英飞凌全球最大8英寸SiC工厂启动运营，竞争门槛再度升级

全球推进低碳化的举措拉动了对功率半导体的市场需求。来自第三代半导体产业技术创新战略联盟的数据显示，2023年，全球SiC/GaN功率电子市场规模约30.7亿美元，电动和混合动力汽车(EV/HEV)市场占比约70%，是核心市场驱动力。Yole预计，在消费电子、数据中心和新能源汽车的带动下，2029年全球GaN市场容量将达到22亿美元，未来5年复合增长率为29%；而受到工业和汽车应用的推动，SiC的市场规模将在2029年达到100亿美元。

为顺应这一趋势，英飞凌科技股份公司日前宣布，其位于马来西亚的新晶圆厂一期项目正式启动运营。马来西亚总理拿督斯里安瓦尔·易卜拉欣、吉打州州务大臣拿督斯里莫哈末·沙努西与英飞凌科技首席执行官Jochen Hanebeck共同出席了新晶圆厂一期项目的生产运营启动仪式。

马来西亚总理拿督斯里安瓦尔·易卜拉欣、吉打州州务大臣拿督斯里莫哈末·沙努西与英飞凌科技首席执行官Jochen Hanebeck等贵宾共同出席了英飞凌200毫米碳化硅功率半导体晶圆厂一期项目的生产运营启动仪式

打造全球最大的8英寸SiC晶圆厂

该工厂的一期项目投资额高达20亿欧元，可创造900个高价值的工作岗位，将重点生产碳化硅功率半导体，并涵盖氮化镓外延的生产。根据规划，新晶圆厂二期项目投资额高达50亿欧元，将建成全球规模最大且最高效的200毫米碳化硅功率半导体晶圆厂，进一步巩固和增强英飞凌作为全球功率半导体领导者的地位。总体来看，新晶圆厂将创造多达4000个工作岗位。

位于居林的英飞凌碳化硅功率半导体晶圆厂

英飞凌科技首席执行官Jochen Hanebeck表示：“采用基于碳化硅等创新技术的新一代功率半导体是实现低碳化和气候保护的必要条件。我们的技术能够提高电动汽车、太阳能和风能发电系统、AI数据中心等各种已经非常普遍的应用的能效。因此我们正在马来西亚投资建设全球规模最大、最高效的高科技碳化硅生产制造工厂，并且有强有力的客户承诺作为后盾。”

英飞凌方面提供的数据显示，正在持续扩建的英飞凌居林工厂第三厂区已经获得了总价值约50亿欧元的设计订单，并且收到了来自新老客户约10亿欧元的预付款。值得一提的是，这些设计订单来自不同行业的客户，包括汽车行业的六家整车厂以及可再生能源和工业领域的客户。

英飞凌200毫米碳化硅功率半导体晶圆厂的效果图

英飞凌科技首席执行官Jochen Hanebeck还同时指出：“数据中心，尤其是对人工智能（数据中心）而言，目前它们迅速增长的电力消耗，给我们带来了巨大的挑战。今天，数据中心大约占全球电力消耗的2%。如果我们不采取行动，到2030年这一比例将上升到7%。根据不同应用提出的特定需求，客户将需要采用基于碳化硅、硅和氮化镓的不同解决方案。由于服务器的散热空间有限，宽禁带材料将在未来发挥重要作用。”

因此，英飞凌在居林工厂第三厂区也将100%使用绿电，并将采用最新的节能措施帮助英飞凌实现碳中和目标。为了避免产生碳排放，英飞凌将采用最先进的减排系统和绿色制冷剂，这些制冷剂兼具高能效和极低的全球升温潜能值。此外，英飞凌还将采取其他能够确保可持续运营的措施，包括采用最先进的间接材料回收流程和最先进的水资源高效利用与循环利用流程。英飞凌目前正在努力获得著名的绿色建筑指数认证。

8英寸竞争加剧

SiC功率器件价格目前是同规格Si功率器件价格的4倍左右，且器件成本中衬底占总成本约40%左右。考虑到具有竞争力的成本和稳定的供应量，是SiC功率电子大规模应用的关键，为此业界将8英寸作为主要实现手段并不令人感到意外。从Yole数据来看，2023年全球有超过11家企业宣布了8英寸SiC材料扩产计划，到2024年4月，这一数字已增加至20家。尽管从实际出货量来看，8英寸SiC衬底的量产规模占比还不足够大，但已经成为了行业共识。

行业生产目前仍以6英寸主，SiC从6英寸向8英寸过渡的难点，主要来自工艺层面，包括扩径生长、温场控制、晶体切磨抛，以及晶圆加工的一致性、稳定性、良率等挑战。但随着上述问题的逐步突破，8英寸规模量产将助力SiC功率电子器件成本快速降低，对应用市场拓展形成有力推动。

尤其是随着汽车制造商对更高能效和续航能力的追求，整车厂在接下来的两三年里会发布更多搭载800V平台的车型，对SiC功率器件的需求会进一步增加。据不完全统计，2023年全球近35家车企共推出了50多款支持800V高压平台的车型，主流价位在20-30万元/辆，且“800V+SiC”基本成为高端电动汽车标配。

与新能源汽车市场同步高速发展的还有充电基础设施，根据中国充电联盟数据，2023 年，中国用于充电基础设施的第三代功率电子市场约4.2亿元，预计到2027年将达 21.8亿元。这其中，高压直流快充为SiC功率电子创造的市场机会最大。

英飞凌居林工厂第三厂区将与英飞凌位于奥地利菲拉赫的生产基地紧密相连，后者是英飞凌功率半导体的全球能力中心。英飞凌已于 2023 年提高了菲拉赫工厂在碳化硅和氮化镓功率半导体方面的产能。两座生产基地紧密结合，实际上形成了一个专注于宽禁带技术的“虚拟协同工厂”，可以共享技术和工艺，并以此实现快速量产和平稳高效地运营。该项目还具备很高的弹性和灵活性，英飞凌的客户将最终受益。

当然，要成为该领域的领导力量，仅仅依靠产能的扩张是远远不够的。在SiC领域，英飞凌希望凭借以下几方面的优势，在2030年末占据全球SiC市场30%的市场份额，包括：

• SiC原料供应+冷切割(Cold Split)技术。英飞凌目前已经拥有超过5家合格的SiC晶圆和晶锭供应商，增强了自身的供应链韧性。2018年，英飞凌收购了初创公司Siltectra，通过冷切割技术，大幅减少SiC晶圆生产过程中的原材料损耗，来提高产量，降低成本。
• 优异的沟槽工艺，较平面式技术拥有更好的性能。
• 封装方案组合方面，拥有一流的内部封装解决方案，全新的.XT技术，能够实现更高功率密度。
• 基于二十多年的丰富经验和深厚技术积淀，英飞凌可为客户提供极为广泛的产品组合，其中包括现成产品加定制化方案。

打造双业务引擎

与此同时，英飞凌还通过斥资8.3亿美元收购氮化镓系统(GaN Systems)公司，建立起了“SiC+GaN”双业务引擎。

作为宽禁带半导体家族中的一员，氮化镓(GaN)功率器件近两年获得了比之前更高的关注度，正逐渐成为第三代半导体材料中最耀眼的一颗新星。

根据Yole预测，到2028年，GaN功率器件市场的价值将从2021年的1.26亿美元增长到20.4亿美元，年复合增长率高达49%，消费电子、汽车、电信、数据通信等应用对其青睐有加。与此同时，以英飞凌为代表的大批厂商也力图在GaN上实现技术和产能突破以抢占市场先机，激烈的竞争正快速推动氮化镓成为降本增效和可持续绿色发展的关键技术之一。

氮化镓的优势主要在于开关速度快、高频和高功率密度，因此在充电头、服务器电源、光伏微逆等领域优势很大。客户在应用氮化镓时，往往会从系统考虑高频运行，减小变压器、电感以及系统的体积，从而最大程度发挥氮化镓的优势。

拓展产品组合，覆盖更广泛的应用场景，是该业务模式带来的显而易见的优势。企业可以根据市场需要灵活部署氮化镓、碳化硅或硅；可以借助在一种技术上的积累沉淀助力另一种技术的开发；也可以通过采用系统级方法，结合适用于具体应用的正确技术，创建性能一流的解决方案，同时降低系统成本，为客户带来双重优势，使自身的最终产品与众不同。