并购、扩产、合作——盘点2023年全球第三代半导体行业十大事件

在清洁能源、电动汽车的发展趋势下，近年来第三代半导体碳化硅和氮化镓受到了史无前例的关注，市场以及资本都在半导体行业整体下行的阶段加大投资力度，扩张规模不断扩大。在过去的2023年，全球第三代半导体产业也发生了不少的大事件，海外大厂并购、扩产，国内产业链也获得了大量突破性进展。

 

下面我们就来盘点一下2023年全球碳化硅、氮化镓产业发生的十大事件。

 

特斯拉宣布降低75% SiC用量

 

在3月举办的特斯拉2023投资日上，特斯拉宣布了未来降低成本的举措，其中除了期望从整车量产规模化、动力总成和生产制造三个方面来降低50%的成本之外，另一个对行业影响较大的举措是，特斯拉在下一代平台中将减少动力总成部分75%的碳化硅“使用量”，且不影响能效。

 

这个消息对当时的SiC行业带来了不小的冲击，全球各大SiC上市公司股价应声下跌。不过特斯拉没有公布具体的实现方式，是否会影响其他车企对技术路线方向的选择，以及相关功率模块供应商的产品策略，还不得而知。

 

意法半导体与三安光电合资建8英寸SiC晶圆厂

 

6月7日晚间，三安光电与意法半导体（ST）宣布，双方已签署协议在重庆合资共同建立一个新的碳化硅器件制造工厂。与此同时，为配套供应衬底材料，三安光电还将在当地独资建立一个8英寸碳化硅衬底工厂。

 

根据三安光电的公告，三安光电与ST的合资项目公司将由三安光电控股，暂定名为“三安意法半导体（重庆）有限公司”，其中由三安光电全资子公司湖南三安持股51%，意法半导体（中国）投资有限公司持股49%。

 

项目预计投资总额达32亿美元（228亿元人民币），目前正在等待监管部门批准，批准后即开工建设，计划在2025年第四季度点火生产，并预计到2028年全面达产。

 

ST表示，该合资项目工厂将采用ST的碳化硅专利制造工艺技术，专注于为ST生产碳化硅器件，作为ST的专用晶圆代工厂，以满足未来中国客户的需求。同时在项目投资总额的32亿美元中，有24亿美元是未来五年的资本支出，而资金来源包括ST和三安光电的资金投入、来自重庆政府的支持以及由合资企业的对外贷款。

 

除了合资的碳化硅晶圆厂之外，上游材料配套方面也由三安包揽。三安光电计划投资约70亿元，独资在重庆设立8英寸碳化硅衬底工厂，将利用自有的碳化硅衬底工艺单独建立和运营，以满足合资工厂的衬底需求，并与其签订长期供应协议。从国内碳化硅产业的角度来看，海外碳化硅功率器件龙头在国内建立工厂，为上游衬底产业也带来了很多积极作用。

 

国产SiC衬底供应商，打进英飞凌、博世供应链
 

4月底，天岳先进在2022年年报中披露去年公司与博世集团签署了长期协议，公司将为博世供应碳化硅衬底产品。

 

5月3日在天岳先进上海工厂产品交付仪式举办当天，英飞凌也宣布与天岳先进签订一项新的晶圆和晶锭供应协议。根据该协议，天岳先进将为德国半导体制造商英飞凌供应用于制造碳化硅半导体的高质量并且有竞争力的150毫米（6英寸）碳化硅晶圆和晶锭，其供应量预计将占到英飞凌长期需求量的两位数份额。英飞凌还表示未来天岳先进也会助力公司往200mm直径碳化硅晶圆的过渡，即未来天岳先进将向英飞凌供应8英寸碳化硅晶圆。

 

同时，英飞凌还宣布与另一家中国碳化硅供应商天科合达签订了一份长期协议，天科合达将为英飞凌供应用于制造碳化硅半导体产品的高质量并且有竞争力的150毫米碳化硅晶圆和晶锭，其供应量预计同样将占到英飞凌长期需求量的两位数份额。根据该协议，第一阶段将侧重于6英寸碳化硅材料的供应，未来天科合达也将提供8英寸直径碳化硅材料。

 

对于国产碳化硅衬底产业而言，能够接连得到多家海外芯片巨头的订单，意义非凡。这一定程度上意味着国产碳化硅衬底在核心参数上已经能够满足海外半导体巨头的产品需求，可能会是国产碳化硅衬底在技术水平上追上国际主流的里程碑。

 

英飞凌收购GaN Systems

 

3月，英飞凌官宣收购氮化镓初创公司GaN Systems，交易总值8.3亿美元现金，约合57亿元人民币，并最终在10月完成对GaN Systems的收购。

 

根据TrendForce的统计数据，GaN Systems在2022年全球GaN功率器件出货量排名中位列第五，市场份额约12%。英飞凌在第三代半导体领域，曾进行过多次收购，包括2015年收购功率GaN公司IR（国际整流器公司），2018年收购SiC晶圆冷切割技术公司Siltectra等。

 

而这次英飞凌高价收购GaN Systems给氮化镓行业也带来了不少的信心。

 

瑞萨收购Transphorm

 

继英飞凌收购GaN Systems之后，2024年1月，另一家汽车芯片大厂瑞萨也收购了功率GaN公司Transphorm。根据协议，瑞萨子公司将以每股5.10美元现金收购Transphorm所有已发行普通股，估值约3.39亿美元，较Transphorm在2024年1月10日的收盘价溢价约35%。

 

Transphorm在2022年出货量占功率GaN市场的9%，仅次于GaN Systems。而在这次收购之后，此前全球出货量排名前六的功率GaN厂商已经有两家被大厂并购，接下来的2024年会不会继续掀起功率GaN行业的并购潮值得关注。

 

PI发布 1250V耐压GaN

 

11月，Power Integrations发布了一款具有里程碑意义的1250V氮化镓开关IC产品InnoSwitch3-EP 1250V IC，对于目前市场上主流的650V功率GaN产品而言，这款产品突破了高压领域的天花板，拓展至更多的应用场景。

 

由于1250V的绝对最大值可以满足80%的行业降额标准，在使用新款这款1250V IC时，设计人员可以放心地设计可以在1000V峰值电压工作的电源，利用巨大的裕量抵御电网波动、浪涌及其他电力扰动，满足具有挑战性电网环境的应用要求。

 

Wolfspeed投资20亿美元德国建厂

 

早在2023年1月，德媒就传出了Wolfspeed计划与采埃孚合作，投资20亿美元在德国建造碳化硅工厂。该工厂计划在未来四年内投入运营，并有望成为全球最大的碳化硅晶圆厂。

 

去年关于碳化硅扩产的消息非常多，扩产规模巨大，海内外巨头都在计划新的产能和加大投资力度。而在全球碳化硅衬底龙头Wolfspeed的扩产计划曝光后，接下来各大厂商都开始通过收购、新增产线等扩大碳化硅产能。

 

博世收购TSI、罗姆收购Solar Frontier工厂

 

7月，罗姆宣布收购太阳能电池生产商Solar Frontier在宫崎县国富町的工厂，计划将该工厂用于扩大碳化硅功率器件的产能，未来还将成为罗姆的主要生产基地之一。Solar Frontier曾在该工厂生产CIS薄膜太阳能电池，但已停止运营。

 

据罗姆的估算，通过收购该工厂，2030财年达产后新的生产基地将会帮助欧姆将整体碳化硅产能提升到2021财年的35倍。为了达到这个目标，罗姆计划到2025年开始转向8英寸碳化硅晶圆，而届时可能也会在这次收购的工厂中引进8英寸晶圆制造设备。

 

德国老牌Tier1在8月底完成了对美国芯片制造商TSI Semiconductors的资产收购，包括位于罗斯威尔的工厂、设备、半导体业务等。TSI此前从事模拟、混合信号和设备IC设计和制造，主要以8英寸硅晶圆代工制造为主。

 

在收购了TSI位于罗斯威尔的工厂后，博世拥有了在美国本土制造能力，在美国市场上构建了供应优势。由于罗斯威尔工厂此前主要面向硅晶圆制造，因此博世计划投资约15亿美元将该工厂改造为用于碳化硅半导体器件制造以及测试的工厂，并在未来几年将制造设备升级以支持最先进工艺，到2026年将生产8英寸碳化硅晶圆。

 

电装、三菱入股Coherent

 

全球第三大的碳化硅衬底供应商Coherent（前II-VI）在10月官宣，由日本电装和三菱电机各投资5亿美元，分别获得Coherent碳化硅业务的12.5%非控股所有权，Coherent则持有余下75%的所有权。在这次交易完成之前，Coherent会将其碳化硅业务剥离并成立新的子公司独立运营。

 

Coherent目前的主要业务包括光子解决方案以及化合物半导体，而将碳化硅业务剥离出来后，独立运营的碳化硅业务将能够集中资源，加速扩大业务规模，而Coherent目前主要的光通信、激光器等光子解决方案业务也能够更加专注，明确发展方向。

 

而电装和三菱投资的主要目的，是保障碳化硅衬底的供应。两家公司合计投资10亿美元的同时，Coherent也与双方签订了长期供货协议，将长期为三菱和电装供应6英寸以及8英寸的碳化硅衬底和外延片。

 

国产SiC上车

 

在上个月，我们统计了15家国产厂商在2023年推出的车规SiC MOSFET产品。而这只是功率分立器件层面的，在功率模块、晶圆制造方面，车规的产品则更多。在前些年，国产SiC产品虽然供应商较多，但实际上量产上车的几乎没有，当然那段时间全球范围内用上SiC的车型也不算多，供应商则集中在英飞凌、ST、罗姆等几家海外厂商。

 

但2023年，越来越多的国产SiC功率产品量产上车。基本半导体的车规级SiC功率模块据称已经收获近20家整车厂和Tier1电控客户的定点，成为国内第一批碳化硅模块量产上车的头部企业；斯达半导的SiC功率器件、功率模块等也已经与多家主机厂合作，据财报显示，在2023上半年，公司车规级SiC模块在新能源汽车行业开始大批量装车应用；三安半导体与理想汽车设立合资公司，将合作制造SiC功率模块和芯片；芯聚能供应的SiC功率模块在极氪、smart等车型上量产上车。

 

2024年在完成测试验证后，相信在今年上市的新车中，还将会看到一大批国产SiC产品被搭载。