随着新能源汽车800V高压快充的普及，汽车级碳化硅（SiC）走在了前列。碳化硅功率器件凭借其高电压、高频、耐高温的特性，可以显着提高电池充电速度和车辆运行效率。因此，国内碳化硅半导体企业正在加速发展，抢占碳化硅市场。
近日，吉利参股的广东新粤能半导体有限公司（以下简称“新粤能”）发生工商变更，新增国投（广东）科技成果转化创业投资基金合伙企业（有限公司）合伙企业）作为股东，注册资本由4亿元人民币增加至约4.55亿元人民币。不久前，新粤能源宣布完成约10亿元A轮融资，加速产能提升。
“我们主要生产和研发碳化硅晶圆，同时我们还自己开发了开放式碳化硅芯片加工平台，可以生产6英寸晶圆，可以为其他公司代工。”新粤能源相关负责人告诉经济观察报。
定位为晶圆代工厂的芯越受到了资本的关注，这是碳化硅功率器件受欢迎的一个缩影。目前，碳化硅全产业链企业都在加速功率器件的量产。但随着晶圆大型化的趋势，国内企业目前还未能跨过8英寸晶圆的量产门槛。
碳化硅器件广受欢迎
更快的充电速度是解决电动汽车“里程焦虑”的重要途径。 2019年以来，保时捷、小鹏汽车、理想汽车、精康汽车、阿维塔、文杰等汽车品牌纷纷推出800V高压系统，而关键就是碳化硅功率器件。
在传统硅基材料功率器件性能有限的前提下，性能更优的碳化硅功率器件成为实现高压快充的必备组成部分。配备碳化硅功率器件的高压系统一般可以在十几分钟内将电池从10%充电到80%。
在此背景下，碳化硅功率器件厂商受到了广泛关注。 10月18日，在广州南沙举行的首届全球投资智力大会上，新粤能宣布已与8家投资者代表签约。芯粤能源本轮融资由广东省集成电路基金二期和国投创业基金联合领投，社保湾区科技创新基金、深圳创投、广州实业、科金控股集团、大众聚鼎、和博源资本等共同参与，投资方中不少有广东国资背景。
新粤能成立于2021年，由母公司广东新聚能半导体有限公司（以下简称“新聚能”）与韦尔电动汽车科技（宁波）有限公司（以下简称“新聚能”）合资成立。简称“韦尔”）。总部位于广州南沙保税区，主要生产汽车、工控领域碳化硅SBD/JBS、MOSFET、IGBT等功率器件。
芯能碳化硅功率模块将应用于2022年奔驰与吉利合资的智能精灵#1，以及吉氪009、001等车型，成为国内首家进入乘用车量产的企业由第三方提供。碳化硅主驱动模块。
新粤能的碳化硅产品之所以率先“上市”，主要得益于其与吉利汽车的深厚渊源。芯能创始人肖国伟早在2018年就与吉利汽车合作，当时芯能投资9亿元在南沙建设晶圆碳化硅衬底生产基地。 2019年正式投产，2023年产值达3.99亿元。
不仅吉利正在加快碳化硅功率器件的投资扩产，多数车企也加大了对碳化硅功率器件的投资。东风集团智芯半导体碳化硅模块去年已安装在相关车型上。比亚迪还透露，正在开发碳化硅功率器件。 10月22日，一汽红旗宣布，由总研究院新能源开发院电力电子开发部自主设计的碳化硅功率芯片完成首次流片。
此外，斯达半导体、中车、三安光电、华润微电子、鹏杰、芯能源等企业也在布局汽车级碳化硅产品。
国内产业链相对分散
碳化硅功率器件的市场前景十分广阔。据MEMS和半导体领域专业机构Yole预测，到2029年SiC器件市场价值将达到近100亿美元，2023年至2029年复合年增长率为24%。
过去，我国汽车功率器件几乎都是硅基IGBT。 2018年，特斯拉将其Model 3上的主逆变器从传统的硅基IGBT更换为意法半导体（ST）生产的SiCMOSFET功率模块，这带动了中国车企的效仿，这也拉开了快速发展的序幕。中国碳化硅半导体产业发展。
碳化硅产业链主要分为衬底、外延、器件和应用四大环节。衬底材料是产业链的基础，外延材料是器件制造的关键，器件是产业链的核心，应用是产业发展的动力。其中衬底和外延占产业链成本的60%，是产业链的主要价值。
目前，国外碳化硅半导体产业链主要以纵向多环节整合为主，而国内产业链相对分散。除三安光电和中国电子科技有限公司下属研究院采用产业链全覆盖模式外，大部分厂商都专注于产业链中的某个特定环节。
2022年之前，SiC晶圆供应商的供应非常有限。英飞凌、博世等公司以及各代工厂商主要从外部采购SiC晶圆。作为晶圆代工厂，新月能源从中发现了机遇。
芯悦能CEO徐伟曾表示，“市场对功率器件需求巨大，但硅基平台产能不足凸显。行业需要弥补国产碳化硅芯片加工平台的相对短板。芯悦能目前正步入市场开发阶段。节奏上。”
“我们不做碳化硅芯片的封装和测试，这些都是下游做的，我们母公司新聚耕也可以负责。”上述新月耕负责人表示。
鑫粤能源将总投资75亿元，建设一条年产24万片6英寸、24万片8英寸碳化硅晶圆芯片生产线。根据计划，新粤能源一期生产线将于2024年12月底投产，二期产能建设将于2025年启动，一期、二期产能将达产。 2026年达到目标。目前，新粤能车规级碳化硅芯片生产线已进入量产阶段。
8寸门槛
从碳化硅功率器件厂商的生产规模来看，意法半导体、英飞凌、Wolfspeed、罗姆、安森美等国外厂商排名靠前。然而，随着晶圆尺寸越来越大的趋势，一场新的技术竞赛已经到来。 “Wolfspeed 是世界上唯一一家生产 8 英寸晶圆的公司。”一位半导体行业分析师告诉经济观察报。
据了解，晶圆尺寸越大，边缘浪费越小，可切出的芯片也越多。以5mmx5mm尺寸的芯片为例，8英寸晶圆实际上可以切割1080个芯片，而6英寸晶圆只能切割576个芯片。 “与6英寸相比，8英寸碳化硅的优势主要体现在潜在的成本、性能和参数均匀性方面。”深圳基础半导体有限公司总经理何伟伟表示。
天客蓝数据显示，碳化硅晶圆从4英寸升级到6英寸，单位成本可降低50%，从6英寸升级到8英寸，单位成本可进一步降低35%。另外，目前的6英寸碳化硅工艺设备主要是在6英寸硅工艺设备的基础上进行改造而成。由于设备结构设计的原因，8英寸工艺设备的性能与很多方面的性能都存在较大差距。
据《2024年碳化硅（SiC）产业研究白皮书》统计，截至2024年6月，全球已有30家企业目前或计划推进8英寸SiC晶圆生产线建设，其中中国企业13家。国际领先企业Wolfspeed、II-VI和国内领先企业天岳先进均已成功开发8英寸基板产品。
6英寸碳化硅晶圆仍然是当今企业的主流选择，北京半导体协会预计这种情况将持续到2029年。需求方面，6英寸晶圆正在商业化，价格大幅下降；供给方面，多数设备厂商继续扩大6英寸晶圆产能。
“目前，在8英寸碳化硅衬底市场，还存在良率、翘曲控制等问题。因为随着尺寸变大，技术难度也会更大。”上述半导体行业分析师表示，从6英寸到8英寸，不同的工艺路线、设备和耗材都需要重新设计和调整。此外，它们还面临着抑制晶体生长等挑战。国产8英寸碳化硅衬底尚未进入量产验证阶段。要跨越这个门槛，需要全产业链的协同合作和技术创新。
