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碳化硅风向标,特斯拉说了不算

2023/03/08
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北京时间3月2日凌晨,特斯拉在其投资者日的演讲中,谈到最牵动半导体厂商的一句话,来自特斯拉动力总成工程负责人——科林坎贝尔,他提到在下一个动力系统中,碳化硅晶体管作为价格昂贵的关键部件,特斯拉新的解决方案可以在不影响汽车性能或效率的情况下减少 75% 的使用量。

一石激起千层浪,作为碳化硅衬底的龙头厂商,美股上市公司Wolfspeed股价下跌6.98%,国产厂商天岳先进当日股价达到了10.13%的跌幅,功率器件厂商意法半导体股价低开高走,最终收跌2.43个百分点,而近两年全盘下注碳化硅的安森美所受影响略小,股价下跌1.89%。

而就在上个月,英飞凌才宣布将在德国德累斯顿投资50亿欧元建厂,剑指模拟/混合信号技术和功率半导体。同时,安森美和意法半导体也持续在相关板块发力。加上这两年碳化硅的风刮了一阵又一阵,从大面积的应用到大规模量产,似乎很快就会纷至沓来。这一切看似与特斯拉在碳化硅上远期的用量骤减南辕北辙。

今天,笔者就以这几家公司近期的走向为参考,分享他们在功率器件,尤其是碳化硅方向上的规划与布局。英飞凌是功率器件的老牌玩家;意法半导体虽说是MCU全球龙头企业,但功率器件方面也并不逊色;安森美则属于近两年在功率器件领域转型的代表,将原有的低端业务迅速向高毛利产品转移,算是一匹碳化硅的黑马。

风起特斯拉:

特斯拉的远期减量方案对于整个碳化硅生态来说,算是当头一棒。但由于特斯拉在活动现场,并未透露过多关于新平台的技术细节,因此无法评估其具体的技术路线和方案。

可以明确的是,坎贝尔提到了两点,一是碳化硅晶体管是关键部件,二是他们很贵。因此,碳化硅在后续的道路上,依然是极为关键的,而且价格本身会与其他诸多因素挂钩,工艺的改进、良率的提升、供给端产能的持续扩大等等,往往都会促使价格下降。所以主要的分歧点就集中在用量上。

但是别忘了,特斯拉2018年率先在Model 3上应用碳化硅时,算是第一批吃螃蟹的人。可如今,因为碳化硅昂贵,就放话说以后只用四分之一。但是在具体方案应用之前,碳化硅的应用并不会立即减少。甚至等方案出炉的时候,碳化硅的供需情况或许又是一番天地。

公开资料显示,近期多家功率半导体领域的国际头部厂商均在扩张碳化硅相关产能。显然,厂商们在扩产之前一定做过充分的测算和准备,对于碳化硅的重要性、必要性及在下游各应用中扮演的角色做过深入的研究分析,因此,相比特斯拉的一张空头支票,这些厂商们的动向更值得作为碳化硅的风向标之一。

意法半导体:兼顾衬底与器件

意法半导体作为ARM架构32位MCU的全球龙头企业,在功率器件及碳化硅上也丝毫不弱。2022年,意法半导体在汽车和工业用碳化硅方面,实现了7亿美元的营收,2023年,预计营收将超10亿美元。

目前该公司的碳化硅客户数有82家。同时,年内增加了25个相关的项目,其中新客户8家,近六成项目针对汽车客户。并且,随着第三代晶体管不断大批量生产,碳化硅领域的领先地位不断得到巩固,意法半导体还将在2023下半年增加第四代晶体管的产量。

在碳化硅方面,意法半导体一方面要求前端容量大幅提升,将达到2017年的10倍,同时,还将提升衬底需求的内部采购,2024年前内采比例将达到40%。由此,彰显了自身碳化硅垂直集成战略,覆盖更广的产业环节,目前在建的卡塔尼亚工厂将增加碳化硅衬底的制造能力,预计2023年将批量生产,新加坡工厂增加碳化硅前端设备的生产,而在摩洛哥和中国工厂提升后端制造能力。

未来,意法半导体还将促进与Soitec的合作,使得后者的SmartSiC技术用于意法半导体自身的200mm衬底生产。

安森美:转型并锁定45亿美元LTSA碳化硅

安森美自2021年通过收购GTAT来扩大碳化硅的生产及供应能力,使其迅速进入碳化硅头部玩家的圈子,成长速度十分惊人。2022年安森美在碳化硅领域收入超2亿美元,预计2023年该领域收入有望超10亿美元。

营收的增长,意味着客户的不断积累,尤其是在汽车领域:安森美将为大众提供碳化硅模块,针对特斯拉的碳化硅业务也将在2023年继续增长,另外,还将为捷豹路虎的下一代平台及解决方案提供碳化硅。值得一提的是,现代也将采用安森美的Elite SiC系列碳化硅电源模块,以减少直流与交流转换的功率损失,同时提高效率、降低重量、延长续航里程。安森美与Tier 1厂商的合作也在不断扩大。

此外,工业领域的增长潜力也不可小觑。安森美近期宣布与Ampt合作,并将为后者提供碳化硅关键电源开关应用程序,随着光伏装机容量的加速提升,相关业务也会进一步扩大。

目前,安森美的转型仍在持续中,2023年对其来说仍然是一个过渡年。一方面通过退出不稳定和竞争激烈的低毛利业务,另一方面转向高利润产品和终端市场,尤其是碳化硅业务。

2022年底,安森美在整个投资组合中签署了166亿美元的LTSA(至2025年),其中四分之一是碳化硅。45亿美元的碳化硅LTSA锁定了近三年的客户需求。在过渡中,由于碳化硅产能的爬坡,其毛利率会将受到短期影响,但将在2023年Q2及Q3达到顶峰,并在年底结束。

随着碳化硅订单量的暴增,在扩产能方面,与其他厂商建设全新设施不同,安森美更多的是通过投资待重新开发的项目来增加产能,因此扩张的速度也更快一些。在前端,安森美将IGBT技术不断转移到East Fshkill,并转换为12英寸。然后使用现有的功率器件晶圆厂运行碳化硅。而在后端,则利用原有的优势,在功率半导体和模块电源等领域持续领跑。通过重组后端工厂来制造其优势的模块产品。同时,安森美还能够结合晶圆技术、封装技术上的竞争优势,不断提升产品的能力,包括功率密度、轻量化、成本效益等多个维度。

不得不说,押注碳化硅,迅速转型,使得安森美的发展进入了新的阶段。

英飞凌:功率半导体再下重注

英飞凌作为老牌的功率器件厂商,在功率器件领域不断加码。其在德国德累斯顿新建设的50亿欧元的功率半导体厂,也将成为该公司历史上最大的单笔投资。

基于英飞凌与Resonac签署的长期协议,2023年其在碳化硅的收入预期为4.5-5亿欧元。这份协议将深化两者在碳化硅材料方面的长期合作,并逐步从6英寸向8英寸晶圆过渡。另外,在Kulim的新厂也将于明年秋季投产,并持续提升产能。

英飞凌的ATV部门在碳化硅业务上有所突破,拿到了应用在起亚和捷恩斯(均来自于现代)未来平台牵引逆变器的订单;IPC部门也将受益于其在碳化硅应用领域的领先地位,将继续在光伏逆变器、能源存储系统电动车充电基础设施等方面有所发挥。由此,碳化硅晶圆厂的体量和产能也正在按计划增长。

从全年业绩预期来看,这两个部门的营收也将以9%的平均年增长率领跑。随着半导体市场的分化持续,汽车、可再生能源等领域的需求提升,而消费类市场需求疲软,因此,英飞凌预计将资本支出转移到IGBT、碳化硅等相关器件,主要就是汽车、可再生能源领域。PSS部门的MOSFET由于需求疲软,或将部分产能转到其他功率器件。

英飞凌还表示,除了技术领先外,MOSFET和碳化硅器件要得出最优解,还需要用软件将电源开关与模拟混合信号器件及微控制器相结合,这是其优势所在,也体现了其产品到系统的思维方式。

写在最后

从以上几家国际厂商的脚步来看,随着市场需求的增加,总体向碳化硅业务的倾斜很难去扭转,大家也都已经看到碳化硅应用的优势,通过正向反馈,还在不断驱使相关产能的增加。

从营收上,也可以看到总的需求和产能都会不断增加,还有很大的空间。各家的发展方向也会有所区别。意法半导体将四城的衬底制造纳入自己麾下,安森美为了45亿美元LTSA火力全开,英飞凌则更在意软硬件结合构建的护城河。

虽然看似特斯拉是在削减远期方案的碳化硅用量,但看起来更像是一种抱怨,好东西太贵,再便宜点可好。即使用量真的相对减少,按照目前碳化硅的用量,还远没有到泡沫破灭的时候。因此,在笔者看来,碳化硅的市场才刚刚开始。

 

 

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安森美

安森美

历史安森美半导体前身是摩托罗拉集团的半导体元件部门,于1999年独立上市,继续生产摩托罗拉的分立晶体管,标准模拟和标准逻辑等器件。并购纪录2000年四月,完成收购Cherry Semiconductor。2006年,完成收购位于美国俄勒冈州Gresham的LSI Logic设计和制造设施。2008年一月,以184M美元完成收购美国模拟器件公司的稳压及热管理(Voltage Regulation and Thermal Management)部门。2008年三月,以915M美元完成收购AMI Semiconductor。2008年十月,以115M美元完成收购Catalyst Semiconductor。2009年十一月,以17M美元完成收购PulseCore Semiconductor。2010年一月,以115M美元完成收购California Micro Devices。2010年六月,完成收购Sound Design Technologies, Ltd。2011年一月,完成收购日本三洋电机的子公司三洋半导体(SANYO Semiconductor)。2011年二月,以$31.4M美元完成收购赛普拉斯半导体(Cypress Semiconductor)的CMOS图像传感器业务部门。2014年五月,完成收购Truesense Imaging, Inc。2014年七月,安森美半导体和富士通半导体宣布战略合作(包括晶圆代工服务协议,及日本会津若松市富士通的8吋晶圆厂的10%权益。)2014年八月,以4亿美元完成收购总部位于加州的Aptina Imaging Corp。2015年七月,安森美半导体完成收购Axsem AG。2015年11月18日,以每股20美元,斥资24亿美元现金收购飞兆半导体公司。2016年八月,安森美半导体宣布已就出售点火IGBT业务给 Littelfuse 达成协议,出售其瞬态电压抑制二极管和开关型晶闸管产品线,售价共1.04亿美元现金。2016年九月,安森美半导体完成收购飞兆半导体公司。产品安森美半导体制造以下的各种产品:定制:ASIC;定制代工服务;定制ULP存储器;定制CMOS图像传感器;集成无源器件分立:双极晶体管;二极管和整流器;IGBT和FET;晶闸管;可调谐组件电源管理:AC-DC控制器和稳压器;DC-DC控制器、转换器和稳压器;热管理;驱动器;电压和电流管理逻辑:时钟产生;时钟及数据分配;存储器;微控制器;标准逻辑信号管理:放大器和比较器;模拟开关;音频/视频的ASSP;数字电位计;EMI/RFI滤波器;接口;光电、图像及触摸传感器产品部安森美半导体的各个产品部门:模拟方案部(ASG) - Bob Klosterboer(高腾博),执行副总裁兼总经理图像传感器部(ISG) – Taner Ozcelik,高级副总裁兼总经理电源方案部(PSG) – Bill Hall(贺彦彬),执行副总裁兼总经理解决方案工程中心日本:大阪; 东京中国:上海德国:慕尼黑中国台湾:台北美国:加州圣荷西; 俄勒冈州波特兰; 底特律韩国:首尔设计中心美国:亚利桑那州凤凰城(Phoenix)、亚利桑那州钱德勒(Chandler)、得州奥斯汀(Austin)、得州普莱诺(Plano)、罗德岛州东格林尼治(East Greenwich)、科罗拉多州Longmont、加州圣克拉拉(Santa Clara)、爱达荷州波卡特洛(Pocatello)、宾夕法尼亚州Lower Gwynedd、犹他州林顿(Lindon)、爱达荷州楠帕(Nampa)加拿大:伯灵顿(Burlington), 滑铁卢(Waterloo)比利时:梅赫伦(Mechelen),奥德纳尔德(Oudenaarde),菲尔福尔德(Vilvoorde)法国:图卢兹(Toulouse)德国:慕尼黑罗马尼亚:布加勒斯特(Bucharest)斯洛伐克:布拉迪斯拉发(Bratislava)爱尔兰:利默里克(Limerick)瑞士:Marin捷克:Roznov,布尔诺(Brno)韩国:首尔中国台湾:台北印度:班加罗尔(Bangalore),诺伊达(Noida)日本:岐阜市,群马菲律宾:德拉克市(Tarlac City)制造工厂美国:亚利桑那州凤凰城、亚利桑那州钱德勒、俄勒冈州Gresham、爱达荷州波卡特洛、爱达荷州楠帕、缅因州南波特兰加拿大:伯灵顿 (安大略省)比利时:奥德纳尔德捷克:Roznov中国:乐山、深圳、苏州日本:群马县、埼玉县羽生市、新潟县新潟市韩国:富川菲律宾:Carmona, Cavite、Tarlac City、宿雾市马来西亚:森美兰州芙蓉市越南:边和市、顺安市社

历史安森美半导体前身是摩托罗拉集团的半导体元件部门,于1999年独立上市,继续生产摩托罗拉的分立晶体管,标准模拟和标准逻辑等器件。并购纪录2000年四月,完成收购Cherry Semiconductor。2006年,完成收购位于美国俄勒冈州Gresham的LSI Logic设计和制造设施。2008年一月,以184M美元完成收购美国模拟器件公司的稳压及热管理(Voltage Regulation and Thermal Management)部门。2008年三月,以915M美元完成收购AMI Semiconductor。2008年十月,以115M美元完成收购Catalyst Semiconductor。2009年十一月,以17M美元完成收购PulseCore Semiconductor。2010年一月,以115M美元完成收购California Micro Devices。2010年六月,完成收购Sound Design Technologies, Ltd。2011年一月,完成收购日本三洋电机的子公司三洋半导体(SANYO Semiconductor)。2011年二月,以$31.4M美元完成收购赛普拉斯半导体(Cypress Semiconductor)的CMOS图像传感器业务部门。2014年五月,完成收购Truesense Imaging, Inc。2014年七月,安森美半导体和富士通半导体宣布战略合作(包括晶圆代工服务协议,及日本会津若松市富士通的8吋晶圆厂的10%权益。)2014年八月,以4亿美元完成收购总部位于加州的Aptina Imaging Corp。2015年七月,安森美半导体完成收购Axsem AG。2015年11月18日,以每股20美元,斥资24亿美元现金收购飞兆半导体公司。2016年八月,安森美半导体宣布已就出售点火IGBT业务给 Littelfuse 达成协议,出售其瞬态电压抑制二极管和开关型晶闸管产品线,售价共1.04亿美元现金。2016年九月,安森美半导体完成收购飞兆半导体公司。产品安森美半导体制造以下的各种产品:定制:ASIC;定制代工服务;定制ULP存储器;定制CMOS图像传感器;集成无源器件分立:双极晶体管;二极管和整流器;IGBT和FET;晶闸管;可调谐组件电源管理:AC-DC控制器和稳压器;DC-DC控制器、转换器和稳压器;热管理;驱动器;电压和电流管理逻辑:时钟产生;时钟及数据分配;存储器;微控制器;标准逻辑信号管理:放大器和比较器;模拟开关;音频/视频的ASSP;数字电位计;EMI/RFI滤波器;接口;光电、图像及触摸传感器产品部安森美半导体的各个产品部门:模拟方案部(ASG) - Bob Klosterboer(高腾博),执行副总裁兼总经理图像传感器部(ISG) – Taner Ozcelik,高级副总裁兼总经理电源方案部(PSG) – Bill Hall(贺彦彬),执行副总裁兼总经理解决方案工程中心日本:大阪; 东京中国:上海德国:慕尼黑中国台湾:台北美国:加州圣荷西; 俄勒冈州波特兰; 底特律韩国:首尔设计中心美国:亚利桑那州凤凰城(Phoenix)、亚利桑那州钱德勒(Chandler)、得州奥斯汀(Austin)、得州普莱诺(Plano)、罗德岛州东格林尼治(East Greenwich)、科罗拉多州Longmont、加州圣克拉拉(Santa Clara)、爱达荷州波卡特洛(Pocatello)、宾夕法尼亚州Lower Gwynedd、犹他州林顿(Lindon)、爱达荷州楠帕(Nampa)加拿大:伯灵顿(Burlington), 滑铁卢(Waterloo)比利时:梅赫伦(Mechelen),奥德纳尔德(Oudenaarde),菲尔福尔德(Vilvoorde)法国:图卢兹(Toulouse)德国:慕尼黑罗马尼亚:布加勒斯特(Bucharest)斯洛伐克:布拉迪斯拉发(Bratislava)爱尔兰:利默里克(Limerick)瑞士:Marin捷克:Roznov,布尔诺(Brno)韩国:首尔中国台湾:台北印度:班加罗尔(Bangalore),诺伊达(Noida)日本:岐阜市,群马菲律宾:德拉克市(Tarlac City)制造工厂美国:亚利桑那州凤凰城、亚利桑那州钱德勒、俄勒冈州Gresham、爱达荷州波卡特洛、爱达荷州楠帕、缅因州南波特兰加拿大:伯灵顿 (安大略省)比利时:奥德纳尔德捷克:Roznov中国:乐山、深圳、苏州日本:群马县、埼玉县羽生市、新潟县新潟市韩国:富川菲律宾:Carmona, Cavite、Tarlac City、宿雾市马来西亚:森美兰州芙蓉市越南:边和市、顺安市社收起

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工科学士跨界金融硕士,曾任私募基金高级投资分析师,擅长解析企业内在成长性与投资价值,带你看清行业内的干货和泡沫