11月28日，據(jù)UsineNouvelle報道，意法半導(dǎo)體（ST）為平衡集團(tuán)在意法兩國是碳化硅產(chǎn)能布署，將在意大利西西里島Catane（卡塔尼亞）投資50億歐元新建一座碳化硅（SiC）超級半導(dǎo)體晶圓廠。該晶圓廠將專門生產(chǎn)碳化硅芯片，將為電動車關(guān)鍵技術(shù)提供強(qiáng)大成長潛力。
其實，早在去年10月，意法半導(dǎo)體就從歐盟委員會獲得292.5億歐元，當(dāng)時就規(guī)劃了西西里島這座晶圓廠。
兩年投建三個碳化硅工廠
西西里島晶圓廠是繼2022年7月與美商格羅方德投資75億歐元在法國東南部Crolles建設(shè)晶圓廠計劃后的又一重大產(chǎn)能舉措。法國的碳化硅項目由法國國家投資銀行（Bpifrance）提供財政支持，以援助符合歐洲芯片法的目標(biāo)以及此前歐盟委員會所審核通過的“法國2030”計劃。意法半導(dǎo)體此次在意大利投資建廠，不僅能夠平衡集團(tuán)在意法兩國布署，也有助于穩(wěn)固自身在碳化硅功率器件領(lǐng)域的優(yōu)勢。
事實上，除了積極提升內(nèi)部制造產(chǎn)能，今年6月份，意法半導(dǎo)體就與中國的三安光電強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手開發(fā)8英寸碳化硅晶圓，擬投入32億美元在重慶共同建立一個新的8英寸碳化硅器件合資制造工廠。三安光電還將利用自研的碳化硅襯底工藝，單獨建造和運營一個新的8英寸碳化硅襯底制造廠，以滿足上述合資廠的襯底需求，這有助于合作方意法半導(dǎo)體加速向8英寸進(jìn)軍。
碳化硅器件需要大襯底支撐
近年來，受益于電動汽車市場的爆發(fā)，碳化硅功率器件市場迅速增長，8英寸碳化硅量產(chǎn)已成為一個熱點話題，因為目前碳化硅產(chǎn)業(yè)仍以6英寸襯底為主，占據(jù)高達(dá)80%以上的市場份額，高成本一直是碳化硅器件的應(yīng)用的短板。
SiC器件市場規(guī)模（十億美元）
碳化硅的特性決定了其晶體生長速度慢、尺寸小，且對加工精度要求高，因此良率較低。由于碳化硅是一種硬度很高的材料，難以進(jìn)行切割、研磨和拋光等加工操作，加工工藝復(fù)雜，需要經(jīng)過多道工序才能制成，技術(shù)要求很高。
如果能夠利用8英寸晶錠加工襯底，單位襯底可制造的芯片數(shù)量就越多，單位芯片成本也就越低。相比6英寸襯底，同等條件下8英寸襯底生產(chǎn)的合格芯片數(shù)會增加近90%，器件成本可降低30%左右，同時有助于提升良率。
為此，全球芯片制造商都高度關(guān)注碳化硅襯底尺寸的轉(zhuǎn)變。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷擴(kuò)大，8英寸碳化硅的應(yīng)用需求越來越廣。
8英寸碳化硅量產(chǎn)對功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。首先，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，半導(dǎo)體芯片對于高性能、高效率和低成本的需求越來越高；其次，隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和新能源汽車的快速發(fā)展，對于高效能、高可靠性、低成本的功率半導(dǎo)體器件的需求也越來越大。8英寸碳化硅作為一種優(yōu)異的功率半導(dǎo)體材料，可以更好地滿足這些需求。
持續(xù)投資，垂直整合
目前，頭部廠商占據(jù)了超過90%的市場份額，競爭激烈。根據(jù)Yole排名，2022年意法半導(dǎo)體在碳化硅器件（不含襯底/外延）營收方面居前5家企業(yè)首位，從兩年前的4.5億美元增加到7億美元（37%）；英飛凌（19%）和Wolfspeed（16%）分列第二和第三位置，收入超過3億美元；安森美以2.6億美元（14%）超過羅姆（11%左右）排名第四。
2022年碳化硅器件（左）頭部玩家市場份額
意法半導(dǎo)體的碳化硅戰(zhàn)略是持續(xù)投資，垂直整合，目標(biāo)是2024年40%襯底自給。2017年意法半導(dǎo)體開始量產(chǎn)碳化硅器件，2018年特拉斯推出的Model 3率先采用了意法半導(dǎo)體的650V碳化硅MOSFET逆變器，意法半導(dǎo)體也因此聲名鵲起。
2019年，意法半導(dǎo)體收購碳化硅晶圓公司Norstel，發(fā)展內(nèi)部晶圓產(chǎn)能。為維持自身競爭力，意法半導(dǎo)體準(zhǔn)備從2024年起轉(zhuǎn)型升級至8英寸晶圓，并結(jié)合Soitec的Smart碳化硅技術(shù)合作開發(fā)碳化硅襯底制造技術(shù)。
意法半導(dǎo)體一直大力投資技術(shù)創(chuàng)新，其第四代碳化硅MOSFET通過產(chǎn)前測試認(rèn)證，進(jìn)一步豐富了碳化硅MOSFET、二極管和封裝，第五代溝槽柵設(shè)計碳化硅器件已處于研發(fā)及工程樣品測試階段。
到目前為止，意法半導(dǎo)體已和全球85家客戶簽了130個碳化硅項目，其中60%是汽車。除了Tier1，意法半導(dǎo)體已經(jīng)與20家主機(jī)廠達(dá)成合作，供應(yīng)碳化硅功率器件。目前，其車規(guī)碳化硅器件出貨量已超過1億顆。
今年4月，意法半導(dǎo)體宣布與采埃孚（ZF)簽署碳化硅器件長期供應(yīng)協(xié)議。從2025年起，采埃孚將從意法半導(dǎo)體采購碳化硅器件。根據(jù)合同，意法半導(dǎo)體將供應(yīng)超過1000萬個碳化硅器件。
10月，車載電源龍頭欣銳科技與意法半導(dǎo)體展開深度戰(zhàn)略合作，涉及從設(shè)計初期開發(fā)創(chuàng)新的車載充電機(jī)（OBC）解決方案。目前已形成了6.6kW-350kW系列化大功率模塊產(chǎn)品，批量應(yīng)用碳化硅產(chǎn)品出貨超過100萬套。
坐穩(wěn)頭把交椅？
過去幾年，意法半導(dǎo)體在一直在引領(lǐng)碳化硅器件的收入，2022年的收入約為7億美元。意法半導(dǎo)體在其2023年一季度財報中將2023年碳化硅營收從之前的10億美元提高到12億美元。
從中長期目標(biāo)和戰(zhàn)略舉措看，其2025年其碳化硅器件收入可達(dá)20億美元，2028年到2030年每年貢獻(xiàn)在50億美元以上。之所以如此激進(jìn)，源于其對碳化硅器件市場的高速增長以及保持30%-40%市場份額充滿信心。由此看來，行業(yè)頭這把交椅大概率仍非意法半導(dǎo)體莫屬。
事實上，國際半導(dǎo)體巨頭英飛凌、安森美、羅姆等也都在積極備戰(zhàn)碳化硅市場大蛋糕。其中，英飛凌已經(jīng)在工廠制造了第一批8英寸晶圓工程樣品，計劃在2030年之前大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用，安森美、羅姆等都制定了8英寸碳化硅晶圓的發(fā)展規(guī)劃。
不過，8英寸碳化硅的產(chǎn)能并非那么容易提升，前車之鑒就是全球碳化硅晶圓市場領(lǐng)導(dǎo)者Wolfspeed。其問題在于急于求成——莫霍克谷8英寸碳化硅器件工廠和公司激進(jìn)的擴(kuò)產(chǎn)計劃。在莫霍克谷還未投產(chǎn)時，就急著提高了材料事業(yè)部的銷售收入財務(wù)目標(biāo)；在沒有充分評估上下游生產(chǎn)流程之時，達(dá)勒姆6英寸材料產(chǎn)線就匆忙上馬加長版晶錠，之后發(fā)現(xiàn)晶圓切割和襯底拋光等步驟并不兼容，良率低于預(yù)期，影響了材料事業(yè)部幾個季度的營收和毛利潤率，也使公司陷入了困境。
意法半導(dǎo)體能否坐穩(wěn)碳化硅器件頭把交椅，我們拭目以待！
