科友半导体:以全链自主破局8英寸SiC量产壁垒
2025-03-14
插播:英诺赛科、能华半导体、京东方华灿光电等已确认参编《2024-2025氮化镓(GaN)产业调研白皮书》,演讲或摊位咨询请联系许若冰(hangjiashuo999)。
回顾2024年,碳化硅和氮化镓行业在多个领域取得了显著进步,并经历了重要的变化。展望2025年,行业也将面临新的机遇和挑战。为了更好地解读产业格局,探索未来的前进方向,行家说三代半与行家极光奖联合策划了《第三代半导体产业-行家瞭望2025》专题报道。
本期嘉宾是科友半导体研发技术总监张胜涛。接下来,我们将继续邀请更多领军企业参与《行家瞭望2025》,敬请期待。
2024 SiC行业在调整中蓄势:
竞逐技术突破与多元应用新未来
行家说三代半:据行家说Research预估,2024年SiC功率半导体市场同比增长14%左右,增速较去年有所下降,您如何看待SiC需求出现较大波动的背后原因?
张胜涛:目前来看造成上述问题的原因,在于以下两点:
A. 短期需求波动:下游市场增速放缓,车企价格战导致降本压力加剧,部分车型可能暂缓SiC方案,转而采用成本更低的IGBT或优化设计;B.供应链矛盾:产能扩张与良率爬坡的错配,高质量8英寸SiC衬底的良率提升慢于预期,实际有效产能因良率问题受限,制约了终端放量;2024年进入库存消化阶段,部分厂商为清理库存主动降价,进一步压制新增订单需求。
但是2024年SiC市场的增速放缓是短期供需再平衡与长期技术迭代叠加的结果,但并未改变其作为第三代半导体核心材料的战略地位。随着产能释放、成本下探和应用场景拓宽,市场有望在2025年后重回20%以上的复合增长轨道。面对行业目前的复杂情况,高精尖企业回暖的核心在于技术与技术的如何应用,KY semiconductor 一手”促“研发,稳步提升技术跟紧行业优先,迭代技术,一手”提“产能,两手相结合 应对行业的变化。
行家说三代半:如果用3个关键词总结2024年SiC行业的发展状况,您会用哪几个词?
张胜涛:我会用 “竞争’-”实力”-”机遇‘,来总结2024年SiC行业的发展状况
(1)竞争:2024年的竞争愈加猛烈,而行业从“野蛮生长”到“成熟竞争”的转折点,短期存增速放缓、价格竞争加剧的情况,但长期来看可以淘汰低效产能,沉淀核心技术,优化供需关系,为2025年后SiC在电动车、能源、工业等领域的全面爆发奠定基础。科友半导体在竞争初期阶段专注于 技术沉淀”,认真服务好每一位客户,科友的turnkey sulotion 一站式碳化硅长晶解决方案,能够为客户带来切实有效的利益,减少不必要的投入和精力。
(2)实力:2024年行业正经历一场多维度的激烈博弈,从技术路线、市场份额到供应链控制,竞争格局的演变深刻影响着行业走向,推动SiC行业走向“强者恒强”与“差异化生存”并存的新格局。科友半导体专注于高效能SiC长晶炉设备、原料成本控制工艺、8英寸衬底良率提升等方面进行研发,力争在技术降本方面独占鳌头,2024年度获得 各项荣誉 为技术沉淀的例证。
(3)机遇:2024年SiC(碳化硅)行业虽面临增速放缓与竞争加剧的挑战,但行业正处于技术迭代、应用拓展与全球产业链重塑的关键节点,新的增长空间和突破口正在显现;SiC行业的机遇并非均质分布,而是高度聚焦于技术领先者、场景开拓者与生态整合者,其本质是“在调整中蓄势,在竞争中突围”。科技企业首先需要领先的技术,技术的有效转化运用,形成口碑 获得市场的青睐,机遇将 陆续到来;科友的企业理念亦如此。
行家说三代半:尽管2024年SiC行业进入了阶段性调整期,但也不乏发展亮点。您认为行业今年取得了哪些新的进步?未来SiC行业的发展方向是什么?
张胜涛:2024年SiC行业的进步更多体现在“质变”而非“量增”。在技术层面,8英寸衬底量产、模块集成化创新推动了行业跨越成本的门槛;在应用层面,超充、氢能等新场景的突破缓解了对电动车单一市场的过度依赖;在生态层面,中国厂商在专利、标准、设备等环节缩小了与国际间的差距;这些进步为2025年后行业进入“成本-需求”正循环奠定了基础。
未来SiC行业的发展方向将围绕“技术普惠化、场景多元化、产业链自主化、生态全球化”四大主线展开。随着技术成熟度提升、成本持续下探以及能源转型需求驱动,SiC将从当前的“高端替代”逐步迈向“规模化普及”,在新能源发电、电动交通、工业节能等领域减少全球5%-10%的电力损耗,并在全球碳中和进程中扮演更关键角色。同时重塑电子电力系统,推动能源基础设施从“硅基时代”迈向“宽禁带时代”,支撑智能电网、6G通信等下一代技术。
所以正如科友对于碳化硅半导体行业的前景持乐观积极的态度,不断的投入研发和生产,确保质量的同时 等待行业逐渐向好。
地缘博弈之下:
国产SiC的技术突围与自主生态重构
行家说三代半:SiC行业竞争越发激烈,如何看待竞争格局变化?面临主要挑战和机会有哪些?
张胜涛:竞争格局的变化:
SiC行业的竞争格局正在从“群雄逐鹿”向“分层固化”演变,头部厂商通过技术、资本和生态壁垒加速确立优势,中小玩家则在细分市场或区域化夹缝中寻找生存空间。这一变化背后,既有技术迭代、成本压力、政策干预的推动,也有第三代半导体产业从导入期迈向成熟期的必然性。
头部企业通过8英寸衬底量产+车规级模块专利,在高端市场形成垄断,并加速向衬底、外延等上游延伸,构建自主可控的供应链:追赶者聚焦6英寸衬底优化,以性价比抢占中低端市场;开发“SiC+GaN”混合模块,适配消费电子、数据中心等高频场景,避开车规级红海竞争,同时采用“抱团突围”策略,纵向联盟形成产业链协作体,共享研发与产能资源,横向联合争夺场景定义权。竞争从“单一维度”转向“系统战”;未来的SiC行业竞争不再是单纯的技术或价格比拼,而是“技术突破+供应链韧性+生态联盟”的系统性较量。面对行业格局的变化,科友依然坚持独有的销售举措。
面临的主要挑战和机会:
SiC(碳化硅)行业在高速发展的同时,正面临技术、市场、供应链等多重挑战,但也孕育着巨大的结构性机会。
(1)主要挑战:
技术方面,8英寸衬底良率仍普遍低于70%,导致成本居高不下;例如,6英寸SiC衬底成本约为硅基的30倍,即使8英寸量产,成本仍远高于硅基;市场竞争方面,国际大厂通过规模化生产主动降价,挤压中小厂商利润空间;供应链方面,美国对华技术封锁(限制衬底设备出口)、欧洲推动供应链本土化,全球SiC供应链呈现“区域化割据”,推高综合成本;标准与知识产权方面,车规级认证门槛高,AEC-Q101等标准认证周期长(2-3年)、费用高,新进入者难以突破车企供应链壁垒。
(2)核心机会:
技术突破:8英寸衬底良率提升至80%以上(这个如何提升?衬底翘曲的解决?),SiC器件成本有望降至硅基的1.5倍以下,或向更大尺寸的衬底发展,从而降低单位芯片成本,推动中端车型大规模导入;
成本控制:改进加热技术、设计更合理的生长腔室结构,加大碳化硅生长设备、加工设备等的国产化研发力度,降低对进口设备的依赖,减少设备采购和维护成本。。
生态绑定:与车企、能源集团形成战略联盟,锁定长期订单,构建区域化生态结构,打造设备-材料-应用“内循环”供应链。
政策借力:利用各国碳中和政策与补贴,规避地缘风险,拓展区域市场。
行家说三代半:最近,美国对中国SiC衬底发起了301调查,该事件会对国内衬底、外延、器件、模块造成怎样的影响?国内SiC厂商应如何应对地缘政治的影响?
张胜涛:产生的影响:
(1)对衬底产业来说,若美国最终对中国SiC衬底加征高额关税,可能导致依赖美国市场的企业对美出口将大幅下滑。调查可能伴随技术封锁,限制衬底生产设备及高纯碳粉等关键材料对华出口,阻碍技术升级和产品质量提升。使市场对国内SiC衬底产业的发展前景产生担忧,影响投资者信心,减少产业投资,进而影响企业的研发和扩产计划。
(2)对外延产业来说,若美国联合盟友限制设备出口,国内8英寸外延片良率提升将受阻,外延厚度均匀性、掺杂精度等核心工艺参数优化受限,可能拉大与国际水平差距,影响国内外延企业吸收先进技术和经验,延缓技术进步。从而导致外延片企业的订单减少,需求下降,使外延片企业的生产计划受到干扰。
(3)对器件与模块产业来说,若国内衬底供应受限,部分依赖进口衬底的器件厂商需转向日韩或欧洲采购,成本增加10%-15%,侵蚀毛利率。同时,美国车企可能迫于政治压力减少采用中国SiC模块,导致国内企业难以通过AEC-Q101等认证进入国际供应链。
情况愈加复杂严峻,科友 首先沉淀技术,扩大技术影响力,同时发展国内市场的同时,将触角伸张到欧洲,印度等相对地缘政治宽松的oversea marketing ,当然,海外市场对半导体的技术和模式更加严苛,一站式碳化硅解决方案,正与其匹配;
如何应对影响:
(1)加速国产替代与内循环:加强国内SiC长晶与加工设备的国产化率,降低设备进口依赖度;国内新能源车企与能源集团优先采购国产SiC产品,抵消出口损失,锁定产能。
(2)加速推进市场多元化:开拓非美市场,加大对欧洲、东南亚的衬底出口,利用RCEP关税优惠降低冲击。聚焦边缘场景,在光伏储能、轨道交通等美国影响力较弱的领域扩大份额。
(3)促进产业链协同,构建“去美化”生态:促进形成设备国产化联盟,实现8英寸SiC全链条设备国产化率达到70%以上;推动高纯碳粉、石墨坩埚等材料本土替代,打破日美垄断;加强库存管理,合理规划原材料和产品库存,建立安全库存机制,应对可能出现的供应中断风险,确保生产的连续性。
(4)加强政策沟通与行业协作:积极参与政策制定向政府部门反映企业诉求,参与相关政策的制定和调整,争取政策支持,为企业发展创造良好的政策环境;加强行业自律,企业间加强沟通与协作,共同维护市场秩序,避免恶性竞争,形成产业合力,共同应对地缘政治带来的挑战。
美国301调查短期内压制中国SiC衬底出口,但长期来看将加速国内全产业链自主化进程。
科友半导体8英寸SiC攻坚战:
技术自主化与全球市场突围的双轨战略
行家说三代半:如何看待8英寸SiC的发展?贵公司在这方面有怎样布局?
张胜涛:8英寸SiC是行业“生死劫”,更是“通天路”。对中国而言,8英寸既是打破国际技术封锁的突破口,也是避免沦为“低端制造”的关键战役。若能在2025年前实现良率突破70%、设备国产化率超50%,中国SiC产业链有望在全球高端市场分得一杯羹,这场技术竞速的终局,将决定未来十年全球能源电子的权力版图。
科友半导体布局:
(1)设备更新:作为电阻炉量产大尺寸碳化硅的倡导者,前瞻性开展电阻加热式长晶炉设备及工艺开发,报道了国内第一颗基于电阻炉的8英寸碳化硅晶体,晶体质量居业内第一梯队。
电阻炉国产化率达到95%且稳定性高、晶体一致性好、晶体应力小等优势,有助于降低因晶体质量问题导致的成本增加。在6英寸单晶上实现中心厚度超过80mm、薄点厚度超过60mm的突破,该技术可能应用于8英寸产品,实现厚度突破。与俄罗斯N公司开展“8英寸SiC完美籽晶”项目合作,研发“无微管、低位错”完美籽晶,基于此项目成果进行晶体生长,带动8 英寸SiC晶体内部微管、位错等缺陷密度大幅降低,提高生长质量和良率,从而降低成本。
(2)生产工艺优化:进行热场设计、原料提纯、碳化钽蒸镀、籽晶镀膜及压接晶体生长、晶体退火等关键环节的先进工艺开发,可实现高良率、大尺寸、高品质、高厚度晶体生长,同时对8英寸碳化硅长晶良率进行科技攻关,从而突破70%大关。
研发独特的晶体生长热场耗材,如碳化钽蒸镀石墨件等,科友感应设备石墨耗材寿命比业内多3倍,实现了坩埚等关键耗材的多次重复使用,降低关键耗材成本。
(3)产业链升级:打造全产业链能力,提出碳化硅材料一站式解决方案,打造全产业链装备和材料研发制造能力,涵盖从原材料提纯、装备制造到晶体生长、衬底加工等环节,减少对外采购依赖,降低采购成本和中间环节成本。
(4)市场拓展:已经完成IATF16949等体系认证复审,拿到新能源汽车领域的敲门砖,为进入汽车市场奠定基础,未来将拓展在新能源汽车领域的市场份额。
行家说三代半:贵公司2025年将重点发力哪些市场或者哪些发展目标?
张胜涛:加大海外市场拓展力度:
进一步拓展非美市场国际订单力度,目前已经与海外知名企业签订长订单,首批产品已按合同如期交付,标志着产品得到国际市场的敲门砖,未来将持续扩大海外市场份额,提升品牌国际影响力。
同时确保国内市场的份额,用优质的技术和产品,赢得市场口碑和发展 是科友的企业口号。
接下来科友将更加具体的推动企业发展思路:
(1)技术突破:8英寸衬底良率突破70%,突破技术封锁,提升晶棒利用率达至80%以上。同时,研制更大尺寸SiC装备及材料,开发满足市场需求的新品类的SiC产品。
(2)产能扩张:加快扩产建设,将设备产线 & 衬底 长晶产品 进行合理布局,循序渐进提升;
(3)开拓市场:利用欧盟碳关税政策推广国产SiC低碳优势重点开拓欧洲、通过RCEP协议向东南亚出口衬底,规避美国关税壁垒、争取中东光伏电站、中亚风电等项目的供应衬底能力。
科友半导体始终以“技术自主化、产能规模化、市场多元化”为核心战略,努力在政策红利窗口期内完成从“追赶者”到“挑战者”的跃迁,最终实现在全球SiC产业版图中占据一席之地。
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