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電子發燒友網報道（文/梁浩斌）第三代半導體，特別是碳化硅的產能擴充，已經成為海內外功率半導體廠商的共識。碳化硅襯底作為過去很長時間里，碳化硅產業的增長瓶頸，早期多家海外功率半導體廠商已經通過收購襯底廠商來保障供應以及加快擴產節奏。


今年以來，碳化硅產業也出現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；設備商Veeco收購Epiluvac，補充碳化硅CVD設備產品線；5月安森計劃投資20億美元增產碳化硅芯片產能；6月意法半導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能。


羅姆、博世收購廠房用于擴產碳化硅


7月，羅姆宣布收購太陽能電池生產商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能，未來還將成為羅姆的主要生產基地之一。Solar Frontier曾在該工廠生產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線。這次收購預計在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。


據羅姆的估算，通過收購該工廠，2030財年達產后新的生產基地將會幫助歐姆將整體碳化硅產能提升到2021財年的35倍。為了達到這個目標，羅姆計劃到2025年開始轉向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英寸晶圓制造設備。


去年羅姆公布過公司的投資計劃和目標，當時公司計劃到2025財年（截至2026年3月）前最多向碳化硅領域投資2200億日元，這個投資額已經是2021年時計劃的四倍。羅姆社長松本功當時認為，通過新增的工廠以及產能，羅姆有望能夠將其在碳化硅功率半導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體份額約為14%。


不過羅姆要實現這個目標，可能還要繼續增加投入，因為其他功率廠商也正在以動輒數倍的規模來進行擴產。


德國老牌汽車Tier1供應商博世在8月底完成了對美國芯片制造商TSI Semiconductors的資產收購，包括位于羅斯威爾的工廠、設備、半導體業務等。TSI此前從事模擬、混合信號和設備IC設計和制造，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，在美國市場上構建了供應優勢。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體器件制造以及測試的工廠，并在未來幾年將制造設備升級以支持最先進工藝，到2026年將生產8英寸碳化硅晶圓。


博世從2021年起就開始小規模生產碳化硅功率芯片，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年前會在半導體業務上投資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碳化硅功率半導體的工廠，博世也計劃到2025年投資4億美元用于擴大產能，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上，國內碳化硅襯底供應商天岳先進在今年4月披露，2022年公司與博世簽署了長期協議，天岳先進將為博世供應碳化硅襯底產品。盡管博世在功率半導體領域可以算是新玩家，不過也可以看到其作為全球最大的汽車Tier1供應商，博世具備廣泛客戶資源優勢之外，也在努力擴大自身在碳化硅領域的布局，擴大產能。


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


上下游產能爭奪戰仍在進行


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，保障產能以及供應穩定。經過十多年的發展，目前海外主流的功率半導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商的產能。


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，通過收購現有工廠來快速提升產能。另外，鴻海也在今年6月收購國創半導體碳化硅業務，加速旗下電動汽車的量產。


不過針對上游襯底的產能爭奪依然未停止，全球第三大的碳化硅襯底供應商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碳化硅業務的12.5%非控股所有權，Coherent則持有余下75%的所有權。在這次交易完成之前，Coherent會將其碳化硅業務剝離并成立新的子公司獨立運營。


Coherent目前的主要業務包括光子解決方案以及化合物半導體，而將碳化硅業務剝離出來后，獨立運營的碳化硅業務將能夠集中資源，加速擴大業務規模，而Coherent目前主要的光通信、激光器等光子解決方案業務也能夠更加專注，明確發展方向。


而電裝和三菱投資的主要目的，是保障碳化硅襯底的供應。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議，將長期為三菱和電裝供應6英寸以及8英寸的碳化硅襯底和外延片。


實際上當前碳化硅襯底的產能依然很搶手，供不應求仍是市場現狀。據Yole預測，2025年全球碳化硅功率半導體市場規模將達到25.62億美元，2019年到2025年均復合增長率超過30%。


因此，碳化硅襯底廠商再次成為了“香餑餑”，產業鏈廠商通過各種方式來與襯底或器件供應商綁定產能供應，簽訂長期供應協議等等。今年2月汽車Tier1巨頭采埃孚向碳化硅襯底龍頭Wolfspeed投資數億美元，建立戰略合作伙伴關系的同時，還支持Wolfspeed在德國建造8英寸碳化硅晶圓廠。


芯片巨頭意法半導體早在2019年收購了碳化硅襯底廠商Norstel，但Norstel的產能難以幫助意法半導體實現自給自足，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能。


今年6月意法半導體與三安光電簽署協議，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協議。


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，而產能作為限制當前碳化硅市場增速的重要原因，可以看到各大產業鏈企業都在通過各種方式去保障供應以及擴大產能。產能爭奪戰在未來一兩年中可能都會在碳化硅行業中成為常態。