虽然以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN) 为代表的宽禁带半导体材料由于面临专利、成本等问题放缓了扩张的步伐,但世易时移,新兴市场为其应用加速增添了新动能。据日本市调机构富士经济(Fuji Keizai)最近指出,汽车电子等成为提振电源控制芯片需求的主要动力,预计 2030 年全球电源控制芯片市场规模将扩增至 2807 亿人民币,将较 2017 年大增 72.1%。其中,GaN 和 SiC 势不可挡,2030 年 SiC 电源控制芯片市场将增至 136 亿人民币,将达 2017 年的 8.3 倍;GaN 预估为 78 亿人民币,将达 2017 年的 72.2 倍。

 

日企大幅扩产   看中这一市场走势,在半导体材料先声夺人的日本企业已高调扩产。

 

据报道,因电动车(EV)市场扩大,吸引东芝(Toshiba)等日本大厂纷纷对 EV 用半导体增产投资。日厂计划增产的半导体为可让 EV 达成节能化的电源控制芯片,东芝计划在今后 3 年投资 300 亿日元,2020 年度将电源控制芯片产能扩增至 2017 年度的 1.5 倍。
三菱电机计划在 2018 年度内投资 100 亿日元,目标在 2020 年度结束前将以电源控制芯片为中心的“动力元件事业”营收扩增至 2000 亿日元。

 

另外,富士电机计划在 2018 年度投资 200 亿日元扩增日本国内工厂产能,且将在 2020 年度以后追加投资 300 亿日元,目标在 2023 年度将电源控制芯片事业营收提高至 1500 亿日元,将达现行的 1.5 倍。

 

而罗姆计划在 2024 年度结束前合计投资 600 亿日元,将使用 SiC 的电源控制芯片产能扩增至 16 倍。

 

虽然过高的 SiC 单晶材料、Cree 公司的技术垄断导致 SiC 成本过高,在技术层面面临可靠性、封装等问题,但这一轮扩张潮明显将为 SiC 铺量。

 

8 英寸 GaN 厂面世

GaN 与 SiC 同为第三代半导体材料双雄,并且并行不悖。有专家认为,SiC 主攻高压器件,GaN 是中压,即 100W~1200W 则可选择 GaN,1200W 以上则采用 SiC。

 

GaN 器件虽然具耐高电压、耐高温与适合在高频操作的优势,诸如电动汽车、激光雷达、无线充电和 5G 基站的功率放大器等应用均可从 GaN 的效率受益,但其同样面临成本、封装等挑战。而最近的趋势表明, GaN 将从以往的 6 英寸开始向 8 英寸进发,有望缓解这一“痼疾”。

 

目前已有国际 IDM 大厂看好电动汽车产业前景,而预先包下世界先进 GaN 产能,明年中世界先进 GaN 产出将快速放量,成为全球首座 8 英寸 GaN 代工厂。
随着 GaN 制造工艺在不断进步,将极大降低 GaN 的成本,进一步助推其应用,挤占以往砷化镓(GaAs)市场。

 

国内的机会

基于 SiC、GaN 功率器件的前景可期,已吸引众多公司进入这一市场,英飞凌恩智浦、安森美、ST、德州仪器、罗姆、TDK、松下、东芝、等实力选手也纷纷加入战局。在国内电源管理 IC 厂商中,也有包括矽力杰、晶丰、士兰微、芯朋微、东科、比亚迪等战将,但显然这一市场仍以日美欧厂商为主角。

 

在未来需要重新跑马圈地的时代,一方面要注意,SiC、GaN 市场的增长将为模组厂商、材料供应商、测试厂商、制造厂商等多种不同厂商提供市场机会,并在该领域价值链上寻找自己的位置。这将打破原有产业链,为不同厂商创造新的洗牌机会;另一方面,国内厂商只在某些器件如 SiC 二极管等实现了量产化,但并没有形成完整产业链,与国外的产业规模相比仍有很大差距,在下一个趋势到来之际,如何加速追赶亦成为头等大事。

 

根据产业向限分析,每个企业都需要双擎驱动,即要有现金流的成熟产业和孵化未来产业的大笔投资。既然 SiC、GaN 的未来已来,国内厂商在回归到技术和产品性能竞争的常规市场竞争“轨道”上,亦需要加紧备战,在研发、制程、封装等方面不断投入和加码,这样才不会在浪潮到来之际再失良机。