随着电动汽车的发展，碳化硅逐渐显露出后起之秀的潜质。根据Yole预测，未来5年，碳化硅功率器件将占功率器件市场的30%。到2027年，行业规模将超过60亿美元。
虽然2023年全球经济依旧疲软，但碳化硅市场持续增长。作为半导体行业最受瞩目的领域之一，碳化硅备受行业和资本市场青睐。在碳化硅赛道，规模最大的无疑是功率器件。几家头部厂商在技术、产能布局和生态等方面举足轻重，建立了不小的竞争壁垒。
生产高质量、高效的碳化硅器件，制造商必须应对碳化硅材料独特性质带来的技术挑战。因此，碳化硅需要独特的技术方法、流程优化和专用工具。鉴于这些挑战，迄今为止很少有制造商真正扩大了产能。实际上，在争夺市场领导地位的竞赛中，前五名参与者意法半导体、Wolfspeed、英飞凌、罗姆、三菱电机占据了80%以上的碳化硅市场收入。
目前，这些大厂均已实现了6英寸产线量产，但他们还在通过并购、扩大碳化硅晶圆尺寸来提升产能，试图占领更大的市场。这里就盘点一下这些头部厂商在过去一年都做了些什么。
碳化硅战略拉升公司业绩
意法半导体过去几年一直在引领碳化硅器件的收入，2022年的收入约为7亿美元，预计2023年的收入为12亿美元。意法半导体在其2023年一季度财报中将2023年碳化硅营收从之前的10亿美元提高到12亿美元。
从中长期目标和战略举措看，其2025年其碳化硅器件收入可达20亿美元，2028年到2030年每年贡献在50亿美元以上。之所以如此激进，源于其对碳化硅器件市场的高速增长以及保持30%-40%市场份额充满信心。由此看来，行业头这把交椅大概率仍非意法半导体莫属。
安森美的增长势头也非常强劲，根据近两年与客户签订的长期服务协议，2023年碳化硅单管、管芯及模块销售额将超10亿美元，同比增长近5倍。其目标是2025年实现20亿美元碳化硅器件营收，基于与一些主要客户的长期服务协议，截至2023年6月底的销售总额已达到200亿美元。其中，仅碳化硅功率器件一项就新增30亿美元。
安森美2023年第三季度业绩超预期，收入为21.8亿美元，环比增长4%。作为特目前斯拉和其他汽车制造商的首选碳化硅器件供应商，电动汽车的深度参与在很大程度上推动了安森美收入的增长。
英飞凌2023财年第四季度财报重点介绍了碳化硅业务的营收情况，根据财报，英飞凌2023财年的碳化硅业务总体营收约为5亿欧元，主要是在德国生产碳化硅器件。随着马来西亚8英寸碳化硅晶圆厂的建成投产，预计在2030财年碳化硅收入会达到70亿欧元。
英飞凌认为，到2030年电动汽车的销量将达到4600万辆，与2020年相比将增长超14倍，而ADAS/自动驾驶同样将实现翻倍增长。低碳化、数字化将给半导体厂商带来强劲的业务增长动力。从预期看，英飞凌预计2023年碳化硅器件营收可达5.4亿美元。
Wolfspeed先前制定的2024财年营收15亿美元，但由于莫霍克谷8英寸碳化硅器件工厂和公司激进的扩产计划没有如期实现，影响了几个季度营收和毛利润率，毛利率50%的财务模型已无法实现。公司原计划2023年大幅提高器件销售额，在2024年实现营收超过9亿美元的计划不得不搁浅至少一年。因此，2023年Wolfspeed器件收入可能略超4亿美元。
外界预计，Wolfspeed 2025年和2027年Wolfspeed将分别获得9亿美元和15亿美元碳化硅功率器件营收。为扭转局面，8月下旬Wolfspeed以1.25亿美元将射频业务出售给MACOM Technology。Wolfspeed接下来的工作重心是整合运营团队，提升工厂管理水平，同时控制公司各项成本和费用，积极从资本市场和政府获得更多资金来源，争取早日度过脆弱期，特别是不被其他公司收购。
罗姆的碳化硅业务预计2025财年营收将从之前的1100亿日元提高到1300亿日元（9.4亿美元）；2027财年实现翻倍，达到2700亿日元（19.4亿美元）。为了实现这个目标，罗姆将在7年间投入5100亿日元（37亿美元），将碳化硅产能较2021年增加5.5倍。2023年，预计罗姆碳化硅器件业务增长3成以上，收入接近3亿美元。
向8英寸碳化硅进军
意法半导体一直大力投资技术创新，随着第四代碳化硅MOSFET通过产前测试认证，进一步丰富了碳化硅MOSFET、二极管和封装，第五代沟槽栅设计碳化硅器件已处于研发及工程样品测试阶段。
在2021年推出首批8英寸碳化硅晶圆后，意法半导体将斥资7.3亿欧元欧元在意大利的卡塔尼亚建立新基地生产8英寸衬底工厂，2024年将实现40%的自主供应。2023年6月，意法半导体和三安光电宣布将投资32亿美元在重庆新建一座8英寸碳化硅器件制造厂，计划2025年第四季度开始生产。同时，三安光电单独建造和运营一个新的8英寸碳化硅衬底制造厂，以满足该合资厂的衬底需求。意法半导体还与Soitec合作开发8英寸碳化硅衬底制造技术。
2023年11月，英飞凌透露，该公司正在其位于Villach的工厂生产8英寸碳化硅晶圆的样品。英飞凌碳化硅晶圆的尺寸升级和产能建设都在稳步推进当中，未来几年，将实现较大进展。英飞凌自建的马来西亚居林工厂投资达50亿欧元，是全球最大的8英寸碳化硅工厂，加上奥地利菲拉赫和居林的8英寸碳化硅改造计划，预计将为其2030年带来约70亿欧元收入。
安森美最近公布了更明确的8英寸碳化硅时间表，将在2024年进行技术验证，2025年开始量产。如果这一计划实现，相比其他竞争对手明显提前。安森美在韩国富川的先进碳化硅超大型制造工厂的扩建工程已经完工。新的6英寸/8英寸碳化硅先进生产线及高科技公用设施已经竣工。全负荷生产时，该晶圆厂每年将能生产超过100万片8英寸碳化硅晶圆。另外，安森美哈德逊碳化硅工厂已完成扩建，衬底产能将扩充5倍，8英寸衬底将于2025年规模出货。
罗姆也计划到2025年在8英寸晶圆线上转向碳化硅功率半导体生产，并在筑后工厂的新制造厂中引进可将6英寸晶圆转换为8英寸晶圆的制造设备，预计2024年底开始运营。罗姆计划2025年将碳化硅产能提高到2021年的6.5倍以上，力争实现30%的市场份额。
2023年10月，三菱电机和日本电装宣布，将分别投资5亿美元，入股Coherent的碳化硅业务子公司Silicon Carbide，并分别取得12.5%股权。三菱电机和电装将向该公司采购6英寸和8英寸碳化硅晶圆以确保稳定供应，加强双方的垂直合作，同时扩大公司的碳化硅功率器件业务。三菱电机表示，今后除了将和Coherent共同研发8英寸碳化硅板外，还计划在熊本县建立一家新工厂，以支持8英寸碳化硅晶圆生产，预计在2026年启用，Coherent将供应8英寸n型4H碳化硅衬底。
Wolfspeed在2023年2月宣布在德国萨尔州建造全球最大、最先进的碳化硅器件制造工厂，美国JohnPalmour碳化硅制造中心也在建设，共同构成公司65亿美元产能扩张大计划的重要组成部分。不过，Wolfspeed的8英寸碳化硅衬底产线并没有如期量产，目前和未来一年，其重点客户只能采购6英寸产线的产品来填补需求缺口。
加紧合作布局碳化硅产能
Wolfspeed是全球碳化硅晶圆市场领导者，导电型碳化硅衬底占据45%市场份额。2023年2月，Wolfspeed与采埃孚合作，在德国恩斯多夫建造了一座先进的8英寸碳化硅晶圆厂，投资30亿美元支持德国汽车行业的大规模转型。之后，意法半导体与采埃孚签署了碳化硅器件的多年供应协议，而意法半导体已从欧盟委员会获得292.5亿欧元，用于在西西里岛卡塔尼亚建造一座晶圆厂。2023年7，Wolfspeed与瑞萨签署了长期碳化硅晶圆供应协议，获得了高达20亿美元定金。
意法半导体过去几年一直在引领碳化硅器件的收入，目前其车规碳化硅器件出货量已超过1亿颗。2023年10月，意法半导体与欣锐科技签署深度战略合作协议，开发创新的车载充电机（OBC）平台方案，推进碳化硅MOSFET在电动汽车及充电桩领域的应用。据了解，除了Tier1，意法半导体还与20家主机厂达成了供应碳化硅功率器件的合作。
英飞凌进行大规模扩产是因为已获得了约50亿欧元新设计合同，还有现有和新客户约10亿欧元预付款，其中6家汽车OEM中3家来自中国，包括福特、上汽和奇瑞；可再生能源客户有SolarEdge和中国三大领先光伏和储能系统公司。英飞凌和施耐德电气还就产能预定达成协议，包括基于硅和碳化硅产品的预付款。另外，英飞凌还与Stellantis、富士康和VinFast合作，与德国供应商Vitesco签订了碳化硅半导体合作协议。
为了解决自身产能限制的问题，英飞凌用外部供应商的8英寸晶圆提升器件制造能力，到处下单购买衬底产能。2023年5月，英飞凌与天科合达和天岳先进商签订长期协议，预计将占到其长期衬底需求的两位数。
安森美在2023年5月与纬湃科技宣布了一项价值19亿美元（约17.5亿欧元）的碳化硅产品10年期供应协议，以满足纬湃科技在电气化技术方面的强势增长。此外，纬湃科技还将向安森美提供2.5亿美元（2.3亿欧元）的投资，用于采购碳化硅晶圆生长、晶圆生产以及外延片等所需的新设备，以提前锁定碳化硅的产能。
罗姆在2023年6月与纬湃科技达成价值超10亿美元长期碳化硅供应协议，后者将在电动汽车动力总成中集成罗姆碳化硅芯片，产品将于2024年量产。不过，这家德国供应商并不完全依赖罗姆，也与安森美签署了为期10年价值17.5亿欧元产品长期协议。
由于三菱电机的模组封装业务具有很大优势，除了自供芯片积极扩产以外，2023年11月三菱电机在芯片供应端还选择与安世半导体（Nexperia）合作开发高效的碳化硅MOSFET分立产品和封装技术。
总体来看，头部碳化硅厂商在2023年的发展都十分迅速。随着电动汽车市场的不断扩大，碳化硅的应用前景也将更加广阔。未来，这些厂商将继续加大在碳化硅领域的投入，以抢占更多的市场份额。
