SiC制造企业的一场豪赌

SiC器件设计和晶圆供应商正转向垂直整合的商业模式，并在资本支出上非常大手笔，他们相信该领域的需求将保持强劲。如果这些行业出现问题，SiC供应商将持有数十亿美元的闲置产能和原材料。

SiC供应链正处于一种微妙的平衡状态。

为了继续满足强劲的需求，SiC制造商正在或承诺投资数十亿美元建设新的晶圆厂和工艺，以应对仍处于起步阶段的市场。但潜在的问题是，SiC产品的增长预测主要是基于乐观的预期。

该行业希望世界会继续拥抱可再生能源，电动车市场的转型不可逆，SiC器件在航空、军事、工业、医疗设备和电信领域将得到更广泛的应用。

供应问题也潜伏着。SiC需求强劲，而且还在上升，因此供应必须稳定，以确保交付订单。与此同时，SiC制造商必须小心避免供应过剩。

SiC的生产既昂贵又复杂。虽然SiC本身能够承受高温或低温，但制造良率波动非常大，需要小心处理。SiC球制造或晶圆切片中的一个失误就可能导致数百万美元的损失。

简而言之，SiC市场潜力很大，又相当脆弱。

Onsemi功率解决方案集团总经理Simon Keeton表示，“我们有一个fab-lighter战略，但我们大幅增加了SiC的资本支出。我们以前不生产自己的SiC球，但现在我们通过收购来生产。我们可以通过这种方式扩大这个市场，以支持需求。”

尽管如此，考虑到SiC行业成本和复杂性，我们还是有理由问为什么有公司想要在这个市场冒险。

答案很简单，只有少数几家公司掌握了SiC的特性。那些花了几十年时间掌握了各种SiC生产工艺、现在又有办法提高产能的公司，正坐拥一座金矿。其中包括Infineon、Onsemi、Wolfspeed、STMicroelectronics和Coherent等市场领导者，以及一些规模较小但增速迅猛的欧洲和中国企业，它们正在努力站稳脚跟。

顶级公司知道他们比潜在的竞争对手有领先优势，正在竞相扩大差距。这解释了最近该行业投资激增的原因。

巨额投资

半导体整体市场规模为6000亿美元，而SiC只是这个领域的一小部分，但发生在该领域的资本支出数字令人难以置信。例如，Yole Group的分析师预测，到2027年，SiC设备的需求将达到63亿美元。

Infineon、Onsemi和ST等功率电子器件供应商正在迅速扩大其SiC产品的供应。ST计划今年在SiC资本支出上投入高达30亿美元，Infineon计划在未来五年投资20亿美元或更多，扩大在欧洲和马来西亚的设施。

Onsemi于2021年以4.15亿美元收购了SiC球制造商GT Advanced Technologies，该公司已宣布计划在明年年底前再投资4.5亿美元用于新部门。该公司表示，Onsemi的新投资将在两年内将产量提高16倍。

Wolfspeed也不甘落后，计划在未来10年斥资50亿美元兴建一座新的SiC晶圆厂。

但是SiC不是传统的硅。SiC与纯硅在基础技术、制造工艺、成本、终端市场、原材料和配套供应链等方面都有所不同。

这就解释了为什么SiC的过去和拟议资本支出与硅的差距如此之大。

行业观察人士对SiC数十亿美元的资本支出计划既充满热情，又暗自怀疑。对于硅半导体来说，50亿美元的资本支出会被嘲笑，但其实两者并没有可比性。

与硅相比，SiC的市场很小，但也在快速增长。需求非常火爆，预计在本十年的剩余时间里仍将如此。SiC器件制造商，以及晶圆和材料供应商，不能停滞不前。它们必须在加强供应基础的同时，投资于新的晶圆厂和新技术。

许多公司正在增加垂直业务，以推进SiC生产，从球和衬底到外延、芯片加工、器件设计、封装和系统。SiC制造工艺的垂直化与硅半导体领域的分散化系统截然相反。在硅半导体领域，fabless被认为是进入市场的最快途径。在SiC领域，日益壮大的器件制造商必须争夺仍然有限的代工产量，fabless的模式可能会带来灾难。

在垂直运营的公司中，SiC晶圆领导者Wolfspeed现在正专注于转型为SiC器件的设计和供应商。

2021年8月，ST与Wolfspeed签署了价值超过8亿美元的SiC晶圆长期协议。当时，ST总裁兼CEO Jean-Marc Chery表示，这笔交易将有助于“提高我们全球SiC基板供应的灵活性”，并“有助于满足我们未来几年产品制造业务的高产量需求”。

一年过去了，ST正在规划一个更宏伟的路线。该公司现在计划在内部生产更大比例的SiC晶圆。去年12月，它与Soitec签署了一项协议，就SiC衬底制造技术进行合作。

ST还宣布了200㎜ SiC晶圆厂的计划，使其与Wolfspeed直接竞争。之前的协议会继续履行，但Wolfspeed未来来自ST的SiC晶圆订单可能会被精简。

ST的汽车和分立业务部门负责人Marco Monti在一份声明中表示，“我们选择了垂直整合的模式，以最大限度地提高我们在整个制造链上的专业知识，从高质量的基板到大规模的前端和后端生产。与Soitec技术合作的目标是继续提高我们的制造产量和质量。”

Wolfspeed的CEO Gregg Lowe可能预计到ST的举动是不可避免的，未来更多的大型SiC晶圆客户可能会采取类似的策略。

Lowe是该市场的老兵，他在2021年曾表示，他已经在推动在SiC晶圆之外的业务，并补充说Wolfspeed将不得不进入SiC器件业务。作为该计划的一部分，Wolfspeed今年9月宣布将在北卡州Durham建造业内最大的200㎜SiC晶圆厂。

Lowe在一份声明中表示，此次扩建将使工厂现有的产能增加10倍。一期工程将耗资13亿美元，预计2024年完工。他说，额外的产能将在2030年底前增加。

Lowe说：“客户对我们产品的需求继续快速增长，而该行业却继续受到供应限制。扩大我们的材料生产将使我们能够更好地满足客户日益增长的需求。”

Wolfspeed预计在截至6月份的财年实现收入9.98亿美元，但预计的资本支出是否有点过高？Lowe并不这么认为。他认为SiC开始在许多电子应用中取代硅。他坚称，这是一个值得押注的领域。

Lowe在10月份公布第二季度财报时断言，Wolfspeed正在“作为一家全球半导体巨头，引领行业从硅到SiC的转型之旅”。

SiC能否全面取代硅？

SiC不太可能很快取代硅半导体。要做到这一点，SiC的成本必须大幅下降。产量、生产和其他技术挑战也必须得到解决。

与此同时，硅半导体制造商并没有固步自封。在过去几年里，他们宣布的资本支出预算超过了4000亿美元。一些交易已经取消，但超过一半的交易可能会在未来10年执行，这将使硅相对于SiC具有重大优势。

但SiC并非没有显著优势。其一是它对电动车车厂的吸引力，这些车厂希望通过提供强劲、强大和可靠的动力来增加客户，并获得相对于竞争对手的优势。SiC也适用于其他电动车电源管理和能源市场，使其在该领域比硅半导体具有明显的优势。

这就是为什么尽管SiC市场规模相对较小，而且生产和采购挑战依然存在，但市场参与者仍在向该行业投入大量资金。

他们在过去几年进行的并购和其他投资，将使先行者为持续增长做好准备，只要他们的终端市场需求仍旧保持强劲。

SiC供应商正在进行巨额资本支出和并购，这对市场扩张至关重要。他们最大的挑战可能不是SiC技术和采购问题（虽然这些问题仍然挑战很大），而是他们的目标终端市场能否以合理的速度增长，从而证明这些投资的合理性。

审核编辑 ：李倩