8英寸量产，企业扎堆并购！全球SiC、GaN还有哪些新进展？

自从碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)实现商用以来，它们一直是半导体领域备受关注的“明星”材料。一直到现在，全球SiC/GaN企业仍在聚焦“提产能”“降成本”。但由于全球的SiC/GaN产业化程度不同，这两类材料在各国的商业进度也不一样，不同企业的“提产能”“降成本”完成度也各不相同。eM8esmc

现如今，6英寸晶圆成为了全球SiC/GaN企业的主流，走在前列的企业则陆续进入了8英寸晶圆时代。与已经耕耘多年的国际SiC/GaN巨头相比，中国SiC/GaN企业作为后起之秀，也快速加入到激烈的竞争中。到2024年第三季度，SiC/GaN在各地区的发展状况如何？eM8esmc

全球SiC和GaN的发展现状

SiC和GaN作为第三代半导体材料，因其独特的物理和化学性质，‌在电子和光电子领域的优势显著。自数年前开始实现商用以来，SiC/GaN在功率/射频器件领域的优势，已经得到了各个市场的充分验证。eM8esmc

SiC功率器件适用于新能源汽车、充电设备、便携式电源、通信设备、机械臂和飞行器等领域，GaN功率器件适用于高效电动车辆板上充电器和低压下的轻度混合DC-DC转换器、电机驱动和太阳能逆变器、智能电网功率调节等场景。eM8esmc

同时，SiC和GaN的应用领域也正扩展到射频器件市场。比如，GaN射频器件的高频特性让其在无线通信(5G通信、卫星通信系统)和雷达系统中发挥重要作用，而SiC在射频领域的应用主要涉及碳化硅基氮化镓射频器件，随着技术的升级该类器件有望开启广泛应用。eM8esmc

在市场表现方面，整体上SiC的商用进程要稍快于GaN。今年7月，Yole Group化合物半导体资深分析师邱柏顺在“慕尼黑上海电子展”的论坛上分享了最新数据：预计到2029年，宽禁带半导体(WBG)将约占全球电力电子市场的33%，其中SiC和GaN分别占26.8%和6.3%——2029年GaN的市场容量将达22亿美元，未来5年复合增长率为29%，这些需求的增长由消费电子、数据中心、新能源汽车带动；2029年SiC的市场容量将达到100亿美元，受到工业和汽车应用的推动。eM8esmc

·各国迎来SiC扩产潮

2018年，特斯拉在其Model 3车型中，首次将主驱逆变器中的IGBT模块换成了SiC模块，这是全球首批使用SiC芯片的量产车。车载主驱逆变器功率模块的调整，带来了更低的开关损耗，系统效率也有了明显的提升，单次充电续航里程延长了约6%。特斯拉就此推动了SiC功率器件在新能源汽车领域的广泛应用，引领了行业技术发展的新方向。eM8esmc

业内预计，随着SiC芯片成本的降低和产能的提升，其在汽车领域的应用将会进一步增加。如今，车规级SiC功率器件在主驱逆变器、车载充电机、充电桩等部件的应用成为行业的重要趋势，随着比亚迪汉、极氪001、现代IONIQ 5等车型的量产，我们看到SiC模块逐渐在中高端车型中落地。eM8esmc

在此背景下，一些国际功率器件制造商，在SiC方面的营收也屡次刷新历史数据。得益于汽车和工业领域的强劲需求，意法半导体去年的SiC相关收入达11.4亿美元，该数字的‌同比增长超过60%，安森美2023年SiC业务营收同比增长4倍。据集邦咨询统计，仅意法半导体、安森美、英飞凌、Wolfspeed、罗姆五家，2023年的SiC功率器件营收的市占率就达到了91.9%。eM8esmc

剩下的8.1%的SiC功率器件市场份额，所面临的竞争也相当激烈。以中国本土的SiC产业为例：在供应方面，最近几年，中国SiC晶圆衬底/外延市场增长强劲，且大批量扩张的产能即将陆续达产。而在需求方面，近年来全球新能源汽车的增速开始放缓，尤其是欧美新能源汽车需求下降得较为明显。供需的变化让大家担忧，市场存在产能过剩的危机。eM8esmc

·中国SiC衬底开打“价格战”？

自今年上半年开始，业内屡屡传出“中国本土碳化硅衬底降价”的消息，甚至还有业内人士爆料称，未来两年内中国SiC芯片价格至多将下降30%——由于许多中国SiC生产商获得了车规认证并提升了产能，预计中国SiC芯片将于2025年底开始大规模渗透电动汽车市场。eM8esmc

对此，多家中国本土的SiC企业做了表态——eM8esmc

• 东尼电子表示，当SiC衬底产能提升后，大幅降价是有可能的；
• 三安光电董秘办表示，从短期来看，不排除一些二、三线SiC厂商通过“价格战”的方式，以价换量来获取更高的市场份额；
• 环球晶圆董事长徐秀兰表示，全球6英寸SiC衬底的产能释放，再加上电动汽车的需求暂缓，2024年SiC衬底价格有下滑的压力；
• 天岳先进在其投资者记录表中指出，技术的提升和规模化效应推动了SiC衬底成本的下降。

SiC器件的技术难点主要在于衬底缺陷的控制，比如SiC晶圆要求在SiC材料上长晶，而SiC材料耐高温、硬度高，制备和加工难度高、损耗大，需要各环节之间的密切配合，所以SiC供应商以IDM企业为主。诚然，中国的SiC产业化还处于较早期的阶段，整个产业的市场规模也相对较小，但它们在衬底/外延/器件等环节均有发力。eM8esmc

·中国8英寸SiC即将量产

近年来，中国SiC企业对外公布的布局动态颇多，这些项目将陆续在未来5年内达产。eM8esmc

• 例如，天域半导体的SiC外延材料研发及产业化项目预计到2028年全面达产，规划产能达100万片/年。
• 湖南三安与理想合资的苏州斯科半导体，规划年产240万只碳化硅半桥功率模块，目前进入了试生产阶段；
• 湖南三安与意法半导体合资的8英寸碳化硅晶圆代工厂，规划产能1万片/周，计划2025年完成阶段性建设并逐步投产，将于2028年达产；
• 天科合达碳化硅晶圆二期扩产项目在今年8月正式投产，全面达产后新增年产碳化硅衬底16万片，让该公司总产能达23万片。
• 泰科天润北京8英寸晶圆线预计在2025年投产，项目完成后将年产晶圆10万片。

中国本土的第三代半导体企业在8英寸SiC晶圆方面也在加大力度。据不完全统计，截至目前中国本土有超过10家企业研制出了8英寸SiC衬底，这些新增的8英寸衬底在今年内陆续迎来准量产。但由于中国制造商起步晚，中国车规SiC芯片追赶上国际品牌仍需努力，中国汽车使用的SiC仍依赖进口，且这一现状在短期内难以扭转。eM8esmc

·国际SiC大厂扩产8英寸

国际SiC大厂也在积极扩产8英寸晶圆。根据各厂商的最新规划，在未来几年内，将有更多国际大厂的8英寸SiC晶圆达产。eM8esmc

• 比如Wolfspeed在德国萨尔州计划投资27.5亿欧元的8英寸SiC晶圆厂将于2027年开始投产；
• 意法半导体除了与三安在重庆的合资企业之外，还计划在意大利卡塔尼亚新建一座总投资50亿欧元的8英寸碳化硅制造工厂，该工厂将于2026年开始投产，预计到2033年实现满负荷生产，每周产能将达1.5万片晶圆；
• 英飞凌投资20亿欧元的马来西亚居林第三厂区的一期工厂于今年8月投产，生产碳化硅和氮化镓功率半导体产品，此外在2028年之前，追加50亿欧元建设其二期工厂，旨在增加8英寸SiC功率晶圆产能；
• 安森美计划投资20亿美元在捷克扩大SiC产能，以打造其碳化硅全生产链，生产用于汽车和可再生能源领域的芯片模块，新生产线将于2027年投产；
• 博世收购了TSI半导体的关键资产，并再投资15亿美元对其进行改造，计划在2026年生产8英寸碳化硅晶圆。

这些国际大厂的8英寸SiC晶圆扩产项目，体现了其对SiC技术发展的积极预期，以及对全球SiC市场的信心。大家坚信，新能源汽车等行业的进一步发展，将推动市场对SiC器件的需求持续增长。eM8esmc

·GaN的商业化正在突破 

GaN器件能提供比Si/SiC器件更高的电子速度，GaN晶体管适用于高频功率开关电路。其商业化的难点体现在多个方面：第一，工艺方面，GaN材料面临器件良率与一致性及可靠性等问题的挑战；第二，封装方面，GaN器件工作时电流大、功率高，温度可达250℃，对封装结构的散热设计要求非常高；第三，应用方面，GaN颠覆了传统的电源行业，对脉冲宽度调制控制芯片、变压器厂商等提出更高的要求。eM8esmc

在应用方面，GaN最初是在消费电子快充领域实现商用，伴随各科技巨头对数据中心需求越来越大，GaN因其节约能耗方面的潜力得到关注，预计未来GaN将在数据中心的电源转换、电力管理和可再生能源集成等方面发挥关键作用。另外，GaN器件也能在工业电机驱动和电源管理、航空航天领域的电子系统、车载充电器和逆变器等应用上有较好的表现。eM8esmc

GaN行业主要的商业模式是IDM和代工模式并存长期共存。目前，IDM模式的有英诺赛科、英飞凌、TI、安世半导体、ST、onsemi、华润微电子等，代工模式的有纳微半导体、Power Integrations、EPC、VisIC、GaN Power等。但是最近的一些并购案例，显示出了该行业商业模式的新变化。eM8esmc

·GaN企业并购推动双模式融合

《国际电子商情》注意到，在过去10个月里，全球GaN企业之间的并购相当频繁，这些并购不仅增强了并购方的技术实力，还加快了其市场扩张的速度。具体并购案例包括：eM8esmc

• 2023年10月，英飞凌完成对GaN Systems的收购，交易金额达到8.3亿美元；
• 2024年1月，瑞萨电子宣布以约3.39亿美元收购Transphorm，此举将助力瑞萨电子开发新的增强型电源解决方案；
• 2024年5月，Power Integrations宣布达成协议收购Odyssey Semiconductor的资产，该项收购支持前者对PowiGaN技术的持续开发，强化其在功率变换领域的GaN技术应用。
• 2024年7月，Guerrilla RF收购了Gallium Semiconductor的GaN功率放大器和前端模块产品组合，以扩展前者的GaN产品线，并加速射频技术的创新；
• 2024年7月，格罗方德宣布收购Tagore Technology的功率GaN技术及知识产权组合，此举将助力格罗方德加速开发高效电源管理解决方案。

值得注意的是，GaN行业的并购中的垂直整合趋势也日渐明显。一些IDM企业通过并购把代工企业融合进自己的业务，比如原先GaN Systems、Transphorm是代工模式的企业，而它们的并购方英飞凌、瑞萨电子都是IDM企业。另外，也有放过来的融合方式，代工模式的Power Integrations通过收购IDM Odyssey Semiconductor拥有了氮化镓晶圆厂。eM8esmc

无论是哪一种融合方式，目前GaN业内的垂直整合开始形成趋势，这种模式将有助于GaN的市场规模快速增长，未来我们可能会看到更多类似的并购案例。eM8esmc

·中国“科创板八条”支持企业并购

虽然最近一年里，中国GaN企业并无太多并购案例，但是中国针对企业并购的最新利好政策值得关注。今年6月19日，中国证监会发布了《关于深化科创板改革服务科技创新和新质生产力发展的八条措施》(以下简称“科创板八条”)，从政策层面更大力度支持并购重组，积极推动科创板上市公司开展产业链上下游的并购整合，提升产业协同效应。eM8esmc

“科创板八条”发布的短短几天内，两家中国本土第三代半导体企业纷纷发布并购方案。2024年6月20日晚间，芯联集成公告称，拟收购控股子公司芯联越州剩余的72.33%股权。据悉，在今年4月，芯联越州8英寸SiC MOSFET工程顺利下线，预计将于2025年实现量产；6月23日晚间，纳芯微公告称，其拟收购上海麦歌恩68.28%的股份，收购对价合计约为6.83亿元。eM8esmc

相信在“科创板八条”的措施扶持下，中国会出现更多的第三代半导体厂商的并购整合案例，届时也可能会有GaN行业的并购案例。eM8esmc

小结：

全球SiC和GaN技术快速发展，企业集中精力提升产能和削减成本。主流晶圆尺寸已发展至6英寸，领先企业更开始生产8英寸晶圆。在这一领域，中国企业作为新兴力量正在崭露头角。目前，国际大厂正通过并购和扩产策略积极扩展其在SiC和GaN市场的足迹，与此同时，得益于政策层面的扶持，中国企业也展现出了强劲的增长动力和并购能力。eM8esmc