8英寸SiC投产进展加速，2025年上量

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）闻泰科技旗下安世半导体近日宣布，计划投资2亿美元研发下一代宽禁带半导体产品，包括SiC和GaN。与此同时，安世半导体的第一条高压D-Mode GaN晶体管和SiC二极管生产线已经在2024年6月投入使用，下一个目标是未来两年在德国汉堡工厂里建设8英寸的SiC MOSFET和低压GaN HEMT产线。
 
虽然8英寸SiC当前产能在整个市场中占比并不高，不过作为降低SiC成本的重要技术路线，最近又有了不少新的进展。
 
8英寸产线逐步投产，龙头老大产能攀升里程碑
 
8英寸SiC自2022年Wolfspeed宣布启用在纽约州莫霍克谷的全球首座8英寸SiC晶圆厂后，2年时间里，几乎都只有Wolfspeed实现了8英寸SiC晶圆的规模量产。
 
由于晶圆尺寸的扩大，需要产业链上下游紧密配合，包括衬底、外延、晶圆制造等工序，都需要对产线进行改造，或是新建适用8英寸晶圆的产线。而产业链上下游有一部分出现了节奏跟不上，就会对整体产品的落地进展造成影响。
 
不过今年以来，8英寸SiC产能落地速度正在加快。包括在衬底方面，天岳先进在4月举行的2023年年度业绩说明会上透露，公司8英寸SiC衬底产品实现了批量化销售；另外，根据目前公开信息，烁科晶体、晶盛机电、天科合达、同光股份等也已经实现了8英寸SiC衬底小批量生产。
 
8英寸外延片方面，天域半导体、瀚天天成、百识电子都已经具备8英寸SiC外延片的供应能力。
 
晶圆制造产线需要配合上游衬底的量产节点来推进。而当前8英寸SiC衬底和外延片已经开始出货后，自然晶圆制造端的产能也开始逐渐加速落地。
 
近期芯联集成就宣布8英寸SiC工程批顺利下线，成为了国内首家开启8英寸SiC制造的晶圆厂。
 
三安半导体在近期的一场论坛上也表示，目前多家主流的衬底和外延供应商已经完成了8英寸SiC的研发和试量产，三安在长沙拥有一条从粉料到长晶-衬底-外延-芯片-封测的SiC全产业链产线，今年将实现通线。
 
南砂晶圆在今年3月表示，正在积极扩产并计划将中晶芯源项目打造成为全国最大的8英寸SiC衬底生产基地，预计在2025年实现满产达产。
 
就在6月18日，士兰微旗下士兰集宏半导体的8英寸SiC功率器件芯片制造生产线项目也正式开工，该产线将以SiC MOSFET为主要产品，计划投资120亿元，总产能规模达到6万片/月，预计在2025年三季度末实现初步通线。
 
比亚迪品牌及公关处总经理李云飞在6月还透露，比亚迪新建碳化硅工厂将成为行业最大的工厂，该工厂将会在今年下半年投产，产能规模全球第一，是第二名的十倍。
 
而作为最早量产8英寸SiC衬底和晶圆的Wolfspeed，最近也公布了自己的新进展。Wolfspeed在官方渠道上宣布莫霍克谷碳化硅芯片工厂已经实现了 20% 晶圆启动利用率，同时公司的Building 10SiC材料工厂已经达成其200mm SiC衬底产能，将可以支持莫霍克谷工厂在 2024自然年底实现约25%晶圆启动利用率。这也意味着目前Wolfspeed的SiC晶圆厂产能限制一部分是来自衬底供应，Wolfspeed 计划在8月份公布2024财年第四季度业绩期间，向市场更新莫霍克谷工厂的下一个利用率里程碑。
 
SiC应用落地持续扩张
 
SiC最大的应用市场毫无疑问是电动汽车，为了更快的充电速度、更强的驱动性能、更低的能耗，电动汽车的母线电压正在从400V往800V发展，SiC器件在汽车800V平台中起到了关键作用。
 
不过除了汽车之外，在SiC厂商的推动下，SiC器件也在持续拓展更多新的应用。比如在光储系统中，系统电压呈现持续升高的态势，从600V到1000V，再到目前常见的1500V，光储系统基本已经实现了从1000V到1500V的切换。这种变化，带来的是降低整体系统成本，储能系统初始投资成本可以降低10%以上。
 
在2024年的初月，英飞凌科技推出了一系列新款2000V碳化硅MOSFET产品，型号定为IMYH200R。这些元件采用先进的TO-247PLUS-4-HCC封装，具备多种规格，包括12mΩ、24mΩ、50mΩ、75mΩ、100mΩ等。在严格的高压和频繁开关应用环境下，它们展现出卓越的功率密度，同时确保系统的稳定性不受影响。这些器件完美适配高达1500V直流电压的母线系统，如组串式逆变器、光伏储能设备以及充电桩等，有效提升整体能效。
 
英飞凌宣表示这是业内首次推出的能承受2000V阻断电压的独立式SiC MOSFET产品。与1700V的同类产品相比，2000V SiC MOSFET在处理1500V直流系统过压情况时，提供了更大的安全边际。以IMYH200R012M1H为例，该型号能在-55℃至178℃的温度范围内稳定工作，在25℃时能承载高达123A的电流，最大总功率损耗为552W，导通电阻仅为12mΩ，并且具有极低的开关损耗。
 
国内厂商方面，泰科天润在去年的慕尼黑上海电子展上展出了2000V系列的SiC MOSFET单管产品，适用于1500V光伏系统，但未有详细的参数公布。
 
基本半导体在去年10月发布了第二代SiC MOSFET平台，并表示将推出2000V 24mΩ规格的SiC MOSFET系列产品，并开发了2000V 40A规格的SiC SBD进行配套使用，不过目前还未有相关器件的详细信息公布。
 
这些创新产品的问世，预示着光伏储能行业正迈向更高电压和更高效率的新纪元。2000V SiC MOSFET的推出，不仅有助于减少系统损耗，提高功率密度，还能在基础建设、设备运输和运维成本方面带来显著节约。随着技术进步和市场需求的不断增长，预计未来会有更多2000V SiC MOSFET产品投入市场，进一步促进高压光伏储能系统的发展。
 
小结：
 
SiC还有非常多待开发的应用场景，比如近年大热的AI数据中心中，服务器电源就已经有一些采用SiC MOSFET的方案出现。而8英寸SiC的产能逐步落地，将会进一步加速SiC的降本节奏，也同时将SiC的市场进一步做大。