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。