科锐 SiC 战略思考:在变局中寻求改变

2019-08-14 11:23:44 来源: AI芯天下
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由于电动汽车等新兴产业的快速发展,SiC的需求也在日益增长,科锐基于第三代半导体SiC技术,在晶圆、芯片、器件领域不断取得突破,始终引领新科技向市场化产品的转化,驱动产业变革,可能这也是众多厂商都选择科锐的原因。在变局中寻求改变,成为科锐的战略思考。

 

SiC元件成本下降成趋势

近几年SiC相关供应链厂商开始陆续释出6英寸SiC的消息不胜枚举,先是昭和电工(Showa Denko)宣布增产6英寸SiC Epi产能并加码投资,其次为英飞凌将所有SiC制造产线转换6英寸SiC晶圆。

 

SiC供应商转进6英寸SiC晶圆,将加速SiC元件成本下降。

 

2016年6英寸与4英寸SiC晶圆价格比开始低于面积比,意味者客户采用6英寸SiC制造将比4英寸SiC更划算,如今业者积极扩产6英寸SiC,不仅随着量大价跌趋势,加上良率的持续进步,SiC元件制造成本将持续下降,有助于吸引客户采用。

 

前景良好所以频频示好

从厂商积极扩产6英寸SiC产能动作不难看出,厂商对SiC前景相当看好,然SiC元件良率受到SiC基板缺陷影响甚大,这也是SiC元件成本居高不下最主要原因。

 

SiC前景看好,厂商极力稳住SiC基板供应源。

 

因此确保拥有高质量SiC基板的稳定供应,是巩固业者自身在SiC市场竞争力最重要一环,因此不难理解为何主流IDM厂会采取并购SiC基板厂商的动作或是与SiC基板厂商签订长期供应协议。

 


为了扩产投资10亿

科锐宣布投资10亿美元扩产SiC碳化硅。据说这是科锐有史以来最大的生产投资,将为Wolfspeed碳化硅和碳化硅基氮化镓(GaN-on-SiC)业务提供动能。将加速从Si硅向SiC碳化硅的产业转型,满足EV电动汽车和5G市场需求。

 

此次产能扩大,将带来SiC碳化硅晶圆制造产能的30倍增长和SiC碳化硅材料生产的30倍增长,以满足2024年之前的预期市场增长。

 

这些工厂将极大增强其SiC碳化硅材料性能和晶圆制造产能,使得宽禁带半导体材料解决方案为汽车、通讯设施和工业市场带来巨大技术转变。

 

安森美与科锐签署协议

2019年8月,科锐宣布与安森美半导体签署多年期协议,将为安森美半导体生产和供应Wolfspeed碳化硅(SiC)晶圆片。Wolfspeed是科锐旗下公司,是生产碳化硅产品和外延片的全球领先企业。

 

意法半导体与科锐的供货协议

今年年初,科锐宣布已签署一份多年供货协议,为横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体(简称ST)生产和供应Wolfspeed碳化硅(SiC)晶圆。

 

按照该协议的规定,在当前碳化硅功率器件市场需求显著增长期间,科锐将向意法半导体供应价值2.5亿美元的科锐先进150mm碳化硅裸晶圆和外延晶圆。

 

意法半导体想要同时提高对SiC业务的应用规模和广度,并抢占先机,在这一2025年估值超过30亿美元的市场上占据领先地位。

 

英飞凌与科锐的供应协议

前不久英飞凌与科锐达成碳化硅(SiC)晶圆的策略性长期供应协议,英飞凌借此得以扩大SiC产品之供应,以因应光伏变频器及电动车等高成长市场需求;而英飞凌已将所有SiC产品转换至6英寸制造产线生产,因此与科锐的协议仅涵盖此类晶圆尺寸。

 

对科锐而言,此项协议证明科锐生产的SiC晶圆技术质量,以及扩充产能能力,上述两点均有利于加速市场采用SiC解决方案。

 

科锐成大众SiC独家合作伙伴

2019年5月10日,科锐成为大众汽车集团FAST项目SiC碳化硅独家合作伙伴。FAST的目标旨在推进共同合作,比以往更为快速地实施技术创新,并且更有效率地、更有效果地实现全球汽车项目。

 

这项协议将两场同时进行的产业变革联结在了一起,汽车产业正在经历从内燃机向EV电动汽车的转型,而在半导体产业,SiC碳化硅的采用正在不断增长。

 

这项协议同时也将推动双方的创新,有助于大众汽车集团更好地服务他们的客户。

 


电动汽车为SiC市场绑定增长引擎

SiC碳化硅的采用将加速汽车产业向EV电动汽车的转型,帮助实现更高的系统效率,从而为电动汽车带来更长的行驶里程、更快的充电,同时降低成本、降低重量和节约空间。

 

全球SiC功率半导体市场将从2017年的3.02亿美元,快速成长至2023年的13.99亿美元,2017—2023年的市场规模年复合成长率为29%,推动力来自混合动力及电动汽车、电力和光伏逆变器等方面的需求,市场潜力巨大。

 

科锐预计全球碳化硅的电动汽车应用市场收入将从2017年的700万美元增长至2022年的24亿美元,并在2032年增长至150亿美元。

 

碳化硅将会大量应用于车载DC-DC转换器,车载充电器和变频器中。由于碳化硅晶圆供应紧张以及制造过程困难,市场壁垒较高,因此科锐将会于近几年持续受益于碳化硅材料的主导优势。

 

碳化硅的主要增长来自于新能源汽车市场。汽车市场也有所不同,比起手机市场来说,汽车市场对可靠性、质量和散热量要求更高,碳化硅在这些方面具有显着优势。科锐通过扩大科锐的足迹,扩大科锐的能力,推动科锐的成本下降。

 

虽然是新领域,但科锐具有相当大的规模优势,并且电动车市场正在迅速发展,所以这对科锐来说是非常有吸引力的市场。

 


变局之下寻求改变

①当前,LED照明的成本已下降了90%以上,发光效率提升了30倍,使得LED的性能和成本已完全满足照明需求,在替代性光源市场渗透率接近50%。

 

②成本控制和市场开拓已经逐步成为LED照明企业发展的核心竞争力。由于技术门槛制约力下降,市场竞争由原来的技术之争演变为制造之争。在此背景下,LED制造向标准化和通用化方向发展,产品附加值走低。

 

③从2016-2018财年数据看,近三年科锐LED照明业务营收逐年下滑,而且在总营收的比重也在不断降低。数据显示,2016财年LED照明业务占总营收的比重高达55%,不过2018财年这一数据下滑到38%。足以看出LED照明业务地位的下降。

 

2019年3月15日,美国科锐公司宣布将旗下LED照明部门以3.1亿美元出售给美国Ideal Industries公司。科锐出售的业务包括用于商业的LED照明灯具和企业照明解决方案。

 

通过此次业务剥离,科锐公司继续专注化合物半导体射频和功率应用市场,满足5G通信和新能源汽车的市场需求。

 

虽然目前LED和照明产品占了总营收的62%而Wolfspeed仅占了38%,但是公司表示这种关系将会逆转,Wolfspeed将会在2022财年变成公司最大的营收部门。

 

科锐利用从LED学到的产量提升的经验用于Wolfspeed,反之亦然。其一直在增加碳化硅材料业务的能力,这是非常的也很有帮助。 并且,LED业务与Wolfspeed之间有一些材料和晶圆厂是可以互通的。

 

2018年8月,科锐旗下Wolfspeed推出了E-系列碳化硅半导体器件。Wolfspeed E-系列是首个实现商业化量产且通过AEC-Q101 认证和符合PPAP要求的SiC MOSFET与二极管产品家族,满足高湿度环境和汽车认证要求,提供目前功率市场上最具可靠性和耐蚀性的器件。

 

随着符合汽车相关认证的新型SiC MOSFET推出,Wolfspeed成为首个且唯一一个SiC半导体厂商拥有全系列汽车级产品组合,适配电动汽车EV市场的需求。

 


为了理想中的碳化硅器件应用

对于碳化硅而言,科锐作为第一批商业化的企业,在该领域优势非常明显。从碳化硅晶圆产能来看,目前全球能够提供稳定产能的也就三、四家,虽然也有新进入者跃跃欲试,但科锐仍是最主要的供应者。

 

这也是英飞凌和意法半导体和其签订长期协议的原因。据多家机构预测,碳化硅市场将迎来大幅增长,毫无疑问科锐将在其中获益。

 

未来将有愈来愈多的汽车制造商会在主逆变器中采用SiC功率半导体,2017—2023年SiC功率元件在主逆变器市场的CAGR,更可能高达108%。

 

显然,在确定转型半导体之后,科锐也不甘心仅仅作为一个晶圆制造商。2018年8月,科锐旗下的Wolfspeed宣布,推出用于电动汽车和可再生能源市场的新型稳健SiC半导体器件系列E-Series ,进一步布局器件市场。

 


结尾:
科锐希望打通碳化硅产业链,寻找新的业绩增长方向。但是从市场来看,碳化硅器件还没有放量,各大巨头已经开始摩拳擦掌。而碳化硅和氮化镓并不能取代传统的器件,而只是在应用在特定领域。显然,在转型之后,科锐还需要寻找更多增长点。

 
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