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電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）第三代半導(dǎo)體，特別是碳化硅的產(chǎn)能擴充，已經(jīng)成為海內(nèi)外功率半導(dǎo)體廠商的共識。碳化硅襯底作為過去很長時間里，碳化硅產(chǎn)業(yè)的增長瓶頸，早期多家海外功率半導(dǎo)體廠商已經(jīng)通過收購襯底廠商來保障供應(yīng)以及加快擴產(chǎn)節(jié)奏。


今年以來，碳化硅產(chǎn)業(yè)也出現(xiàn)了多起收購以及重大投資事件，包括今年2月Wolfspeed投資20億美元在德國建8英寸碳化硅晶圓廠；設(shè)備商Veeco收購Epiluvac，補充碳化硅CVD設(shè)備產(chǎn)品線；5月安森計劃投資20億美元增產(chǎn)碳化硅芯片產(chǎn)能；6月意法半導(dǎo)體與三安光電合資建立碳化硅晶圓廠，總投資近230億元等。


進入下半年，羅姆、博世等巨頭也通過收購來擴大碳化硅產(chǎn)能。


羅姆、博世收購廠房用于擴產(chǎn)碳化硅


7月，羅姆宣布收購太陽能電池生產(chǎn)商Solar Frontier在宮崎縣國富町的工廠，計劃將該工廠用于擴大碳化硅功率器件的產(chǎn)能，未來還將成為羅姆的主要生產(chǎn)基地之一。Solar Frontier曾在該工廠生產(chǎn)CIS薄膜太陽能電池，但已停止運營。


工廠占地面積約40萬平方米，建筑面積約23萬平方米，其中羅姆計劃利用現(xiàn)有11.5萬平方米的工廠建筑以及潔凈室，改造成碳化硅功率器件生產(chǎn)線。這次收購預(yù)計在10月完成，并到2024年底開始運營，這將成為羅姆第四座碳化硅晶圓廠。


據(jù)羅姆的估算，通過收購該工廠，2030財年達(dá)產(chǎn)后新的生產(chǎn)基地將會幫助歐姆將整體碳化硅產(chǎn)能提升到2021財年的35倍。為了達(dá)到這個目標(biāo)，羅姆計劃到2025年開始轉(zhuǎn)向8英寸碳化硅晶圓，而屆時可能也會在這次收購的工廠中引進8英寸晶圓制造設(shè)備。


去年羅姆公布過公司的投資計劃和目標(biāo)，當(dāng)時公司計劃到2025財年（截至2026年3月）前最多向碳化硅領(lǐng)域投資2200億日元，這個投資額已經(jīng)是2021年時計劃的四倍。羅姆社長松本功當(dāng)時認(rèn)為，通過新增的工廠以及產(chǎn)能，羅姆有望能夠?qū)⑵湓谔蓟韫β拾雽?dǎo)體市場的份額提高到30%，成為全球第一，而目前羅姆的碳化硅功率半導(dǎo)體份額約為14%。


不過羅姆要實現(xiàn)這個目標(biāo)，可能還要繼續(xù)增加投入，因為其他功率廠商也正在以動輒數(shù)倍的規(guī)模來進行擴產(chǎn)。


德國老牌汽車Tier1供應(yīng)商博世在8月底完成了對美國芯片制造商TSI Semiconductors的資產(chǎn)收購，包括位于羅斯威爾的工廠、設(shè)備、半導(dǎo)體業(yè)務(wù)等。TSI此前從事模擬、混合信號和設(shè)備IC設(shè)計和制造，主要以8英寸硅晶圓代工制造為主。


在收購了TSI位于羅斯威爾的工廠后，博世擁有了在美國本土制造能力，在美國市場上構(gòu)建了供應(yīng)優(yōu)勢。由于羅斯威爾工廠此前主要面向硅晶圓制造，因此博世計劃投資約15億美元將該工廠改造為用于碳化硅半導(dǎo)體器件制造以及測試的工廠，并在未來幾年將制造設(shè)備升級以支持最先進工藝，到2026年將生產(chǎn)8英寸碳化硅晶圓。


博世從2021年起就開始小規(guī)模生產(chǎn)碳化硅功率芯片，隨著近幾年汽車電動化的進程進一步加速，博世也開始加大對碳化硅的投資力度。2022年7月，博世宣布在2026年前會在半導(dǎo)體業(yè)務(wù)上投資30億歐元，其中將投資1.7歐元在德國本土建立兩個全新的芯片研發(fā)中心，還將在2023年投資2.5億歐元在德累斯頓晶圓廠增加3000平方米的無塵車間。


而羅伊特林根工廠作為博世最早生產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體的工廠，博世也計劃到2025年投資4億美元用于擴大產(chǎn)能，屆時該工廠無塵車間將擴大近一萬平方米。


同時在上游襯底供應(yīng)上，國內(nèi)碳化硅襯底供應(yīng)商天岳先進在今年4月披露，2022年公司與博世簽署了長期協(xié)議，天岳先進將為博世供應(yīng)碳化硅襯底產(chǎn)品。盡管博世在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域可以算是新玩家，不過也可以看到其作為全球最大的汽車Tier1供應(yīng)商，博世具備廣泛客戶資源優(yōu)勢之外，也在努力擴大自身在碳化硅領(lǐng)域的布局，擴大產(chǎn)能。


可以說，目前頭部功率半導(dǎo)體廠商在碳化硅領(lǐng)域的投資，幾乎都在“下重注”，對未來市場對碳化硅的需求十分樂觀。


上下游產(chǎn)能爭奪戰(zhàn)仍在進行


在文章開頭我們提到，在過去十多年間，不少功率半導(dǎo)體廠商通過收購來布局碳化硅上游襯底制造能力，以形成垂直整合制造的能力，保障產(chǎn)能以及供應(yīng)穩(wěn)定。經(jīng)過十多年的發(fā)展，目前海外主流的功率半導(dǎo)體廠商基本都具備了碳化硅IDM的能力，或是綁定了一些碳化硅襯底供應(yīng)商的產(chǎn)能。


而近期包括博世和羅姆等的并購動作則是偏向于器件方面，通過收購現(xiàn)有工廠來快速提升產(chǎn)能。另外，鴻海也在今年6月收購國創(chuàng)半導(dǎo)體碳化硅業(yè)務(wù)，加速旗下電動汽車的量產(chǎn)。


不過針對上游襯底的產(chǎn)能爭奪依然未停止，全球第三大的碳化硅襯底供應(yīng)商Coherent（前II-VI）在10月官宣，由日本電裝和三菱電機各投資5億美元，分別獲得Coherent碳化硅業(yè)務(wù)的12.5%非控股所有權(quán)，Coherent則持有余下75%的所有權(quán)。在這次交易完成之前，Coherent會將其碳化硅業(yè)務(wù)剝離并成立新的子公司獨立運營。


Coherent目前的主要業(yè)務(wù)包括光子解決方案以及化合物半導(dǎo)體，而將碳化硅業(yè)務(wù)剝離出來后，獨立運營的碳化硅業(yè)務(wù)將能夠集中資源，加速擴大業(yè)務(wù)規(guī)模，而Coherent目前主要的光通信、激光器等光子解決方案業(yè)務(wù)也能夠更加專注，明確發(fā)展方向。


而電裝和三菱投資的主要目的，是保障碳化硅襯底的供應(yīng)。兩家公司合計投資10億美元的同時，Coherent也與雙方簽訂了長期供貨協(xié)議，將長期為三菱和電裝供應(yīng)6英寸以及8英寸的碳化硅襯底和外延片。


實際上當(dāng)前碳化硅襯底的產(chǎn)能依然很搶手，供不應(yīng)求仍是市場現(xiàn)狀。據(jù)Yole預(yù)測，2025年全球碳化硅功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到25.62億美元，2019年到2025年均復(fù)合增長率超過30%。


因此，碳化硅襯底廠商再次成為了“香餑餑”，產(chǎn)業(yè)鏈廠商通過各種方式來與襯底或器件供應(yīng)商綁定產(chǎn)能供應(yīng)，簽訂長期供應(yīng)協(xié)議等等。今年2月汽車Tier1巨頭采埃孚向碳化硅襯底龍頭Wolfspeed投資數(shù)億美元，建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系的同時，還支持Wolfspeed在德國建造8英寸碳化硅晶圓廠。


芯片巨頭意法半導(dǎo)體早在2019年收購了碳化硅襯底廠商Norstel，但Norstel的產(chǎn)能難以幫助意法半導(dǎo)體實現(xiàn)自給自足，因此在對外采購的同時，也在通過投資來綁定碳化硅襯底的產(chǎn)能。


今年6月意法半導(dǎo)體與三安光電簽署協(xié)議，合資在重慶共同建立一個新的碳化硅器件制造工廠。除了合資的碳化硅晶圓廠之外，上游材料配套方面也由三安包攬。三安光電計劃投資約70億元，獨資在重慶設(shè)立8英寸碳化硅襯底工廠，將利用自有的碳化硅襯底工藝單獨建立和運營，以滿足合資工廠的襯底需求，并與其簽訂長期供應(yīng)協(xié)議。


寫在最后：


未來電動汽車等市場需求，給碳化硅市場帶來了巨大的想象空間，而產(chǎn)能作為限制當(dāng)前碳化硅市場增速的重要原因，可以看到各大產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)都在通過各種方式去保障供應(yīng)以及擴大產(chǎn)能。產(chǎn)能爭奪戰(zhàn)在未來一兩年中可能都會在碳化硅行業(yè)中成為常態(tài)。