濟南：新增一個氮化鎵項目

據(jù)濟南日報消息，10月17日下午，在濟南市半導(dǎo)體、空天信息產(chǎn)業(yè)高價值技術(shù)成果本市轉(zhuǎn)化對接會上，山東晶鎵半導(dǎo)體有限公司（下文簡稱“晶鎵半導(dǎo)體”）與濟南晶谷研究院簽約，入駐新一代半導(dǎo)體公共服務(wù)平臺項目。

source：濟南晶谷研究院

據(jù)悉，晶鎵半導(dǎo)體將依托山東大學(xué)晶體材料國家重點實驗室、新一代半導(dǎo)體材料研究院研發(fā)的最新GaN單晶生長與襯底加工技術(shù)成果，開展第三代半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)單晶襯底的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

資料顯示，濟南晶谷研究院是濟南市政府聯(lián)合山東大學(xué)發(fā)起成立的新型研發(fā)機構(gòu)，旨在面向國家所需和產(chǎn)業(yè)前沿，集科研、教育、企事業(yè)等功能于一身。該機構(gòu)總投入10億元，于2023年7月正式揭牌。
據(jù)悉，濟南晶谷研究院成立以來，先后引進2家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，分別為中晶芯源、晶啟光電，孵化2家小微企業(yè)，分別為山東晶鎵半導(dǎo)體和山東一芯智能科技，并成立研究院全資子公司濟南晶谷科技有限公司。

臨沂：加快氮化鎵新材料項目建設(shè)

據(jù)中交雄安建設(shè)有限公司官微披露，近日，山東臨沂市委書記任剛到高新廠房項目調(diào)研，視察了一個氮化鎵新材料項目。

資料顯示，該項目總投資5億，占地304畝，主要建設(shè)廠房（含超凈間）、行政中心、技術(shù)研發(fā)中心等，新上50條HVRE單晶生產(chǎn)線、晶片檢測線，10條晶片切割加工生產(chǎn)線，10條研磨、清洗封裝工藝設(shè)備生產(chǎn)線，10套外延片加工MOCVD設(shè)備生產(chǎn)線，10條圖形襯底制備生產(chǎn)線及配套設(shè)施。項目于今年6月開工，預(yù)計2025年12月完工。

項目建成后與北京化工大學(xué)博士團隊合作，引進具有獨立產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，生產(chǎn)的2英寸、4英寸氮化鎵單晶襯底，廣泛應(yīng)用于芯片制造、通訊基站、相控雷達等領(lǐng)域，建成后將實現(xiàn)全市第三代半導(dǎo)體材料的新突破。（集邦化合物半導(dǎo)體Morty整理）

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總體而言，8英寸碳化硅時代的腳步已無比臨近，本文將對全球碳化硅芯片廠以及我國碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)進行盤點，進一步廓清碳化硅產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢。

全球布局：新建14座8英寸碳化硅廠

在全球碳化硅市場中，意法半導(dǎo)體（ST）、安森美（Onsemi）、英飛凌（Infineon）、Wolfspeed羅姆（ROHM）、博世（BOSCH）、富士電機（Fuji Electric）、三菱電機、世界先進和漢磊、士蘭微、芯聯(lián)集成企業(yè)紛紛宣布建設(shè)自己的8英寸碳化硅芯片廠，如下圖所示。上述廠商中的多家企業(yè)不僅在芯片廠布局完善，在上游襯底和外延等材料端也布局完善。

圖片來源：TrendForce集邦咨詢

ST意法半導(dǎo)體

ST在全球整體的SiC業(yè)務(wù)中（從晶圓到器件甚至延伸至襯底）均占據(jù)著較大的競爭優(yōu)勢。受純電動汽車（BEV）應(yīng)用的推動，碳化硅功率器件行業(yè)保持強勁增長，而ST長期以來在SiC功率器件的研發(fā)方面投入了大量資源，在推動碳化硅功率器件市場快速發(fā)展的同時，也確立了ST在器件市場的領(lǐng)導(dǎo)地位。

目前ST主要在三地擁有碳化硅晶圓廠，其正在現(xiàn)有的意大利卡塔尼亞和新加坡宏茂橋的兩條6英寸晶圓生產(chǎn)線上生產(chǎn)旗艦大批量碳化硅產(chǎn)品，其中ST今年5月31日宣布在意大利卡塔尼亞新建一座8英寸碳化硅工廠，整合了碳化硅生產(chǎn)流程的所有環(huán)節(jié)。新工廠計劃2026年開始生產(chǎn)，到2033年滿產(chǎn)，滿負荷產(chǎn)能高達每周15000片晶圓，預(yù)計總投資額約為50億歐元。而與中國三安光電合資的中國重慶8英寸碳化硅制造廠將成為ST的第三個碳化硅生產(chǎn)中心，該項目于2023年6月7日宣布，預(yù)計于2025年第四季度開始投產(chǎn)，并將在2028年全面建成。

而在襯底布局上，早前ST通過購買SiCrystal、Wolfspeed（Cree）的襯底滿足其制造需求，隨后其通過并購瑞典碳化硅襯底廠商Norstel AB（現(xiàn)更名為“ST SiC AB”），并與Soitec合作開發(fā)碳化硅襯底制造技術(shù)，自建意大利卡塔尼亞襯底產(chǎn)線（2022年10月）等方式，逐步完善其SiC制造版圖。

目前， ST生產(chǎn)器件所用的襯底主要由其位于瑞典北雪平和意大利卡塔尼亞的研發(fā)制造基地提供。另外其與三安光電合資的中國重慶8英寸碳化硅制造廠，三安光電則單獨建造和運營一個新的8英寸SiC襯底制造廠為上述合資廠提供襯底，該廠已于今年9月初點亮通線，規(guī)劃年產(chǎn)8英寸碳化硅襯底48萬片。

安森美

從碳化硅的襯底、外延，到核心的設(shè)計和制造，再到封裝，安森美致力于打通整個功率器件產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)。綜合來看，安森美在汽車CIS領(lǐng)域、車用功率半導(dǎo)體都處于領(lǐng)導(dǎo)地位。其中安森美的車用EliteSiC系列功率器件平臺廣受行業(yè)好評，為其近幾年在碳化硅器件市場份額的快速提升發(fā)揮了重大作用。

在芯片廠布局上，安森美位于韓國富川的SiC晶圓廠于2023年完成擴建，計劃于2025年完成相關(guān)技術(shù)驗證后過渡到8英寸生產(chǎn)，屆時產(chǎn)能將擴大到當(dāng)前規(guī)模的10倍。另外，2024年6月19日，安森美宣布將在捷克共和國建造先進的垂直整合碳化硅制造工廠。

在襯底外延材料的獲得上，安森美也與ST一樣主要通過外購、收購、自建的方式滿足其需求。2019年安森美與Wolfspeed（Cree）簽署了多年期協(xié)議購買碳化硅（SiC）裸片和外延片。2021年安森美以415億美元收購了專門生產(chǎn)碳化硅襯底材料的GTAT（GT Advanced Technologies Inc）公司。至今年該公司表示SiC基板材料自給率已超過50%，隨著內(nèi)部材料產(chǎn)能的提升，安森美正朝著實現(xiàn)50%毛利率的目標(biāo)邁進。

自建方面，2022年安森美先是實現(xiàn)了新罕布什爾州哈德遜碳化硅新工廠的落成，使安森美的SiC晶錠產(chǎn)能同比增加五倍；此外便是上述的安森美在捷克共和國羅茲諾夫的碳化硅工廠，該工廠在未來兩年將使SiC襯底和外延片的產(chǎn)能提高16倍。

英飛凌

英飛凌的碳化硅營收近半數(shù)來自工業(yè)市場，其背靠強大的德國工業(yè)客源穩(wěn)定而深厚。英飛凌也瞄準(zhǔn)了中國飛速增長的電動車市場，其CoolSiC系列在電動汽車、新能源領(lǐng)域、工業(yè)電機等應(yīng)用上都占據(jù)增量和存量市場，而今年小米SU7上配置的便是由英飛凌提供的CoolSiC功率模塊以及裸芯片產(chǎn)品，更是將英飛凌熱度再拉高。

晶圓廠建設(shè)上，2024年8月8日，英飛凌宣布其位于馬來西亞居林的8英寸碳化硅功率半導(dǎo)體晶圓廠一期項目正式啟動運營，預(yù)計2025年可實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。目前英飛凌的產(chǎn)能還在持續(xù)擴充，未來五年英飛凌將追加投資高達50億歐元大幅擴建居林第三工廠（Module Three）的二期建設(shè)，旨在建造號稱“全球最大的8英寸SiC功率晶圓廠”。此外，英飛凌還將正在對位于德國奧地利菲拉赫（Villach）的現(xiàn)有工廠進行8英寸改造。

在SiC晶體材料這一環(huán)節(jié)，與其他領(lǐng)先的SiC IDM制造商不同，英飛凌主要通過多元化供應(yīng)商體系以確保其供應(yīng)鏈穩(wěn)定，合作商包括Wolfspeed、 GTAT、Resonac、天岳先進、天科合達、SK Siltron CSS、Coherent等。并且根據(jù)英飛凌近兩年公開消息顯示，目前該企業(yè)還沒有建設(shè)自有的襯底廠計劃。

Wolfspeed

毫無疑問，Wolfspeed是SiC襯底的先驅(qū)和市場領(lǐng)導(dǎo)者，并且該公司也利用其先發(fā)優(yōu)勢率先實現(xiàn)從6英寸晶圓過渡到8英寸晶圓。

在上游襯底端，Wolfspeed在美國北卡羅來納州達勒姆制造的碳化硅材料占全球50%以上。另外，今年3月，位于美國北卡羅來納州查塔姆縣的“John Palmour碳化硅制造中心”封頂，該項目總投資50億美元，預(yù)計2025年上半年開始生產(chǎn)，屆時將顯著擴大Wolfspeed材料產(chǎn)能。

在器件制造上，Wolfspeed已在美國紐約的莫霍克谷中擁有全球首家且最大的8英寸SiC工廠，該工廠于2022年4月正式開業(yè)。今年6月官方表示，莫霍克谷廠已經(jīng)實現(xiàn)了20%晶圓啟動利用率。此外，2023年1月，Wolfspeed和汽車零部件供應(yīng)商采埃孚宣布在德國薩爾州建造全球最大、最先進的8英寸SiC器件制造工廠，業(yè)界消息顯示，該計劃目前已延期，最早將于2025年開始。

羅姆

背靠日本強大的汽車工業(yè)以及在亞洲市場整合供應(yīng)鏈的能力，羅姆在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域積累較深。在看到碳化硅在電動汽車、工業(yè)市場等諸多領(lǐng)域的發(fā)展前景后，羅姆通過收購和自建的方式，從器件端向襯底材料端延伸。

晶圓廠建設(shè)上，據(jù)羅姆官網(wǎng)介紹，羅姆目前在日本擁有四個基于碳化硅的功率半導(dǎo)體生產(chǎn)基地，分別位于京都總部、福岡縣筑后工廠和長濱工廠以及宮崎第一工廠。2020年末，羅姆在日本福岡縣筑后工廠建設(shè)了碳化硅新廠房，已于2022年開始量產(chǎn)，而且產(chǎn)線將從量產(chǎn)6英寸晶圓切換為量產(chǎn)8英寸晶圓。在今年的PCIM Asia中，羅姆的工作人員表示，公司預(yù)計在2025年量產(chǎn)八英寸SiC，同時公司的第五代碳化硅MOSFET也將披露。

在襯底業(yè)務(wù)上，羅姆在2009年收購了德國SiC襯底制造商SiCrystal，以滿足自身材料供應(yīng)。此外，2023年7月13日，羅姆宣布計劃在2024年末開始在其位于日本宮崎縣的第二工廠生產(chǎn)8英寸碳化硅襯底，即藍碧石半導(dǎo)體宮崎第二工廠，該工廠原本是太陽能技術(shù)公司Solar Frontier的原國富工廠。

博世（BOSCH）

博世長久以來高度聚焦車用半導(dǎo)體、MEMS傳感器等領(lǐng)域，近年來博世高度看重碳化硅市場，也在進行重點投資。

博世現(xiàn)在共有兩座碳化硅生產(chǎn)工廠，分別位于德國羅伊斯特根和美國羅斯維爾。其中，羅伊斯特根工廠于2021年投產(chǎn)6英寸碳化硅晶圓，目前8英寸碳化硅晶圓便來自該工廠。羅斯維爾則是博世在2023年收購而來，而博世也將在2026年在加州羅斯維爾實現(xiàn)8英寸碳化硅晶圓的生產(chǎn)。

在襯底供應(yīng)上，博世主要通過與上游合作伙伴如天岳先進簽訂長期的合作關(guān)系確保后續(xù)襯底的穩(wěn)定供應(yīng)。

三菱電機

三菱電機的碳化硅業(yè)務(wù)主要依賴于工業(yè)和鐵路應(yīng)用營收。近些年，三菱電機將目光投注于快速發(fā)展的電動汽車領(lǐng)域，并加強SiC功率模塊研發(fā)。

今年5月末，三菱電機表示位于日本熊本縣新建的8英寸SiC工廠的竣工時間將定為2025年9月，投產(chǎn)時間將從2026年4月提前至2025年11月，將主要負責(zé)8英寸 SiC晶圓的前端工藝。另外，三菱電機還將加強其6英寸SiC晶圓的生產(chǎn)設(shè)施，以滿足當(dāng)下不斷增長的市場需求。

而在襯底供應(yīng)上，三菱電機主要與Coherent公司進行垂直合作，穩(wěn)定碳化硅襯底的采購以確保供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。

富士電機

富士電機在碳化硅器件的研發(fā)可以追溯到2013年，該公司在日本松本工廠就投產(chǎn)了6英寸SiC晶圓產(chǎn)線，2014年第一代平面型碳化硅MOSFET模塊已經(jīng)應(yīng)用在富士電機的光伏逆變器上。

今年1月，富士電機宣布在未來三年（2024至2026財年）投資2000億日元用于碳化硅功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)，包括在日本松本工廠建設(shè)8英寸碳化硅產(chǎn)能，預(yù)計2027年投產(chǎn)。此外，富士電機計劃在其位于青森縣五所川原市津輕工廠從2024年開始量產(chǎn)6英寸碳化硅功率半導(dǎo)體。

而在碳化硅襯底、晶圓材料上，富士電機主要和天岳先進、昭和電工等多個廠商簽署多年供應(yīng)協(xié)議以確保生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。

芯聯(lián)集成

芯聯(lián)集成在紹興越城建立了第一條8英寸碳化硅MOSFET晶圓產(chǎn)線，并于今年4月完成了工程批下線，預(yù)計明年實現(xiàn)量產(chǎn)。在2024年，公司計劃將碳化硅MOSFET的生產(chǎn)能力擴展至每月1萬片，較當(dāng)前的5000片/月增長近一倍。此外，芯聯(lián)集成計劃在2027年底前實現(xiàn)每月10萬片12英寸晶圓的產(chǎn)能目標(biāo)，其中包括碳化硅（SiC）MOSFET等產(chǎn)品。

Silan士蘭微

今年6月18日，士蘭微在廈門海滄區(qū)正式啟動了國內(nèi)首條8英寸碳化硅（SiC）功率器件芯片制造生產(chǎn)線項目，項目名稱為“士蘭集宏”，總投資達120億人民幣。該項目將分兩期建設(shè)，旨在形成年產(chǎn)72萬片8英寸SiC功率器件芯片的生產(chǎn)能力。第一期項目投資70億元，預(yù)計在2025年第三季度末完成初步通線，并在第四季度實現(xiàn)試生產(chǎn)，目標(biāo)年產(chǎn)2萬片。二期投資規(guī)模約50億元。

世界先進&漢磊

9月10日，晶圓代工大廠世界先進宣布，擬投資24.8億新臺幣以獲取漢磊13%的股權(quán)。雙方將進行策略合作，共同推動8英寸碳化硅（SiC）晶圓技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)制造。據(jù)悉，漢磊目前在中國臺灣新竹科學(xué)園擁有1座4/5英寸及2座6英寸晶圓廠，漢磊與世界先進的合作將在漢磊現(xiàn)有6英寸晶圓制造技術(shù)及客戶的基礎(chǔ)上，共同合作進行8英寸碳化硅技術(shù)平臺開發(fā)及產(chǎn)能布建，預(yù)計2026年下半年開始量產(chǎn)。

泰國將建首個SiC工廠

近日，泰國投資委員會宣布支持Hana Microelectronics和PTT Group成立的合資企業(yè)FT1 Corporation，投資了115億泰銖（3.5億美元）建設(shè)泰國首家SiC工廠，該工廠將使用從韓國芯片制造商轉(zhuǎn)讓的技術(shù)生產(chǎn)6英寸和8英寸晶圓。消息顯示，該工廠預(yù)計將于2027年第一季度投產(chǎn)，以滿足汽車、數(shù)據(jù)中心和儲能市場日益增長的需求。

從上述披露的14座碳化硅廠房（在建12座）布局來看，短期內(nèi)僅有Wolfspeed莫霍克谷工廠能夠提供8英寸碳化硅晶圓，最早則從明年開始陸續(xù)有廠家可以供應(yīng)上8英寸碳化硅晶圓。

中國碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況幾何？

據(jù)全球半導(dǎo)體觀察不完全統(tǒng)計，我國近年來有超100家企業(yè)在碳化硅領(lǐng)域進行布局，其中2024年就有超50個碳化硅項目迎來最新進展。如下圖所示，涉及的企業(yè)包括三安半導(dǎo)體、天科合達、重投天科、天岳先進、晶盛機電、同光股份、東尼電子、科友半導(dǎo)體等等。其中合盛新材多家企業(yè)在8英寸襯底、外延、晶體生長以及設(shè)備等多領(lǐng)域的突破值得關(guān)注。

襯底方面，國外多家大廠已與我國天科合達、天岳先進等企業(yè)簽訂了長期供貨協(xié)議。多方行業(yè)人士表示，中國的碳化硅企業(yè)特別是在襯底制備領(lǐng)域，國內(nèi)襯底企業(yè)的6英寸以及8英寸產(chǎn)品，無論是從產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)能還是價格，都已經(jīng)具備了明顯的競爭力。預(yù)計未來幾年，國內(nèi)頭部襯底企業(yè)將成為國際市場8英寸襯底的主要供應(yīng)商，市場占比遠超目前的6英寸。

今年以為我國碳化硅襯底市場動態(tài)頻頻， 9月10日寧波合盛新材宣布其8英寸導(dǎo)電型4H-SiC襯底項目已實現(xiàn)全線貫通，產(chǎn)品在微管密度、電阻率等關(guān)鍵性能指標(biāo)上表現(xiàn)優(yōu)異；9月2日天岳先進表示，在8英寸碳化硅襯底上，公司率先實現(xiàn)了自主擴徑，完成從8英寸導(dǎo)電型襯底制備到產(chǎn)業(yè)化的快速布局；科友半導(dǎo)體近期則表示，該公司的8英寸碳化硅長晶良率達到60%左右，8英寸碳化硅襯底加工產(chǎn)線于2023年底調(diào)試完畢后，正陸續(xù)提升產(chǎn)能；世紀(jì)金芯表示，8英寸碳化硅襯底片已與多家國內(nèi)外客戶完成多批次產(chǎn)品驗證，預(yù)計2024年下半年落成訂單；今年4月11日青禾晶元官方宣布，在國內(nèi)率先成功制備了8英寸碳化硅鍵合襯底。

而在碳化硅外延領(lǐng)域，天域半導(dǎo)體也在加碼擴產(chǎn)，據(jù)悉其總部和生產(chǎn)制造中心項目一期即將試產(chǎn)，產(chǎn)能為17萬片/年。另外近期官方也披露了天域半導(dǎo)體的8英寸碳化硅外延工藝技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力提升項目；此外，5月13日，?？瓢雽?dǎo)體宣布，公司成功實現(xiàn)了國產(chǎn)8英寸碳化硅襯底上同質(zhì)外延生長，正式具備8英寸SiC外延片量產(chǎn)能力；瀚天天成也在今年5月宣布，公司完成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的8英寸碳化硅外延工藝的技術(shù)開發(fā)，瀚天天成正式具備了國產(chǎn)8英寸碳化硅外延晶片量產(chǎn)能力；今年4月，南京百識電子宣布正式具備國產(chǎn)8英寸碳化硅外延晶片量產(chǎn)能力…

而在碳化硅設(shè)備領(lǐng)域，近日中國電科48所表示，其自主研發(fā)的8英寸碳化硅外延設(shè)備已實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，通過改進激光視覺定位、晶圓自糾偏等技術(shù)，設(shè)備自動化性能更加成熟，提升了產(chǎn)品生產(chǎn)效率；廣州三義激光生產(chǎn)的首批6 & 8英寸碳化硅激光滾圓設(shè)備順利完成生產(chǎn)并正式交付客戶，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率；今年8月納設(shè)智能也成功研制出更大尺寸具有更多創(chuàng)新技術(shù)的8英寸碳化硅外延設(shè)備；晶升股份首批8英寸碳化硅長晶設(shè)備已于今年7月在重慶完成交付；早在去年6月，晶盛機電就成功研發(fā)出具有國際先進水平的8英寸單片式碳化硅外延生長設(shè)備；此外，我國半導(dǎo)體設(shè)備龍頭企業(yè)北方華創(chuàng)，面向8英寸襯底和外延制造已有相應(yīng)的設(shè)備產(chǎn)品下線…

總體而言，我國碳化硅產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，市場規(guī)模不斷擴大，其中在上游碳化硅襯底制備技術(shù)方面取得了顯著進展，不斷縮小與國際先進水平的差距，而在中游器件和模塊制造環(huán)節(jié)與國際大廠還存在較大差距。

第三代半導(dǎo)體應(yīng)用挺進AI數(shù)據(jù)中心

過去幾年，關(guān)于第三代半導(dǎo)體市場的討論熱點，多聚焦于電動汽車和工業(yè)市場，但近期汽車芯片市場增長趨緩引起行業(yè)擔(dān)憂。與此同時，AI人工智能浪潮席卷全球，數(shù)據(jù)中心對算力需求的持續(xù)高漲成為了第三代半導(dǎo)體破局的關(guān)鍵。

除了新能源汽車、5G通信、工業(yè)應(yīng)用以外，數(shù)據(jù)中心或?qū)⒊蔀樘蓟璧挠忠粋€強有力加速引擎。安森美總裁兼首席執(zhí)行官Hassane El-Khoury表示，在接下來的3-5年，單個數(shù)據(jù)中心的容量將會從傳統(tǒng)的150MW-180MW，提升到500MW兆瓦以上,這意味著電源單元必須具備更高的功率能力，預(yù)計將從傳統(tǒng)的3kW、4kW，逐步提升至5kW、8kW，甚至10kW。而碳化硅的高功率密度和效率能夠在數(shù)據(jù)中心中發(fā)揮非常重要的作用，能夠幫助數(shù)據(jù)中心電源實現(xiàn)更高的功率密度。

深圳基本半導(dǎo)體有限公司總經(jīng)理也表示，大型計算基礎(chǔ)設(shè)施運行所需的電能日益增加，需要更高功率、更高能效的電力電子設(shè)備去支撐。給AI處理器供電最高效的選擇就是氮化鎵和碳化硅等第三代半導(dǎo)體。具體到碳化硅的應(yīng)用而言，碳化硅具有極小的反向恢復(fù)損耗，可以有效降低能耗，主要應(yīng)用在AI服務(wù)器電源的PFC（功率因數(shù)校正）中?，F(xiàn)在多數(shù)企業(yè)都在采用碳化硅二極管替代硅二極管，碳化硅MODFET替代硅MOSFET。

此外，與市場規(guī)模增長形成鮮明對比的是，碳化硅的價格正在快速下降。市場消息顯示，今年碳化硅器件價格對比之前降幅達約30%。隨著8英寸SiC產(chǎn)能的逐步釋放，預(yù)計SiC單器件或單位電流密度的成本將進一步降低，這也可能成為推動SiC大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的轉(zhuǎn)折點。

行業(yè)人士表示，即便碳化硅類產(chǎn)品降低，其價格也會遠高于硅基類產(chǎn)品。對此博世中國區(qū)總裁Norman Roth博士表示，這是由碳化硅的材料特性決定的。此外，碳化硅作為半導(dǎo)體，也存在前期投資巨大，產(chǎn)品周期長的特性，整個價格走勢會呈現(xiàn)出平穩(wěn)的下降，而非斷崖式的下跌。

結(jié)語

總體而言，8英寸碳化硅時代即將到來，材料層的更新將推動半導(dǎo)體行業(yè)開啟新一輪更新?lián)Q代。而對于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言，碳化硅領(lǐng)域是一個可以快速趕超的激情領(lǐng)域，未來大有可為。（來源：全球半導(dǎo)體觀察）

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據(jù)介紹，該案投資金額達15億元新臺幣（折合人民幣約3.29億元），主要用來生產(chǎn)氮化鎵功率元件相關(guān)產(chǎn)品。

資料顯示冠亞為臺亞半導(dǎo)體子公司，專注于氮化鎵（GaN）功率技術(shù)。公司可提供的氮化鎵功率元件包含650V（GaN on Si）以下與1200V（GaN on Sapphire/SiC）以上規(guī)格，產(chǎn)品可應(yīng)用在快速充電器、電動車、太陽能逆變器等新興應(yīng)用領(lǐng)域。

值得一提的是，未來冠亞或?qū)⒅匦姆旁?英寸氮化鎵業(yè)務(wù)的發(fā)展。

今年5月底，臺亞半導(dǎo)體舉行股東會，會議通過了將8英寸GaN（氮化鎵）事業(yè)群分割的計劃。

分割后，6英寸氮化鎵產(chǎn)線繼續(xù)保留在臺亞，產(chǎn)線同時生產(chǎn)感測組件，且生產(chǎn)6英寸氮化鎵是為子公司冠亞或其他廠商代工；8英寸氮化鎵事業(yè)群則在分割完成后由冠亞承接。

source：拍信網(wǎng)

據(jù)集邦化合物半導(dǎo)體此前報道，冠亞8英寸氮化鎵產(chǎn)線的第一批設(shè)備已經(jīng)全數(shù)到位，原計劃預(yù)定在第三季試產(chǎn)8英寸氮化鎵，若一切順利冠亞將在第四季前完成第一顆產(chǎn)品，第一條線月產(chǎn)能預(yù)估達2,000片。據(jù)了解，目前8英寸氮化鎵業(yè)務(wù)已接到客戶訂單。

本次投資案通過以后，冠亞將借助母公司臺亞半導(dǎo)體的外延技術(shù)和研發(fā)資源，進一步整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈，加強中國臺灣地區(qū)在化合物半導(dǎo)體外延技術(shù)及相關(guān)高功率元件開發(fā)領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢，并推動氮化鎵長晶、晶圓切片及周邊材料供應(yīng)鏈的產(chǎn)業(yè)集群的完善。（集邦化合物半導(dǎo)體Morty整理）

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source：住友金屬

住友金屬已經(jīng)開始銷售6英寸SiCkrest產(chǎn)品，并且其直接鍵合技術(shù)已經(jīng)獲得許可。而在8英寸方面，盡管公司在2022年7月做出了投資開發(fā)線的決策，但直到2024年9月才開始向客戶發(fā)送樣品進行認(rèn)證。

住友金屬預(yù)計，隨著8英寸襯底生產(chǎn)線的建成，到2025財年下半年，鍵合SiC襯底的月產(chǎn)能將超過10,000片（6英寸等效）。同時，Sicoxs還計劃開始向其被許可方供應(yīng)多晶SiC支撐基板。

據(jù)悉，SiCkrest使用一種獨特的鍵合技術(shù)來創(chuàng)建兩層晶片，從而實現(xiàn)高性能和有競爭力的價格。通過在低電阻多晶SiC支撐基板上鍵合一層高質(zhì)量的單晶SiC薄層，這些產(chǎn)品能夠在保持單晶SiC特性的同時，實現(xiàn)整個基板的低電阻和減少電流衰減。

source：住友金屬

SiC作為一種優(yōu)異的半導(dǎo)體材料，特別適用于控制電力。與傳統(tǒng)硅（Si）相比，SiC能夠承受更高的電壓，并且顯著減少能量損失。這些特性使得SiC在電動汽車和混合動力汽車的驅(qū)動控制器中備受青睞，尤其是在需要大電流和高耐壓的高容量領(lǐng)域，預(yù)計市場需求將不斷增長。

根據(jù)TrendForce集邦咨詢推出的《2024全球SiC Power Device市場分析報告》，作為未來電力電子技術(shù)的重要發(fā)展方向，SiC在汽車、可再生能源等功率密度和效率極其重要的應(yīng)用市場中仍然呈現(xiàn)加速滲透之勢，未來幾年整體市場需求將維持增長態(tài)勢，預(yù)估2028年全球SiCPower Device市場規(guī)模有望達到91.7億美金。此外，生產(chǎn)單晶SiC需要大量電能。Sicoxs的技術(shù)通過重復(fù)使用單晶SiC來增加市場供應(yīng)，同時減少整體能源消耗。住友金屬礦山集團將繼續(xù)擴大其SiCkrest相關(guān)業(yè)務(wù)，并致力于實現(xiàn)可持續(xù)的業(yè)務(wù)增長和增加企業(yè)價值。

值得注意的是，近期，日本多家碳化硅廠商也紛紛采取行動：

● 8月1日，東海碳素（Tokai Carbon）宣布計劃投資54億日元（約合人民幣2.66億元）在日本神奈川縣茅崎市建設(shè)一條多晶SiC晶圓專線，預(yù)計2024年12月完工。

● 9月17日，日本礙子宣布成功制備出直徑為8英寸的SiC晶圓，并在美國ICSCRM 2024上展示了相關(guān)研究成果。公司利用其陶瓷加工技術(shù)在多個襯底上生長具有低BPD密度的4H-SiC晶體。通過該工藝，公司完成了在4英寸4H-SiC籽晶上同時生長了9個晶體的實驗。

● 9月24日，Resonac（原昭和電工）宣布與Soitec簽署合作協(xié)議，共同開發(fā)用于功率半導(dǎo)體的8英寸SiC鍵合襯底。

這些動態(tài)表明，日本在碳化硅領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)能力正在不斷增強。（集邦化合物半導(dǎo)體Morty整理）

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其中，碳化硅原材料及碳化硅襯底項目簽約方為特凱斯新材料有限公司（下文簡稱“特凱斯”）。

公開資料顯示，特凱斯成立于2024年5月，是一家由海外留學(xué)歸國人員創(chuàng)立的開發(fā)、生產(chǎn)第三代半導(dǎo)體材料的高科技公司。公司核心團隊從事SiC相關(guān)材料和器件的開發(fā)累計已經(jīng)超過50年的歷史，獨有的專利技術(shù)能夠大幅降低第三代半導(dǎo)體器件的成本，提高性能，促進第三代半導(dǎo)體的大規(guī)模普及。

source：特凱斯

公司計劃在仙居縣建立第三代半導(dǎo)體上游產(chǎn)業(yè)中心，以進一步擴大其在行業(yè)中的影響力。

9月14日，特凱斯對外公布了其年產(chǎn)1200噸碳化硅粗品項目的環(huán)境影響評價信息。根據(jù)公告，該項目將在仙居經(jīng)濟開發(fā)區(qū)現(xiàn)代醫(yī)藥化工園區(qū)內(nèi)建設(shè)，包括生產(chǎn)線和配套的制氫項目。該項目占地120畝，總建筑面積約42150平方米，預(yù)計將形成年產(chǎn)1200噸碳化硅粗品和208噸氫氣（全部自用，不對外銷售）的生產(chǎn)能力，同時副產(chǎn)品為31%鹽酸。

值得注意的是，在碳化硅原材料領(lǐng)域，今年國內(nèi)外有多家企業(yè)取得了新進展。

5月初，中宜創(chuàng)芯成功實現(xiàn)了500噸碳化硅半導(dǎo)體粉體的生產(chǎn)線，其產(chǎn)品純度高達99.99999%，并已在國內(nèi)多家企業(yè)和研究機構(gòu)進行試用和驗證。

6月28日，冠嵐新材料宣布其年產(chǎn)1600噸碳化硅襯底材料項目正式簽約落地。

7月15日，合盛硅業(yè)的子公司賽盛新材料年產(chǎn)800噸碳化硅顆粒項目點火成功，標(biāo)志著項目從建設(shè)階段成功轉(zhuǎn)型為生產(chǎn)階段。

8月1日，韓國化學(xué)材料公司Nano CMS宣布其新的碳化硅（SiC）材料加工廠已竣工并全面運營，預(yù)計每年加工180噸功率半導(dǎo)體晶片材料，這一項目被視為滿足韓國電力電子和半導(dǎo)體行業(yè)高需求的重要里程碑。

這些進展不僅展示了碳化硅材料領(lǐng)域的快速發(fā)展，也預(yù)示著第三代半導(dǎo)體技術(shù)的商業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)正逐步成為現(xiàn)實。隨著更多新興企業(yè)的加入，碳化硅材料及其應(yīng)用將在未來幾年內(nèi)迎來更廣闊的市場前景。（集邦化合物半導(dǎo)體Morty整理）

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晶通半導(dǎo)體成立于2020年，是一家專注于氮化鎵功率器件、氮化鎵集成驅(qū)動芯片和氮化鎵肖特基二極管的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的科技型企業(yè)，已獲國家高新技術(shù)企業(yè)、專精特新中小企業(yè)資質(zhì)認(rèn)定，也是國內(nèi)少數(shù)能提供氮化鎵功率器件和驅(qū)動芯片共同優(yōu)化及設(shè)計集成方案的功率半導(dǎo)體公司。

公司核心團隊來自英飛凌、意法半導(dǎo)體、PI及Cree等一線半導(dǎo)體原廠，歷史投資方包括矽力杰、中芯聚源、GRC富華資本等著名企業(yè)及投資機構(gòu)。公司自成立以來，始終堅持以人才為本、誠信立業(yè)的經(jīng)營原則，為消費電子、白色家電、工業(yè)電源、光伏儲能等應(yīng)用市場帶來高能源效率、高可靠性、高集成性價比的全方位產(chǎn)品解決方案。（來源：晶通半導(dǎo)體）

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source：昕感科技

集邦化合物半導(dǎo)體了解到，昕感科技6英寸功率半導(dǎo)體制造項目總計投資超10億元，一期建設(shè)6英寸廠房，總建筑面積超4.5萬平，核心生產(chǎn)無塵室面積達1萬平，包括主FAB廠房（分二期建設(shè)完成），以及CUB動力站、甲/乙類庫、供氫站等配套設(shè)施。該晶圓廠于2023年8月土建開工，2024年8月設(shè)備正式Move-in。

公開資料顯示，昕感科技成立于2020年9月，聚焦于寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅（SiC）功率芯片和模塊設(shè)計、開發(fā)及制造，并分別在江陰和深圳設(shè)有芯片器件生產(chǎn)線和模塊模組研發(fā)中心。source：昕感科技

在產(chǎn)品端，昕感科技已在650V、1200V、1700V等電壓平臺上完成數(shù)十款SiC器件和模塊產(chǎn)品量產(chǎn)，部分產(chǎn)品已通過AEC-Q101車規(guī)級可靠性認(rèn)證。截至目前昕感科技SiC MOSFET累計出貨客戶百余家，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于光伏儲能、新能源汽車、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

在融資端，天眼查顯示，昕感科技目前累計完成了7輪融資。其中僅A輪、B+輪披露了融資金額，皆超億元。（集邦化合物半導(dǎo)體Morty整理）

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8英寸碳化硅，布局戰(zhàn)況

憑借成本等綜合優(yōu)勢，市場對8英寸碳化硅的部署步伐不停，近期傳來許多新的聲音。

海外廠商方面，9月17日，日本礙子株式會（NGK，下文簡稱日本礙子）在其官網(wǎng)宣布，已成功制備出直徑為8英寸的SiC晶圓，并表示公司將于本月底在美國ICSCRM 2024展示8英寸SiC晶圓及相關(guān)研究成果。

據(jù)日媒報道，日本企業(yè)Resonac（原昭和電工）的8英寸SiC外延片品質(zhì)已經(jīng)達到了6英寸產(chǎn)品的同等水平。目前，公司正在通過提高生產(chǎn)效率來降低成本，樣品評估已經(jīng)進入商業(yè)化的最后階段，預(yù)計一旦成本優(yōu)勢超過6英寸產(chǎn)品，Resonac就會開始轉(zhuǎn)型生產(chǎn)8英寸產(chǎn)品。除了量產(chǎn)8英寸SiC外延片外，Resonac還將在2025年開始量產(chǎn)8英寸碳化硅襯底。

另據(jù)媒體報道，安森美將加快8英寸碳化硅晶圓的生產(chǎn)進度，預(yù)計從2025年開始，可根據(jù)市場需求進行產(chǎn)能轉(zhuǎn)換。該公司計劃于今年晚些時候推出8英寸碳化硅晶圓，并于2025年投產(chǎn)。安森美總裁兼首席執(zhí)行官Hassane El-Khoury稱，公司仍然按計劃推進，今年將完成8英寸晶圓的認(rèn)證，這包括從襯底到晶圓廠的整個流程。8英寸碳化硅的認(rèn)證將在今年通過，明年開始的收入將符合預(yù)期。

8英寸碳化硅工廠布局上，安森美于2023年10月完成其位于韓國富川的先進碳化硅超大型制造工廠的擴建。該工廠滿載時，每年能生產(chǎn)超過100萬片8英寸碳化硅晶圓。富川碳化硅生產(chǎn)線目前主力生產(chǎn)6英寸晶圓，后續(xù)完成8英寸碳化硅工藝驗證后，將轉(zhuǎn)為生產(chǎn)8英寸晶圓。

此外據(jù)悉，9月9日， Wolfspeed推出一款用于1500V直流母線的2300V無底板碳化硅電源模塊，采用其最先進的8英寸碳化硅晶片技術(shù)。該產(chǎn)品旨在通過提高效率、耐用性、可靠性和可擴展性，推動可再生能源、儲能和大容量快速充電領(lǐng)域發(fā)展。

國內(nèi)廠商方面，三安光電重慶三安項目（系8英寸碳化硅襯底配套工廠）已實現(xiàn)襯底廠的點亮通線。襯底廠是由三安光電利用自有碳化硅襯底工藝，通過全資子公司湖南三安半導(dǎo)體在重慶設(shè)立全資子公司重慶三安半導(dǎo)體配套建設(shè)，項目總投資約70億元規(guī)劃生產(chǎn)8英寸碳化硅襯底48萬片/年。

天岳先進8英寸導(dǎo)電型于近期已經(jīng)形成規(guī)?；⑦M入量產(chǎn)階段，產(chǎn)品在持續(xù)交付；另外，天岳先進于今年7月擬定增募資3億元，用于投資8英寸車規(guī)級碳化硅襯底制備技術(shù)提升項目。

天岳先進董事長、總經(jīng)理宗艷民稱，從降本的角度，長期看，8英寸晶圓將有助于碳化硅器件在更多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，推動碳化硅市場進入新的發(fā)展階段。目前公司在8英寸碳化硅襯底上，走在了行業(yè)前列，具備規(guī)?；a(chǎn)能力，公司將計劃進一步擴展臨港工廠8英寸碳化硅襯底產(chǎn)能。

業(yè)界：8英寸碳化硅將逐步起量

作為第三代半導(dǎo)體代表材料之一，碳化硅（SiC）備受歡迎。特性方面，相比傳統(tǒng)的Si半導(dǎo)體材料，SiC擁有3倍的禁帶寬度、3倍的熱導(dǎo)率、近10倍的擊穿場強、以及2倍的電子飽和漂移速率。理論上，相同耐壓的器件，SiC的單位面積的漂移層阻抗可以降低到Si的1/300。

碳化硅主要應(yīng)用在電動汽車、軌道交通、高壓輸變電、光伏、5G通訊等領(lǐng)域。根據(jù)業(yè)界數(shù)據(jù)顯示，就電動汽車而言，使用SiC功率半導(dǎo)體時，行駛里程可以增加18~20%，預(yù)計未來汽車的采用率將從目前的15%提高到60%。從整車廠方向上看，目前包括蔚來、理想、小鵬、小米、嵐圖、智己、比亞迪、長城等多數(shù)車企均推出了800V碳化硅高壓平臺。

展望未來，全球市場研究機構(gòu)TrendForce集邦咨詢表示，作為未來電力電子技術(shù)的重要發(fā)展方向，SiC在汽車、可再生能源等功率密度和效率極其重要的應(yīng)用市場中仍然呈現(xiàn)加速滲透之勢，未來幾年整體市場需求將維持增長態(tài)勢，并預(yù)測，2028年全球SiC功率器件市場規(guī)模有望達到91.7億美元。
碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈主要由襯底、外延、器件、應(yīng)用等環(huán)節(jié)組成。其中碳化硅襯底制造是碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)壁壘最高、價值量最大的環(huán)節(jié)，是未來碳化硅大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推進的核心環(huán)節(jié)，其生產(chǎn)流程包括長晶、切片、研磨和拋光四個環(huán)節(jié)。

圖源：全球半導(dǎo)體觀察制圖

從尺寸發(fā)展趨勢上看，“尺寸越大，單位芯片成本越低?！笔窃谔蓟枰r底開發(fā)當(dāng)中公認(rèn)的重要降本路徑之一。根據(jù)天科合達數(shù)據(jù)，從4英寸升級到6英寸預(yù)計可將單位成本降低50%；從6英寸到8英寸成本預(yù)計還能再降低35%。

業(yè)界認(rèn)為，目前6英寸雖是碳化硅市場主流，但轉(zhuǎn)型8英寸已是必然趨勢，預(yù)計從2026年至2027年開始，現(xiàn)在的6英寸碳化硅產(chǎn)品都將被8英寸產(chǎn)品替代。宗艷民近日在2024年上半年業(yè)績說明會上表示，“未來幾年內(nèi)，隨著技術(shù)進步，8英寸碳化硅將逐步起量?！?/p>

另據(jù)TrendForce集邦咨詢數(shù)據(jù)顯示，8英寸的產(chǎn)品市占率不到2%，并預(yù)測2026年市場份額將成長到15%左右。

碳化硅襯底價格下坡，未必是壞事？

據(jù)市場消息稱，國內(nèi)主流6英寸碳化硅襯底報價參照國際市場每片750-800美元的價格，價格跌幅近三成。
TrendForce集邦咨詢分析師曾指出，這幾年間，隨著中國廠商進入到整個碳化硅市場競爭之中，更是加速了整個碳化硅市場襯底價格的下降幅度。

針對價格變化現(xiàn)象，宗艷民稱，碳化硅襯底價格會下降，這一方面是由于技術(shù)的提升和規(guī)?；?yīng)推動襯底成本的下降；另一方面，目前碳化硅襯底價格比硅襯底高，而價格下降有助于下游應(yīng)用的擴展，推動碳化硅更加廣闊的滲透應(yīng)用。與其他半導(dǎo)體材料類似，目前國內(nèi)外頭部企業(yè)會根據(jù)市場情況、自身產(chǎn)品、具體客戶等因素綜合考慮定價策略，而部分新進參與者也會通過降價獲得市場，這也基本符合行業(yè)發(fā)展規(guī)律。（來源：全球半導(dǎo)體觀察）

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source：長飛先進

據(jù)悉，長飛先進武漢基地主要聚焦于第三代半導(dǎo)體功率器件研發(fā)與生產(chǎn)，致力于打造一個集芯片設(shè)計、制造及先進技術(shù)研發(fā)于一體的現(xiàn)代化半導(dǎo)體制造基地。項目總投資預(yù)計超過200億元，占地面積約22.94萬㎡，建筑面積約30.15萬㎡，主要建設(shè)內(nèi)容包括晶圓制造廠房、封裝廠房、外延廠房、動力廠房、成品庫、綜合辦公樓、員工宿舍以及生產(chǎn)配套用房設(shè)施等。

日前，長飛先進的晶圓廠、封測廠、外延廠、宿舍樓與綜合樓已實現(xiàn)封頂。

據(jù)介紹，10月開始，長飛先進武漢基地將迎來首批設(shè)備搬入，并于2025年6月實現(xiàn)量產(chǎn)通線。項目投產(chǎn)后可年產(chǎn)36萬片SiC晶圓及外延、6100萬個功率器件模塊，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、光儲充等領(lǐng)域。

長飛先進專注于SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)品研發(fā)及制造，具備從外延生長、器件設(shè)計、晶圓制造到模塊封測的全流程生產(chǎn)能力和技術(shù)研發(fā)能力。

目前，長飛先進產(chǎn)品覆蓋650V-3300V全電壓平臺的SiC MOSFET和SBD，應(yīng)用于車載主驅(qū)、車載OBC、光伏逆變器、充電樁逆變器、工業(yè)電源等全場景。長飛先進目前晶圓代工產(chǎn)品超過50款，自營產(chǎn)品超過20款，其中1200V 15mΩ SiC MOSFET產(chǎn)品已經(jīng)開始導(dǎo)入市場，面向車載主驅(qū)逆變器應(yīng)用場景。（來源：集邦化合物半導(dǎo)體整理）

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2024年9月3日，信越化學(xué)宣布研制出一種用于GaN（氮化鎵）外延生長的300毫米（12英寸）QSTTM襯底，并于近日開始供應(yīng)樣品。

圖片來源：信越化學(xué)

從氮化鎵生產(chǎn)上看，盡管GaN器件制造商可以使用現(xiàn)有的Si生產(chǎn)線來生產(chǎn)GaN，但由于缺乏適合GaN生長的大直徑基板，因此無法從增加材料直徑中獲益。上述的300毫米QST基板具有與GaN相同的熱膨脹系數(shù)，可實現(xiàn)大直徑的高質(zhì)量厚GaN外延生長，并抑制SEMI標(biāo)準(zhǔn)厚度的QST襯底上GaN外延層的“翹曲”或“裂紋”，從而大大降低了器件成本。

資料顯示，QSTTM襯底是美國Qromis公司開發(fā)的專用于GaN生長的復(fù)合材料，并于2019年授權(quán)給信越化學(xué)。QSTTM是Qromis的美國商標(biāo)（注冊號5277631）。目前，信越化學(xué)已銷售了150毫米（6英寸）、200毫米（8英寸）QST襯底，以及QST外延襯底上的GaN，如今公司還開發(fā)出300mmQST基板。信越化學(xué)表示，在擴大150mm和200mmQST基板設(shè)施的同時，公司還將致力于300mmQST基板的量產(chǎn)。

信越化學(xué)稱，利用這一特性，許多客戶正在評估QSTTM襯底和QSTTM外延襯底上的GaN，用于功率器件、高頻器件和LED。盡管商業(yè)環(huán)境充滿挑戰(zhàn)，但客戶已進入實用化開發(fā)階段，應(yīng)對功率器件（包括數(shù)據(jù)中心電源）日益增長的需求。

氮化鎵襯底廠商，動態(tài)頻頻

氮化鎵整個產(chǎn)業(yè)鏈可細分為襯底、外延、晶圓代工、芯片設(shè)計四個環(huán)節(jié)，而襯底（Substrate）是產(chǎn)業(yè)鏈的源頭。從制備難度上看，不同于Si和SiC芯片，GaN的外延片通常用的是異質(zhì)襯底，藍寶石、碳化硅、硅等是氮化鎵外延片主流的異質(zhì)襯底材料。相對于常規(guī)半導(dǎo)體材料，GaN單晶的生長進展緩慢，晶體尺寸小且成本高，當(dāng)前的GaN基器件主要基于異質(zhì)襯底制作而成，使得GaN單晶襯底及同質(zhì)外延器件的發(fā)展落后于基于異質(zhì)外延器件的應(yīng)用。

目前，GaN外延技術(shù)常用的主要是HPVE（氫化物化學(xué)氣相外延）、氨熱法（Ammonothermal）、 助熔劑法/鈉流法（Na Flux Method）三種，還有一些廠商采用PVD（物理氣相傳輸法）、MOCVD（金屬有機物化學(xué)氣相沉積）、MBE（分子束外延）、CVD（化學(xué)氣相沉積）等方法。

從市場格局上看，國外襯底廠商主要有日本住友化學(xué)（SCIOCS）、日本礙子（NGK）、日本三菱（Mitsubishi）、日本古河電氣（Furukawa）、波蘭Ammono、美國Kymatech。國內(nèi)襯底廠商主要是蘇州納維 (Nanowin)、東莞中鎵( Sino Nitride)。

今年來，氮化鎵襯底研發(fā)有了新動態(tài)。今年1月，據(jù)日媒報道，住友化學(xué)已經(jīng)成功建立4英寸氮化鎵襯底的量產(chǎn)技術(shù)，將從2024年開始與客戶協(xié)調(diào)量產(chǎn)事宜，還將提供GaN on GaN垂直型外延產(chǎn)品。

據(jù)悉，阜陽師范大學(xué)科研處于3月1日到訪鎵數(shù)氮化物產(chǎn)業(yè)研究院，就“4英寸氮化鎵單晶襯底制備關(guān)鍵技術(shù)”項目展開調(diào)研。該GaN項目為阜陽市校合作產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院項目，目前鎵數(shù)中試線能夠順利生產(chǎn)4英寸氮化鎵單晶襯底，6英寸和更大尺寸的氮化鎵單晶尚在技術(shù)攻堅過程中。

資料顯示，鎵數(shù)氮化物產(chǎn)業(yè)研究院成立于2022年，經(jīng)營范圍包括新材料技術(shù)研發(fā)、半導(dǎo)體分立器件制造等。

3月8日，據(jù)日媒報道，日本大阪大學(xué)（Osaka University）、豐田合成和松下控股公司松下高清三方合作的GaN襯底開發(fā)項目取得了新進展，已成功制備高質(zhì)量6英寸GaN襯底。豐田合成借助了大阪大學(xué)新開發(fā)的技術(shù)成功制備缺陷密度為104/ cm2的6英寸GaN襯底，該技術(shù)結(jié)合了Na助焊劑法和多點晶種法，兼具高質(zhì)量及易擴徑的優(yōu)點。此外，以該技術(shù)為基礎(chǔ)，他們將開發(fā)兼容8英寸或更大尺寸的晶體生長設(shè)備，用于未來進一步開發(fā)大尺寸襯底。

氮化鎵：第二次電力電子學(xué)革命催化劑

從原理上看，氮化鎵是由鎵（原子序數(shù)31）和氮（原子序數(shù)7）結(jié)合而來的化合物，是擁有穩(wěn)定六邊形晶體結(jié)構(gòu)的寬禁帶半導(dǎo)體材料。這里的禁帶，是指電子從原子核軌道上脫離所需要的能量。而氮化鎵的禁帶寬度為3.4eV，是硅的3倍多，故氮化鎵擁有寬禁帶特性（WBG）。

Source:GaN Wurtzite crystal structure, Wikipedia

由于氮化鎵具有更小的晶體管、更短的電流路徑、超低的電阻和電容等優(yōu)勢，氮化鎵充電器的充電器件運行速度，比傳統(tǒng)硅器件要快100倍。而由于寬禁帶材料具備高電場強度，耗盡區(qū)窄短，從而可以開發(fā)出載流子濃度非常高的器件結(jié)構(gòu)。從氮化鎵目前的發(fā)展來看，據(jù)業(yè)界披露，一個典型的650V橫向氮化鎵晶體管，可以支持超過800V的電壓，其漏極漂移區(qū)為10-20μm，或大約40-80V/μm。這大大高于硅20V/μm的理論極限。不過氮化鎵器件目前仍然遠遠低于約300V/μm的禁帶寬度極限，這意味著還有巨大的改進和優(yōu)化空間。

此外，據(jù)業(yè)界稱，氮化鎵的設(shè)計和集成度，已經(jīng)被證明可以成為充當(dāng)下一代功率半導(dǎo)體，其碳足跡比傳統(tǒng)的硅基器件要低10倍，并且氮化鎵功率芯片將成為第二次電力電子學(xué)革命的催化劑。據(jù)業(yè)界估計，如果全球采用硅芯片器件的數(shù)據(jù)中心，都升級為使用氮化鎵功率芯片器件，那全球的數(shù)據(jù)中心將減少30-40% 的能源浪費，相當(dāng)于節(jié)省了 100 兆瓦時太陽能和1.25 億噸二氧化碳排放量。

圖片來源：Navitas

GaN發(fā)展，再次提速

近年來，氮化鎵已在消費（如電源適配器）和工業(yè)如數(shù)據(jù)中心電源和太陽能逆變器）已得到廣泛采用。從目前發(fā)展應(yīng)用情況來看，消費電子仍是其重要的下游市場，而電機驅(qū)動、AI、汽車等行業(yè)對氮化鎵的需求也在不斷增強。

具體來看，在汽車行業(yè)，氮化鎵正成為新能源汽車領(lǐng)域中，電源轉(zhuǎn)換和電池充電的首選技術(shù)。Transphorm（現(xiàn)Renesas-瑞薩電子）于2017年發(fā)布的第一個符合汽車AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)的功率GaN產(chǎn)品，截至目前已有多家廠商推出豐富的汽車級產(chǎn)品。TrendForce集邦咨詢稱，雖然GaN進入Inverter、OBC等動力系統(tǒng)組件還面臨著多個技術(shù)問題，但相信在英飛凌、瑞薩等汽車芯片大廠的持續(xù)投資推動下，GaN不久就會成為汽車功率組件中的關(guān)鍵角色。

在消費電子領(lǐng)域，TrendForce集邦咨詢認(rèn)為，消費電子是功率GaN產(chǎn)業(yè)的主戰(zhàn)場，并由快速充電器迅速延伸至家電、智能手機等領(lǐng)域。具體而言，GaN已經(jīng)在低功率的手機快速充電器中被大規(guī)模采用，下一步GaN將進入可靠性要求更為嚴(yán)格的筆電、家電電源。另外，其他蘊藏潛力的消費場景包括Class-D Audio、Smartphone OVP等。

其他領(lǐng)域，從市場來看，氮化鎵越來越多地出現(xiàn)在太陽能發(fā)電裝置采用的逆變器中，以及電機驅(qū)動和其他工業(yè)電源轉(zhuǎn)換的方案中。此外在AI領(lǐng)域，面對更高端的AI運算，務(wù)器電源的效能、功率密度必須進一步提高，氮化鎵因其優(yōu)秀的特性備受關(guān)注。今年，英飛凌與納微半導(dǎo)體均公布了針對AI數(shù)據(jù)中心的技術(shù)路線圖，將液冷技術(shù)與GaN相結(jié)合，在較低結(jié)溫下具有明顯的優(yōu)勢，為數(shù)據(jù)中心提供了巨大的機會，可以最大程度地提高效率，滿足不斷增長的電力需求，并克服服務(wù)器發(fā)熱量不斷增加所帶來的挑戰(zhàn)。業(yè)界稱，隨著AI應(yīng)用普及，GaN有望成為減熱增效的關(guān)鍵解決技術(shù)之一。

展望氮化鎵市場前景，據(jù)TrendForce集邦咨詢最新《2024全球GaN Power Device市場分析報告》顯示，隨著英飛凌、德州儀器對GaN技術(shù)傾注更多資源，功率GaN產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將再次提速。2023年全球GaN功率元件市場規(guī)模約2.71億美元，至2030年有望上升至43.76億美元，CAGR（復(fù)合年增長率）高達49%。其中非消費類應(yīng)用比例預(yù)計會從2023年的23%上升至2030年的48%，汽車、數(shù)據(jù)中心和電機驅(qū)動等場景為核心。

來源：全球半導(dǎo)體觀察

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