福建北電新材料
100%股權(quán),向襯底等上游延伸。三年時(shí)間,
公司完成
SiC器件產(chǎn)品線覆蓋。我們認(rèn)為三安大力加快
SiC垂直產(chǎn)業(yè)鏈布局及擴(kuò)產(chǎn),在
國(guó)內(nèi)
SiC產(chǎn)業(yè)鏈中具備技術(shù)及資金優(yōu)勢(shì),同時(shí)產(chǎn)品具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,未來(lái)將充分受益新
能源汽車等需求爆發(fā)?;衔锇雽?dǎo)體快速起量,持續(xù)加碼布局。2021H1,三安集成實(shí)現(xiàn)營(yíng)收
10.2
億元(不含泉州三安濾波器實(shí)現(xiàn)營(yíng)收
1242.6
萬(wàn)元),同比大幅增長(zhǎng)
170.6%,Q2
營(yíng)收
6.1
億元,環(huán)
比增長(zhǎng)
48.4%,Q3
收入
6.5
億元,同比翻倍以上增長(zhǎng)。公司
GaAs已經(jīng)達(dá)到
8000
片/
月產(chǎn)能,覆蓋
2G~5G、wifi領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外客戶累計(jì)近
100
家。濾波器
SAW和
TC-SAW開(kāi)拓客戶
41
家。光通訊產(chǎn)品
PD、VCSEL、DFB穩(wěn)步上升。電力電子產(chǎn)品
SiC、硅基
GaN逐步進(jìn)入量產(chǎn)階段。光通信及
VCSEL客戶數(shù)量及質(zhì)量逐步提升。SiC投資:長(zhǎng)沙項(xiàng)目重點(diǎn)布局
SiC,整合材料公司。三安集成是全球少數(shù)實(shí)現(xiàn)
SiC從材料到封裝一體化的半導(dǎo)體公司。目前,三安集成是繼
科銳、羅姆后,全球少數(shù)實(shí)現(xiàn)
SiC垂直產(chǎn)業(yè)鏈布局的廠商,在國(guó)內(nèi)更是行業(yè)先驅(qū)者。與
Si材料相比,SiC晶圓生長(zhǎng)速率滿、晶錠長(zhǎng)度短、晶圓大小受晶種限制,且硬度高,不
易切切割、研磨、拋光,進(jìn)而影響
SiC器件質(zhì)量及穩(wěn)定性,故目前襯底市場(chǎng)格局集中、
價(jià)格高企、產(chǎn)能有限。三安具備的產(chǎn)業(yè)鏈一體化能力有利于增強(qiáng)品控、提高交貨能力、
提升公司盈利能力。三安集成實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)
SiC產(chǎn)業(yè)鏈一體化具有重要意義。目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)鏈在各環(huán)節(jié)仍有一
定差距。國(guó)外襯底正從
6
英寸向
8
英寸轉(zhuǎn)移,國(guó)內(nèi)仍處于
4
英寸至
6
英寸過(guò)渡階段;國(guó)
內(nèi)外延質(zhì)量較國(guó)外仍有提升空間;SiC二極管國(guó)內(nèi)外發(fā)展均較成熟,但國(guó)內(nèi)
MOSFET進(jìn)
度較緩;封裝設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率低;國(guó)內(nèi)
SiC車規(guī)級(jí)產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)欠缺;僅少數(shù)領(lǐng)域
應(yīng)用開(kāi)始滲透,未來(lái)批量應(yīng)用空間更大。國(guó)外
SiC產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)形成閉環(huán)反饋,有利于
加速研發(fā)及產(chǎn)品落地,三安集成的垂直產(chǎn)業(yè)鏈能力對(duì)于國(guó)內(nèi)
SiC產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、公司技術(shù)
研發(fā)及產(chǎn)品商業(yè)化具有重要意義。長(zhǎng)沙加碼
160
億投資
SiC等第三代化合物半導(dǎo)體,搶先卡位布局。2020
年
6
月,公司
公告在長(zhǎng)沙高新技術(shù)園區(qū)成立子公司,投資160億元于SiC等化合物第三代半導(dǎo)體項(xiàng)目,
包括長(zhǎng)晶—襯底制作—外延生長(zhǎng)—芯片制備—封裝產(chǎn)業(yè)鏈。長(zhǎng)沙投資的具體項(xiàng)目的產(chǎn)品
包括
6
寸
SiC導(dǎo)電襯底、4
寸半絕緣襯底、SiC二極管外延、SiCMOSFET外延、SIC二
極管外延芯片、SiCMOSFET芯片、SiC器件封裝二極管、SiC器件封裝
MOSFET。該項(xiàng)
目
2020
年
7
月開(kāi)工,計(jì)劃
2021
年
6
月試產(chǎn),預(yù)計(jì)
2
年內(nèi)完成一期項(xiàng)目并投產(chǎn),4
年內(nèi)
完成二期項(xiàng)目并投產(chǎn),6
年內(nèi)達(dá)產(chǎn)。SiC產(chǎn)品:從二極管到
MOSFET,產(chǎn)品線覆蓋逐漸增強(qiáng)。打造
SiCMOSFET器件量產(chǎn)平臺(tái),完成
SiC器件產(chǎn)品線覆蓋。2020
年
12
月三安集成
首次推出
1200V80mΩ
SiCMOSFET,目前已完成研發(fā)并通過(guò)一系列產(chǎn)品性能和可靠性
測(cè)試,可廣泛用于光伏逆變器、開(kāi)關(guān)電源、脈沖電源、高壓
DC/DC、新能源汽車充電和
電機(jī)驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域,能夠減小系統(tǒng)體積、降低系統(tǒng)功率,提升電源系統(tǒng)功率密度,目前多
家客戶處于樣品測(cè)試階段。三安
SiCMOSFET性能優(yōu)異,可有效降低成本。三安此次推出的
SiCMOSFET采用平面
型設(shè)計(jì),通過(guò)反復(fù)優(yōu)化,提升
SiC柵氧結(jié)構(gòu)質(zhì)量,閾值電壓穩(wěn)定性得到明顯提高,1000
小時(shí)的閾值漂移在
0.2V以內(nèi),進(jìn)而提升了器件可靠性。此外,三安通過(guò)優(yōu)化
SiCMOSFET器件結(jié)構(gòu)和布
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