新能源产业推动需求爆发,第三代半导体材料迎来发展良机。随着第一、二代半 导体材料工艺接近物理极限,第三代半导体材料成为产业发展的重要方向。第三代半导体材料广泛应用在 5G 基建、新能源汽车充电桩、特高压及轨道交通等“新 基建”各领域核心射频、功率器件中,产业迎来巨大的发展机遇。目前,国内外政府、各大厂商、不同领域头部企业纷纷入局碳化硅领域。与此同时,SiC器件市场规模不断扩张,根据 Yole 数据 显示,预计到 2023 年,全球碳化硅材料渗透率有望达到 3.75%,预计到 2025 年, SiC 器件市场规模将达到 32 亿美元,年均复合增长率超30%。SiC板块订单爆发,同样也拉动设备和材料等市场需求火爆。
小编整理了近期(8月)碳化硅板块行业动态进展,给各位感兴趣的读者提供参考,欢迎大家补充~
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已售200架!碳化硅电动飞机明年交付
7月28日,外媒发文称,美国霍尼韦尔将为Archer Aviation电动垂直起降(eVTOL)飞机提供飞行控制驱动技术,以及带有碳化硅器件的蒸汽循环系统(Micro VCS)热管理技术,Archer的目标到2024年实现生产飞机认证。
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SiC又开辟了一个新的应用领域——癌症医疗设备
硼中子俘获治疗(BNCT)设备是划时代的癌症治疗系统,但是设备费用超过1亿元,而且占地面积非常大,导致癌症患者的治疗费用高达25万元/人。8月4日,日本Fukushima SiC Applied Giken(福岛SiC应用技术研究所)宣布,通过SiC技术能够将BNCT设备的尺寸减小到三分之一左右。关键在于研发SiC-BNCT设备,即利用SiC的高电压和大电流优势,可以将原本需要几米长的中子源加速器减小到约70厘米。除了设备尺寸的缩小,整个SiC-BNCT的设备和安装费用仅为传统Si-BNCT设备的零头。根据该所的文献,他们SiC-BNCT的治疗设备大概为10-15亿日元,约5000-7600万人民币,约为住友设备的30-50%,而相比重粒子线设备则可以省去80亿日元(4亿人民币),还可以省去高达35亿日元(1.77亿人民币)的建筑成本。对于患者来说,治疗费用可以降至150万日元以下,只需7.61万人民币即可以完成癌症治疗,仅为同类设备的30%。
来源:福岛SiC应用技术研究所
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碳化硅充储电站可节省530万
8月2日,爱尔兰ADS-TEC Energy PLC公司已经与Jolt Energy建立了合作伙伴关系,旨在为5000个加油站提供基于碳化硅技术的充电站服务。目前,ADS-TEC已经在欧洲安装了大约300兆瓦时的储能系统,同时采用了基于碳化硅技术的电力电子设备。ADS-TEC Energy全球企业事务主管John Tuccillo表示,其ChargeBox储能系统除了从韩国制造商三星获得的锂离子电池组之外,还结合了来自不同制造商的电池、电动汽车充电器和电源转换系统。成本方面,与标准的无电池储能系统的直流充电站(2×150 kW)相比,典型的ChargeBox(2×140 kW)的总安装成本可降低约18%,约减少25.76万美元(约174万人民币)。
拆开来看的话,由于采用了碳化硅和储能系统,尽管充电器成本增加了8万美元,但是节约了2个大头成本——省去了高压变电站成本(3.5万美元/23.64万人民币);安装成本也从16万美元降至5.76万美元,约节省近70万人民币。同时,由于采用了充储一体化系统,ADS-TEC Energy的充电桩10年下来总拥有成本还可以节省30%(约360万人民币),其中仅高峰充电费用就可以省去大约5.4万美元(36.47万人民币),而且安装也更快,只需2-3周。
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扬杰科技发布SiC MOS,建6吋线
8月8日,扬杰科技正式发布新品1200V 80mΩ SiC MOSFET。该新品可应用于光伏逆变器、充电桩以及电动汽车等领域,采用了先进的减薄工艺,使得SiC MOSFET具有优异的低阻抗特性,降低器件能量损耗。同时,它还具有耐高温特性,可在175°C下工作。
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晶盛8吋单晶出炉,厚度25mm
根据晶盛官微消息,8月12日,晶盛机电首颗8英寸N型SiC晶体出炉。晶盛机电的8英寸SiC晶体的晶坯厚度为25mm,直径214mm。晶盛机电的晶体实验室研发团队是通过半年多的技术攻关取得这一成果。他们不但成功解决了8英寸SiC晶体生长过程中温场不均、晶体开裂、气相原料分布等难点问题,同时还破解了SiC器件成本中衬底占比过高的难题,为大尺寸SiC衬底广泛应用打下基础。据公开报道,目前的国内还有烁科晶体、中科院物理所等企业和单位成功研发了8英寸SiC单晶。
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国内外的碳化硅项目布局与建设力度加大
(一)复旦大学宁波研究院:将投4.6亿元,未来将建2条SiC工艺和研发线
据复旦大学宁波研究院官网消息,今年5月,清纯半导体的创始人张清纯博士在宁波市举办的“前湾大讲堂”系列活动之科技创新交流会表示,复旦大学宁波研究院牵头,联合复旦大学工程与应用技术研究院,共同组建了“复旦大学宁波研究院宽禁带半导体材料与器件研究所”,总投入约4.6亿元,聚焦SiC功率半导体材料缺陷表征、器件设计、器件制造工艺、封装工艺开发等主要方向,重点突破SiC材料与器件关键共性技术及先进制造工艺,联合上下游建立虚拟IDM模式。目前,张清纯博士所创立的清纯半导体推出了一款1200V/14mΩ SiC MOSFET 产品,并于近日通过了车规认证。
(二)瞻芯电子:6吋SiC芯片车规级工厂投片
7月22日,瞻芯电子举办了6英寸碳化硅(SiC)芯片车规级工厂投片仪式。该工厂一期设计产能为30万片6英寸碳化硅晶圆,并按汽车电子质量管理体系标准建设,现已完成第一阶段工艺调试,并正式投片生产,标志着瞻芯电子由Fabless迈向IDM的战略转型。
(三)泰科天润:将在北京扩产建6-8吋SiC功率器件生产基地
8月20日,顺义区成交了3宗工业用地,其中一块工业用地将用于建设碳化硅功率器件生产基地,该地块的竞得企业是泰科天润。2011年,泰科天润投资1.2亿元在北京建立了一条4英寸的SiC晶圆线,于2013年投产,产能为8千片/年。此次,泰科天润将在此建设办公研发总部基地及6-8英寸碳化硅功率器件生产基地,统筹技术开发、工程化、标准制定、应用示范等环节,支持商业模式创新和市场拓展。
(四)长城SiC模组项目官宣:总投资8亿元、年产120万套
8月16日,长城汽车发布公告,长城控股集团与江苏省锡山经济技术开发区签约战略合作——旗下蜂巢易创第三代半导体模组封测制造基地项目落地锡山经济技术开发区,计划投资8亿元。该项目占地面积约30亩,建筑面积约28000平方米,规划车规级模组年产能120万套,未来将应用在新能源汽车的主逆变器与充电领域。项目完全达产后,预计年营收可达15亿元,纳税1亿元。
(五)赛飞凌跨行做SiC
8月19日,浙江省衢州市生态环境局龙游分局发布了一个碳化硅项目环评报告,据说“质量可与Wolfspeed单晶晶圆相当”。公告显示,该碳化硅项目总投资1.14亿元,计划年产半导体碳化硅单晶晶体2.16吨以及半导体碳化硅单晶外延片15000片等,项目建设单位为赛飞凌半导体(浙江)有限公司。
(六)中国电科与中国一汽签署了战略合作协议
8月16日,中国电科与中国一汽签署了战略合作协议,双方将密切开展需求对接和协同研发,通过共建创新联合体等形式,开展汽车芯片、第三代半导体器件、汽车智能网联等技术攻关和产品研发。据悉,碳化硅和氮化镓的器件方面,中电科的55所和13所都是国内的佼佼者;此外,中电科在碳化硅衬底等材料和装备方面都有布局。目前广汽、长城、吉利、理想、蔚来等车企都已有布局碳化硅。
(七)普兴电子:36万片SiC项目年底竣工
8月15日,据河北长城网报道,河北普兴电子的碳化硅搬迁项目将于今年年底全面竣工。总投资5亿元,主要建有生产车间、办公研发楼、动力站等。项目投产后,普兴电子将新购置各类外延生产及清洗检验设备共392台(套),预计可达到年产300万片8英寸硅外延片、36万片6英寸碳化硅外延产品的生产能力。
(八)国星光电:收购风华芯电,可以快速切入第三代半导体封测环节
8月13日,佛山市国星光电股份有限公司发布公告称,拟以2.69亿元收购风华高科持有的广东风华芯电科技股份有限公司99.88%股权。国星光电表示,此次收购风华芯电,可以使国星光电快速切入第三代半导体封测环节,推动公司新赛道的快速发展,强化公司在第三代半导体领域的竞争优势,从而快速进入第三代半导体第一阵营。
(九)上海柘中集团投资SiC器件企业,在建7.1亿SiC项目
8月23日,上海柘中集团投资SiC器件企业海科(嘉兴)电力科技有限公司,持股比例20%,后者注册资本变更为1亿元人民币。海科电力科技成立于2021年5月,总部位于上海虹桥绿谷,目前正在建设碳化硅芯片项目。根据“嘉兴科技城”消息,2021年5月,当地共计签约项目19个,其中海科电力的母公司海科控股有限公司投资主导了“碳化硅电力电子芯片制造”项目。该项目总投资7.1亿元,用地约100亩,主要从事碳化硅电力电子模块等的研发与生产。今年年初,该新建项目顺利推进施工。
(十)积塔半导体举行SiC扩产项目开工仪式,建成后月产能将达到3万片
8月22日,上海临港新片区举行了“三周年重点建设项目”开工仪式。开工的重点建设项目共计72个,总投资约1530亿元,其中包括积塔半导体的先进车规级芯片扩产项目。积塔的大股东是华大半导体,作为碳化硅领域的另一家国企,华大半导体也实现了从衬底、外延、器件、模组的全产业链布局。临港新片区党工委副书记吴晓华表示,该项目建成后,积塔半导体技术能级将进一步提升,工艺技术平台种类将进一步扩充,将针对汽车芯片提供车规级芯片系统化制造方案。目前,积塔半导体在临港新片区和徐汇区建有两个厂区,已建和在建产能共计28万片/月(折合8吋计算),碳化硅3万片/月。
(十一)SK Siltron的美国密歇根州贝城SiC衬底新工厂将在9月份建成并投产
8月22日,SK Siltron的美国密歇根州贝城SiC衬底新工厂将在9月份建成并投产。2019年SK Siltron以4.5亿美元(约29亿人民币)将其收购了杜邦的SiC部门,成立了美国子公司SK Siltron CSS。杜邦原先在美国密歇根州奥本市拥有SiC衬底工厂,在收购杜邦SiC业务后,这家韩国公司就表示要投资3亿美元,在美国贝城建立第二家碳化硅衬底工厂,以扩大碳化硅晶圆制造和研发能力。投产后,预计SK Siltron今年下半年将能够将6英寸SiC衬底的产能提高到12万片/年,这是包括了韩国龟尾工厂和美国2家工厂的产能。相比目前,这个产能扩大了三倍。此外,SK Siltron也在进行第二阶段的6吋碳化硅衬底扩建投资。2022年7月,SK Siltron称,到2026年美国的碳化硅衬底项目投资金额合计要达到6亿美元(约41亿人民币),第二阶段扩建预计2025年完成,6吋碳化硅衬底产能将增加到每年50万片。
今年11月,SK Siltron的6吋SiC衬底将全面商业化,他们正在与主要客户进行样品测试。同时,SK Siltron也在为研发8英寸SiC衬底,他们希望通过与大功率半导体客户的技术合作,以2023年底实现量产为目标,推进相关产品开发。
(十二)安森美扩建碳化硅器件工厂,衬底产能扩充4倍
8月9日,安森美子公司GT Advanced Technologies(GTAT)Hudson(哈德逊)的碳化硅新工厂已完成扩建。安森美2022年第一季度财报指出,公司计划在今年将碳化硅衬底产能扩充4倍,此次扩建哈德逊SiC工厂便是计划中的一步。据悉,2021年12月,安森美就着手在哈德逊工厂扩建了4万平方英尺的工厂场地,并安装了新的SiC熔炉,哈德逊工厂总制造空间已达到27.2万平方英尺。除了上述的GTAT工厂,7月,安森美宣布投资10亿美元(约67亿人民币),在京畿道富川市建立一个新的研究中心和晶圆制造厂,产出的碳化硅功率芯片将部署在电动汽车中,预计在2025年投产。
(十三)纳微半导体宣布收购碳化硅公司GeneSiC公司
8月15日,纳微半导体官网宣布收购碳化硅公司GeneSiC公司。根据公告,此次收购总对价包括:约1亿美元现金、2490万股纳微股票以及可能高达2500万美元的盈利支付。纳微的股价为6.16美元(8月15日),2490万股合计约1.53亿美元(合计约10.38亿人民币)。据此估算,这笔收购案的交易价合计将达到18.86亿人民币左右。纳微首席执行官兼联合创始人Gene Sheridan表示:“合并后的公司在下一代功率半导体(GaN和SiC)领域创建了一个全面的、行业领先的技术组合,到2026年,预计每年的总市场机会将超过200亿美元。”
(十四)瞄准5G市场,黑龙江穆棱市政府与北一半导体科技(广东)有限公司携手建设SiC项目
8月11日,在2022世界5G大会闭幕式上,共有226个项目签约落户,签约额达1031.8亿元,其中包括一个半导体项目,将由黑龙江穆棱市政府与北一半导体科技(广东)有限公司携手合作建设。该项目将新建8000平方米数字化洁净车间,并引进设备290台(套),可年产IPM、IGBT、碳化硅模块950万只、8英寸晶圆10万片,主要应用于白色家电、工业制造及新能源汽车等领域。据了解,该项目中涉及碳化硅功率半导体模块技术,“打破了国外技术垄断”,对国家发展5G电源、电力、轨道交通、航空等领域都能起到重要作用。
(十五)柏腾收购晶成攻入碳化硅领域
8月9日,柏腾科技宣布,将公开募资2800万新台币(约630万人民币),收购SiC供应商晶成半导体的部分股权,成为该公司持股过半大股东;同时柏腾也将私募1.6万股,由晶成材料团队认购,进而深化双方合作。柏腾表示,晶成半导体是专业碳化硅(SiC)技术、材料供应商,虽为新创公司,但团队在化合物半导体产业耕耘多年,熟稔各式半导体及单晶晶体生长技术,具备晶圆加工制造技术。借此次股权合作为公司未来多角化及转型铺路,切入碳化硅领域。
(十六)积亚半导体:投10亿建SiC项目
8月4日,积亚半导体宣布,将投45亿新台币(约10.2亿人民币)扩产SiC功率器件。本次扩产,积亚半导体计划增聘员工120人,逐年分阶段斥资逾10亿元在新竹科学园区租赁母公司台亚半导体所持有的厂房,导入SiC设备及智慧化生产系统,全力投入SiC半导体功率器件生产。今年2月17日,积亚半导体拟投资30亿元新台币(约6.8亿人民币)用于建设碳化硅等项目,将专注于生产碳化硅SBD、碳化硅MOSFET。积亚半导体是台亚半导体的子公司,于2021年12月由台亚半导体投资近6900万人民币成立。该公司专注于碳化硅晶圆制造,预期其碳化硅产能能在2025年满足电动车、充电桩、5G通讯及太阳能等领域的市场需求。
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SiC板块订单暴增
(一)天岳获全球第二大订单,拉动SiC股票涨停
7月21日晚,天岳先进发布了《关于签订重大合同的公告》。天岳先进与“客户E”签订了一份长期协议,2023年至2025年,天岳先进及其全资子公司上海天岳半导体材料有限公司,将向该客户销售6英寸导电型碳化硅衬底产品。按照合同约定年度基准单价测算(美元兑人民币汇率以6.7折算),预计含税销售三年合计金额为人民币13.93亿元。该订单金额约为天岳先进2021年营收的2.8倍。从国内外公开的签约报道来看,天岳此次获得的巨额订单是目前已知的国内6英寸导电衬底的最大订单,同时该订单金额也位居全球第二,仅次于意法半导体与Wolfspeed的8亿美元订单。
天岳这则公告的发布,不仅让SiC产业沸腾,资本市场也非常地活跃。根据媒体报道,7月22日,截止当天中午12点,天岳先进涨幅20%、东尼电子、露笑、三安和晶盛机电也有一定的增长。
(二)碳化硅衬底接连爆单,II-VI连签2个大单
8月23日,II-VI与英飞凌签订多年供应协议。8月17日,与天域签订1亿美元订单。II-VI未来的产能目标是冲100万片,英飞凌的SiC年营收目标是冲20亿欧元。
(1)8月23日,II-VI官网宣布,他们与英飞凌签署了一项为期多年的合同,将向英飞凌提供用于电力电子的6英寸SiC衬底。而且,II-VI和英飞凌还计划将合作向8英寸SiC衬底过渡。
(2)8月17日,II-VI官网宣布,他们完成了一项价值超过1亿美元(约合人民币6.8亿元)的合同,计划将从本季度开始到2023年年底,向东莞天域半导体供应6英寸碳化硅导电型衬底。
据悉,今年3月,II-VI对宾夕法尼亚州的工厂进行大规模的扩建,总投资额近64亿元。II-VI执行副总裁 Sohail Khan表示,通过这次扩建,未来五年内,SiC衬底产量将增加至少6倍,计划到2027年将达到相当于年产100万片6英寸衬底。而且该工厂还将成为II-VI的8英寸SiC外延片制造中心。今年7月,英飞凌马来西亚的碳化硅和氮化镓工厂正式奠基,总投资约144亿元,大幅扩产,将于2024年下半年开始出货,届时每年可以增加20亿欧元营收。
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SiC器件订单爆发,拉动设备和材料等市场需求
(一)西格里将投数百万欧元提高石墨产品的产能
8月10日,西格里碳素将投资数百万欧元(至少超过1400万元人民币)用于半导体行业的石墨产品的产能扩展,计划将在未来2年内分以下步骤进行:(1)在北美的圣玛丽斯和上海的中国工厂,将扩大石墨部件和毛毡的提纯和高精度计算机控制加工能力;(2)在德国迈廷根,一家生产碳化和石墨化软毡的新工厂正在建设中,正在计划在不同地点进一步扩大产能。预计到2024年,西格里碳素将显著提高半导体行业石墨产品的生产能力。
(二)德智项目明年投产总投资2.5亿元
6月10日,据“株洲市天元区人民政府”官网报道,湖南德智新材料有限公司半导体用碳化硅蚀刻环项目完成了主体工程建设,并预计在2023年初投产。总投资约2.5亿元,主要用于半导体用碳化硅蚀刻环的研发和制造,投产后年产值超1亿元。项目一期2021年12月9号正式启动建设,规划3.1万平方米,预计2022年11月初步投产。项目全部建成运营后,年均营业额预计达到6亿元,预计为地方每年创造税收3843万元,利润10356万元。
(三)志橙投资为3.32亿,年产7.32万片
6月23日,广东省能源局发布了关于志橙半导体SiC材料研发制造总部项目节能报告的审查意见。其中提到,该项目主要建设年产7.32万片碳化硅涂层石墨盘生产线,主要设备包括CVD炉、烧结炉等。计划2025年达产,总投资为3.32亿元,占地约15275.6平方米,总建筑面积24346.92平方米。
(四)六方科技SiC涂层石墨实现突破
5月20日,浙江六方碳素科技有限公司宣布完成数千万元A轮融资。六方科技CEO何少龙博士表示,本轮融资将进一步加快六方科技在技术开发、产能扩充、人才引进等关键环节的发展进度,从而为半导体芯片外延托盘的国产替代提速。六方碳素子公司六方科技加盟甬江实验室,成立热场材料创新中心。据悉,前段时间,甬江实验室热场材料团队通过工艺创新,成功制备出耐高温、耐腐蚀的高纯碳化硅涂层托盘。该成果已实现初步量产并打入多家知名企业供应体系。
(五)铠欣科技今年将建10条线
铠欣科技于2019年入驻益阳高新区东部产业园,是一家从事高端碳化硅陶瓷及其复合材料研发和产业化的高科技企业。目前,该公司建有高端碳化硅陶瓷涂层及陶瓷基复合材料研发和生产基地,并建成2条生产线,主要生产第三代半导体外延设备用石墨基座和硅半导体外延设备用石墨基座等。据企业负责人介绍,铠欣科技即将迎来高速发展期——2022年年底将扩大产能到10条生产线,预计实现年产4000片基座,产值将达到2亿元。
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11月16-18日,来深圳,共同探讨如何突破碳化硅半导体产业技术瓶颈?如何更好的对接搭建产学研平台?让科研赋能产业、产业反哺科研,共同推动碳化硅半导体行业的高质量发展!
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附上碳化硅半导体(Carbontech 2022)论坛日程
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