來源：半導體器件應用網

日前，德國大廠英飛凌宣布，已收購一家名為Siltectra的初創企業，將一項創新技術(ColdSpilt)也收入了囊中。“冷切割”是一種高效的晶體材料加工工藝，能夠將材料損失降到最低。英飛凌將把這項技術用于碳化硅（SiC）晶圓的切割上，從而讓單片晶圓可出產的芯片數量翻番。進一步加碼碳化硅市場。

在早些時候，意法半導體CEO在接受半導體行業觀察等媒體采訪也談到，該公司的碳化硅產品已實現批量出貨，年出貨金額在今年能突破一億美元，市場占有率高達90%；X—Fab也聲稱將擴大晶圓的生產；日本羅姆今年四月也宣布，將在其福岡筑后工廠投建新廠房，擴充碳化硅產能。

多方面的消息證明，碳化硅大戰一觸即發。

SiC功率器件需求大增

據Semiconductor Engineering報道，SiC是一種基于硅和碳的復合半導體材料。在生產流程中，專門的SiC襯底被開發出來，然后在晶圓廠中進行加工，得到基于SiC的功率半導體。許多基于SiC的功率半導體和競爭技術都是專用晶體管，它們可以在高電壓下開關器件的電流。它們用于電力電子領域，可以實現系統中電力的轉換和控制。

得益于其垂直架構，因此相較于氮化鎵和硅，碳化硅可以承受更高的電壓，能適用于1000V以上的應用市場。以硅而言，目前硅基MOSFET多應用在1000V以下，約600~900V之間，若是超過1000V，其芯片體積(Chip Size)會變得很大，以及切換損耗、寄生電容都會跟著提升，另外價格也會大漲，因此較不適用于1000V以上的應用。而SiC因其寬帶隙技術脫穎而出。而與傳統硅基器件相比，SiC的擊穿場強更是傳統硅基器件的10倍，導熱系數是傳統硅基器件的3倍，具有極其強大的優勢。

SiC和GaN設計方式不同，耐壓程度也因而有所差異。

羅姆在接受半導體行業觀察采訪時也表示，在功率元器件領域中，SiC作為新一代材料備受矚目，與傳統使用的Si相比，SiC元器件實現低導通電阻、高速開關、高溫工作。且使用SiC元器件能讓設備變得更小、功耗更低。因具備高耐壓、高耐熱性，使得之前不能使用的小空間和嚴酷環境下的安裝成為可能。以汽車為例，應用于混合動力汽車、電動汽車，可大幅度降低油耗，擴大室內空間。用于太陽能發電時，功率損耗率能減少50%，有望為地球環境問題的緩解做出巨大貢獻。這就使得這個新型材料器件非常適合于在電源、汽車、鐵路、工業設備、家用消費電子設備等各個領域。尤其是今年來隨著電動車等產業的發展要求，市場對SiC的需求大增。

據麥姆斯咨詢報道，2018年全球將會有超過20家的汽車業者，在OBC中使用SiC肖特基二極體(Schottky Diodes)或SiC MOSFET；未來SiC功率半導體在OBC市場中有望以CAGR 44%的速度成長至2023年。麥姆斯繼續指出，未來將有愈來愈多的汽車制造商會在主逆變器中采用SiC功率半導體，特別是中國車商，近幾年更是紛紛考慮使用SiC功率元件，因此，2017~2023年，SiC功率元件在主逆變器市場的CAGR，更可能高達108%。這就推動市場的爆發性進展。

從他們提供的數據我們可以看到，全球SiC功率半導體市場將從2017年的3.02億美元，快速成長至2023年的13.99億美元，年復合成長率達29%。

上游供應商加緊布局

面對這樣一個成長態勢，SiC的上游供應鏈廠商正在積極布局。

首先在晶圓方面，目前全球僅約有三、四家業者（Cree、Norstel、新日鐵住金等）能提供穩定的產量，但似乎這個領域正在面臨不同的變化。

首先在全球SiC晶圓領頭羊Cree方面，他們加快向汽車領域進軍。

今年八月，該公司旗下的Wolfspeed宣布，推出用于電動汽車（EV）和可再生能源市場的新型穩健SiC半導體器件系列E-Series 。據官方介紹，Wolfspeed的E系列是第一個符合汽車AEC-Q101標準并具有PPAP功能的SiC MOSFET和二極管商用系列。該產品使其成為唯一一款符合高濕度和汽車資質的商用SiC MOSFET和二極管系列產品，可為當今電力市場提供最可靠，最耐腐蝕的元件。

而日企昭和電工則在最近一年多里發布了多次SiC擴產聲明。

昭和電工表示，該公司之前分別于2017年9月、2018年1月宣布增產SiC晶圓，不過因SiC制電源控制晶片市場急速成長、為了因應來自顧客端旺盛的需求，因此決定對SiC晶圓進行第3度的增產投資。昭和電工SiC晶圓月產能甫于今年(2018年)4月從3,000片提高至5,000片(第1次增產)，且將在今年9月進一步提高至7,000片(第2次增產)，而進行第3度增產投資后，將在2019年2月擴增至9,000片的水準、達現行(5,000片)的1.8倍。

在代工廠方面，X-Fab在今年九月宣布，計劃將其位于德克薩斯州6英寸SiC工藝工廠產能翻番，以滿足客戶對高效功率半導體器件日益增長的需求。為了使容量翻倍，X-Fab 德州工廠購買了第二臺加熱離子注入機，用于制造6英寸SiC晶圓。預計到在2019年第一季度及時生產，以滿足預計的近期需求。

X-Fab德州工廠的Lloyd Whetzel說：“隨著SiC的日益普及，我們早就明白，提高離子注入能力是我們在SiC市場上的持續制造成功的關鍵。但這只是我們針對特定SiC制造工藝改進的總體資本計劃的第一步。這體現了X-Fab對SiC行業的承諾，并保持我們在SiC鑄造業務中的領導地位。”

來自我國臺灣地區的晶圓代工廠漢磊在今年八月也宣布，決定擴大碳化硅（SiC）產能，董事會決議斥資3.4億元新建置6吋SiC生產線，為臺灣地區第一家率先擴增SiC產能的代工廠，預計明年下半年可以展開試產。據了解，漢磊目前已建立4吋SiC制程月產能約1500片，預計將現有6吋晶圓廠部分生產線改為SiC制程生產線，先把制程建立起來，以滿足車載、工控產品等客戶強勁需求，因6吋的SiC售價達4000美元（約12萬臺幣），估計每月只要產出2000到3000片，帶動營收就可望增加2、3億元以上。

國產方面，也有玩家躍躍欲試。

根據公開資料顯示，今年五月，上海瞻芯電子聲稱，他們制造的第一片國產6英寸碳化硅（SiC）MOSFET晶圓正式面世。據介紹，該公司2017年7月17日在上海臨港科技城正式注冊成立；于2017年10月上旬完成工藝流程、器件和版圖設計，在10月到12月間完成初步工藝試驗；并且從2017年12月開始正式流片，在短短不到5個月內克服種種困難，成功地在一條成熟量產的6英寸工藝生產線上完成碳化硅（SiC） MOSFET的制造流程。晶圓級測試結果表明，各項電學參數達到預期，為進一步完成工藝和器件設計的優化奠定了堅實基礎。

而成立于2006年的北京天科合達更自稱是亞太區碳化硅晶片生產制造先行者。

按照他們官方網站的介紹，北京天科合達在國內首次實現碳化硅晶體的產業化，打破了國外長期的技術封鎖和壟斷，向國內60余家科研機構批量供應晶片（包括半絕緣、導電、沿c軸和偏角度等），推動了碳化硅外延、器件等相關的基礎研究，帶動南車集團等20多家（包含新成立的5家）企業進入下游外延、器件和模塊產業，在國內形成了完整的產業鏈，推動了我國寬禁帶半導體產業的發展。

瀚天天成則是國內另一家專注于碳化硅外延晶片的中美合資高新技術企業。據Digtimes的報道，依賴于由大陸、美、日共同組成的頂尖研發技術團隊。公司從2011年成立以來，已經形成三英寸四英寸以及六英寸的完整碳化硅半導體外延晶片生產線，并滿足600V、1200V、1700V器件制作的需求。公司更是國內第一家提供商業化6英寸碳化硅外延片的供應商。公司更是預計在今年年底完成二期廠房的土地建設，在明年上半年逐步釋放新產能。二期擴建預期實現十倍產能的增長，達產年可實現每年30萬片的產能目標。

這些國內外的上游廠商正在推動SiC產業的進一步發展。

下游芯片廠的爭相競逐

為了更好地把握即將爆發的機會，下游的芯片廠也加碼卡位。

以英飛凌為例，在今年二月，英飛凌科技股份公司與科銳公司簽署一份碳化硅（SiC）晶圓長期供貨戰略協議。按照英飛凌首席執行官Reinhard Ploss指出：“我們對科銳公司的了解由來已久，它是一家強大可靠的合作伙伴，在業界享有良好聲譽。憑借這份碳化硅晶圓長期供貨協議，我們能夠增強自身在汽車和工業功率控制等戰略增長領域的優勢，從而為客戶創造更大價值。”這是保證英飛凌在SiC批量出貨前的有力支持。

至于日前收購的Siltectra，則是英飛凌為提供SiC芯片產量而做的一個決定。據介紹，該公司開發的Cold Split可有效處理晶體材料，并可大幅減少材料損耗。英飛凌將采用此Cold Split技術分割碳化硅(SiC)晶圓，使晶圓產出雙倍的芯片數量。英飛凌執行長Reinhard Ploss也表示：“此次收購將協助我們利用新材料碳化矽擴展優異的產品組合。我們對系統的了解以及在薄晶圓方面的獨特專業技術將和Cold Split技術及Siltectra的創新能力相輔相成。Cold Split技術有助于我們以更多的SiC晶圓量產SiC產品，進一步擴展在再生能源，以及推動SiC在電動車傳動系統的使用率。”