电子行业动态点评:第三代半导体专家十问十答:SIC&GAN路在何方?

2023-10-25 18:10:12 和讯  华泰证券何翩翩
  SiC 商业化进程领先GaN 三年,预计2026 年投资扩产或转向GaN
SiC 和GaN 作为新型功率半导体材料,已进入快速发展阶段。2018 年特斯拉的功率器件应用加速了SiC 应用于新能源车的进程。SiC 相较GaN 有三年的商业化领先,全球市场由Wolfspeed、Coherent、安森美等公司垄断。在小米推出手机快充后,GaN 产业规模迅速扩大,产业龙头有住友化学、英飞凌、三安光电等。GaN 相较SiC 长晶速度快、成本更低,GaN 可以利用现有的硅(Si)工艺和设备,在普通的硅衬底上生长。而SiC 则需要采用高纯度的SiC 衬底,大幅提高了材料成本。GaN 未来的增长动能取决于能否在工业、汽车领域应用,但GaN 上车仍处于送样测试阶段,车规级器件放量预计会在2028 年左右。展望未来,SiC 和GaN 或将形成各自的市场格局,预计2026 年随着SiC 产能饱和,大型公司可能将目光转向GaN 领域投资扩产。
  SiC 领域M&A 活跃,Coherent 通过合资子公司提前锁定日本市场
  在SiC 领域,融资并购活动主要是公司为了掌握核心技术提升良率,从而实现规模效应来降本增效,或是为了锁定产能确保衬底供应的稳定性。
  2008 年罗姆公司收购SiCrystal,2019 年意法半导体收购Norstel,以及2021 年安森美收购了GT Advanced,在后续业务实践中都实现了双赢。
  2022 年II-VI 收购Coherent 后,新公司命名为Coherent,并加速SiC 业务布局。今年10 月11 日,三菱电机和Denso 分别投资5 亿美元在Coherent 子公司Silicon Carbide LLC 各占股12.5%,签署6 英寸和8 英寸SiC 晶圆的长期供应协议,提前锁定日本市场。
  国内SiC 龙头在质量和工艺取得突破,降本增效取决于多方面因素
  国内SiC 衬底龙头在质量方面实现较大突破,但在工艺上仍有差距。1)技术来源:国内60 余家SiC 衬底企业,主要的技术和人才来源于天科合达和天岳先进;2)质量:我们认为国内SiC 衬底质量能与国外巨头相媲美,具备竞争力;3)工艺:海外内龙头企业在长晶速度上距离也缩小。专家表示, 国内长晶速度在每周20-30mm( 切20-30 片),Wolfspeed 和Coherent 长晶速度在每10 余天长40-50mm(切40-50 片);4)长晶设备:国内PVT 设备国产率高,性价比较高;5)能源:由于长晶炉内温度高达2400 摄氏度,能耗大。而国内太阳能、风电水电充足,有潜在降本可能性;6)技术人才:国外龙头企业的技术团队更加稳定。
  长晶技术为大尺寸SiC 衬底研发核心挑战,激光切割或为下一代技术主流
  国内晶圆尺寸在从4 到6 英寸过渡,6 英寸去年开始大规模量产,8 英寸全球只有Wolfspeed 在纽约的莫霍克谷工厂有小批量试产,良率为公司核心机密未披露。8 英寸晶圆性价比较低,面积约为6 英寸晶圆的1.8 倍,但价格高达2000 美元为6 英寸片价格的2.5 倍。长晶技术是研发8 英寸SiC 衬底的核心挑战,由于长晶过程类似“黑匣子”,在高成品率和拉晶长度之间取合适平衡需要大量的工艺经验积累,还需要对材料、坩埚、热场、SiC粉末等不断进行优化和升级。后续切磨抛过程中,8 英寸由于其更大尺寸,在切割过程中出现的应力、翘曲等问题亟需技术迭代,激光切割技术或为下一代主流方案。
  风险提示:SiC 长晶技术研发不达预期、SiC 器件降本不达预期、价格竞争愈演愈烈等。
【免责声明】本文仅代表第三方观点,不代表和讯网立场。投资者据此操作,风险请自担。
(责任编辑:王丹 )

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