中国证券报记者日前走进芯联集成8英寸晶圆制造无尘车间看到，一台台天车来回穿梭运输着晶圆，工作人员有条不紊地操作各种设备，车间里一片繁忙景象。“伴随下游市场全面升温，公司整体产能利用率接近满载，其中月产能超5000片的6英寸碳化硅产线持续满负荷运转。”芯联集成总经理赵奇说。
业内人士表示，汽车级碳化硅功率产品需求量迅速放大。当前，制约碳化硅大规模应用的瓶颈主要在于其高昂的价格。随着晶圆尺寸加速由6英寸升级至8英寸，制造成本有望进一步降低，将加速碳化硅技术的大规模渗透。
行业发展超预期
碳化硅具有宽禁带半导体特性，同时耐高压、高温，被称为“第三代半导体材料”的典型代表。
近年来，新能源汽车、风光储能等市场快速发展，推动碳化硅器件和模组需求持续高速增长。在新能源车领域，碳化硅器件有望解决续航里程短、补能时间长等痛点；在光伏发电方面，碳化硅器件有望提升逆变器转换效率及使用寿命。
“今年以来，公司定点项目陆续批量投产，带动工厂产能大规模释放。公司月产能超5000片的6英寸碳化硅产线持续满负荷运转。”赵奇告诉记者。
“公司碳化硅订单处于客户追交付状态。4月份，公司6英寸、8英寸产能基本满产，5英寸、12英寸产能利用率80%左右。”半导体上市企业士兰微总经理郑少波在公司2023年度暨2024年第一季度业绩说明会上表示。
在器件和模组需求快速增长的背景下，碳化硅产业链上游衬底制造企业天岳先进一季度营收大幅增长。一季度，公司营业收入达到4.26亿元，同比增长120.66%；净利润为0.46亿元，同比扭亏。
天岳先进表示，目前全球市场对高品质碳化硅衬底需求仍然旺盛，除了在新能源汽车领域规模化应用渗透率逐步提升，其他领域的应用继续拓展，第三代半导体行业发展远超市场预期。
碳化硅加速装车
资料显示，碳化硅应用于新能源汽车关键电力系统，包括主驱逆变器、车载充电器和DC-DC转换器。
“随着新能源汽车功率平台从600V提升到800V，甚至达到1200V，对功率芯片性能要求不断提升。碳化硅功率器件具备高效率、低能耗、耐高温特性，成为众多新能源车厂商布局的重点方向。”万创投行研究院高级分析师毛怡卉告诉记者。
在4月举办的北京车展上，多家车企披露碳化硅新动态。岚图汽车发布的全栈自研最新一代岚海动力系统搭载800V高效率碳化硅电驱系；蔚来汽车展示了自研的1200V碳化硅功率模块；吉利汽车碳化硅混合驱动集成关键技术亮相。
小米汽车表示，SU7全系采用碳化硅高压平台，驱动电机均使用碳化硅功率模块。士兰微表示，汽车级碳化硅功率产品需求量迅速放大，预计5月公司碳化硅主驱模块装车规模将突破8000辆，6月将超过2万辆。
“2024年将是新能源车大规模切换碳化硅的元年。”赵奇表示，预计下半年公司碳化硅月均出货量将提升至万片。“公司碳化硅业务2024年营收目标是突破10亿元关口，争取2027年达到全球市场份额30%左右。”
8英寸渐成趋势
业内人士表示，碳化硅器件成本偏高，成为其大规模应用的阻碍。赵奇介绍，目前碳化硅器件价格普遍为硅器件的4倍、5倍，业内目标是将碳化硅器件成本降到硅器件的2.5倍甚至2倍以内。
在赵奇看来，碳化硅器件实现产能优势及成本优化的最佳路径是将芯片制造从6英寸晶圆转到8英寸。同时，提升良率，且器件类型从平面型转向沟槽型，助力碳化硅整体成本优化。
多家上市公司加速布局8英寸碳化硅产能。士兰微5月21日晚间公告称，公司与厦门半导体投资集团有限公司、厦门新翼科技实业有限公司签署《投资合作协议》，拟在厦门市海沧区建设一条以SiC-MOSEFET为主要产品的8英寸碳化硅功率器件芯片制造生产线，产能规模为6万片/月。
湖南三安半导体责任有限公司是三安光电旗下专注于碳化硅业务的子公司。三安光电董秘李雪炭告诉记者，湖南三安正在扩产，将全部导入国际领先的8英寸生产设备和工艺，计划今年三季度投产，达产后将实现年产48万片的规模。“公司8英寸碳化硅衬底的外延工艺也已完成调试，相关样品已经送往主要海外客户进行验证。”
据了解，芯联集成8英寸碳化硅工程批产品已于4月20日顺利下线。“公司系国内首家开启8英寸碳化硅的晶圆厂，将进一步优化下游客户成本，加速碳化硅技术大规模渗透。”赵奇说。
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