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碳化硅的真需求

2025-12-02 13:42
來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
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1893年,人類收到了一份“來自星星的禮物”。

研究員亨利·莫瓦桑在研究隕石樣品時,發(fā)現(xiàn)了自然條件下存在的碳化硅礦石,當(dāng)時這種材料被稱作“莫桑石”。

起初,碳化硅被用作磨料,之后被用在了第一批雷達(dá)中。1907年,碳化硅的特性(施加電壓后,在陰極會發(fā)出黃色、綠色和橙色的光)孵化出了世界上第一個發(fā)光二極管。在當(dāng)時,碳化硅還是一個“小眾”神器,還沒有產(chǎn)生商業(yè)價值。

70多年后,氧化鋁與碳化硅構(gòu)成的復(fù)合材料走出實驗室,成為商品,但當(dāng)時它的商業(yè)價值還體現(xiàn)在硬度、剛性、低熱膨脹系數(shù)等方面,被用在天文望遠(yuǎn)鏡、防彈背心等場景下。

21世紀(jì),這種“天上的材料”開始被用在電子產(chǎn)品中。2008年,第一個被商品化的碳化硅電子元件JFET問世。而這種產(chǎn)品依舊“保值”,2025年安森美宣布1.15億美元收購Qorvo的碳化硅JFET技術(shù)。

2011年碳化硅MOSFET問世,隨后碳化硅器件的市場發(fā)展似乎被按下了“倍速鍵”。

01

借勢而起,碳化硅的“生逢其時”

太陽底下無新事,碳化硅的特性并沒有因為時間的流動而變化,但它的快速商用與新能源汽車的發(fā)展深深綁定。

能源危機疊加低碳需求下,新能源成為汽車產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展方向。歷史的巧合是驚人的,2008年特斯拉也推出了第一款雙座電動車;而碳化硅第一次上車,是在2018年特斯拉的Model 3上。

與碳化硅綁定的,是新能源車,也是特斯拉。得到特斯拉的驗證,碳化硅成為深受車企喜愛的第三代半導(dǎo)體材料。

2020年左右,行業(yè)開始了圍繞碳化硅的大量討論,資本看到了該材料的“錢景”,相信新能源汽車定能帶飛碳化硅行業(yè)。同時,一場疫情擾亂了全球供應(yīng)鏈,缺芯導(dǎo)致的各種產(chǎn)品缺貨,加重了全球各國政府對本土供應(yīng)鏈的焦慮。碳化硅產(chǎn)業(yè)的熱度,更上一層樓。

五年后,全球供應(yīng)鏈依然恢復(fù),卻似乎比疫情前更加混亂。碳化硅產(chǎn)業(yè)也沒有跳出混亂的漩渦,其市場逐漸開始價值重估與分化。

02

碳化硅的價格,被打下來了

曾幾何時,新能源汽車對碳化硅的熱忱,讓碳化硅的國內(nèi)外巨頭市場正上演產(chǎn)能加速賽。

根據(jù)集邦咨詢的研究報告,受新能源汽車應(yīng)用的推動,碳化硅功率器件行業(yè)在2023年保持強勁增長,前5大供應(yīng)商約占總收入的91.9%;意法半導(dǎo)體以32.6%的市場份額領(lǐng)先,安森美從2022年的第4位上升至第2位,緊隨其后的是英飛凌、Wolfspeed和羅姆半導(dǎo)體。

2024年碳化硅晶圓市場經(jīng)歷了顯著的價格調(diào)整,降價幅度達(dá)到近30%。6英寸碳化硅襯底的價格在2024年已經(jīng)跌至2700~4700元,接近中國制造商的生產(chǎn)成本線,2025年年初開始,碳化硅低端大宗原料成本推升價格上漲,而主流6英寸襯底則因產(chǎn)能過剩而持續(xù)暴跌;另一方面,6英寸碳化硅襯底市場競爭過于激烈,市場出現(xiàn)供過于求的現(xiàn)象。

來源:弗若斯特沙利文

與碳化硅價格下降相矛盾的是,全球碳化硅又出現(xiàn)了“逆全球化”的跡象。2025年8月,日本東芝與中國最大的碳化硅晶圓供應(yīng)商之一山東天岳先進(jìn)簽署了一項技術(shù)合作協(xié)議,共同提高碳化硅功率器件的質(zhì)量和性能。然而,東芝合作伙伴羅姆因為擔(dān)心東芝與天岳先進(jìn)的合作會泄露羅姆公司的技術(shù)機密,因此極力反對這項交易。于是東芝與天岳先進(jìn)的合作在一個月內(nèi)就草草結(jié)束。

在2025年9月,曾經(jīng)的碳化硅巨頭Wolfspeed的破產(chǎn)消息掀起了產(chǎn)業(yè)的熱烈討論。行業(yè)人士表示,國外廠商相對于國內(nèi)廠商在性價比上十分缺乏競爭力。近兩年國內(nèi)碳化硅行業(yè)一直在快速發(fā)展,在市占率上快速提升。

從市場來看,國內(nèi)碳化硅巨頭也在積極增產(chǎn)。但產(chǎn)能并不等于銷量,以近期赴港IPO的天域半導(dǎo)體為例,根據(jù)招股書顯示該公司的碳化硅外延片銷量在2023年激增后,在2024年大幅下滑。

來源:天域半導(dǎo)體招股書,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫制

如今,一個殘酷的現(xiàn)實是,汽車市場不再是增量市場,碳化硅需要找到下一個真需求。

03

誰能觸發(fā)碳化硅的新增長?

從碳化硅第一次迎來商業(yè)化機會可以看出,其價值的出現(xiàn),其實是需求的驅(qū)使。

現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)將數(shù)據(jù)中心視作有望帶動碳化硅的下一個真需求。預(yù)計到2030年,AI耗電量將激增至約1000TWh,占全球發(fā)電量的1/10,電力短缺將成社會問題。對于未來的1MW機架而言,現(xiàn)有機架已達(dá)極限,可實現(xiàn)高效率、高功率密度的高電壓供電系統(tǒng)升級已成必然趨勢。對于數(shù)據(jù)中心來講,高效率、高功率密度的電源芯片勢在必行。

碳化硅有可能成為英偉達(dá)Rubin平臺和臺積電先進(jìn)封裝中AI芯片散熱的戰(zhàn)略性關(guān)鍵材料,隨著英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心過渡至800V HVDC架構(gòu),對碳化硅功率元件的需求可望大幅躍升,進(jìn)一步擴大碳化硅在AI服務(wù)器電源供應(yīng)鏈中的市場份額。

對于碳化硅在HPC的期待,產(chǎn)業(yè)巨頭們都有了行動。

基于英偉達(dá)的需求,臺積電正推動12英寸碳化硅載板供應(yīng)鏈。臺積電計劃將12英寸單晶碳化硅應(yīng)用于散熱載板,以取代現(xiàn)有的陶瓷基板,解決未來HPC芯片極限熱功耗問題。

英飛凌表示,碳化硅技術(shù)是公司人工智能電源業(yè)務(wù)營收預(yù)測的核心。英飛凌科技正加大對人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的投入,公司高管表示,人工智能驅(qū)動的銷售額預(yù)計將從2025財年的略高于7.5億歐元增長到2026財年的約15億歐元。

國內(nèi)方面,芯聯(lián)集成發(fā)布全新碳化硅G2.0技術(shù)平臺,采用了8英寸更先進(jìn)制造技術(shù)。在電源場景中,芯聯(lián)集成針對性優(yōu)化寄生電容設(shè)計,通過封裝優(yōu)化強化散熱,開關(guān)損耗降低高達(dá)30%,實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換效率與系統(tǒng)功率密度大幅提升,從而適配SST、HVDC等AI數(shù)據(jù)中心電源及車載OBC電源需求。

AI的時代來了,所有的產(chǎn)業(yè)都值得重做一遍,碳化硅也是如此。算力需求爆發(fā),服務(wù)器產(chǎn)品的技術(shù)迭代,消費電子也借助AI完成升級。

除了數(shù)據(jù)中心有望成為增長點,消費電子廠家也開始將目光對準(zhǔn)碳化硅。碳化硅因為耐高壓、耐高溫,并且已經(jīng)在車用充電樁大范圍應(yīng)用。碳化硅進(jìn)入消費電子的充電器解決方案乍一看像是降維打擊,不過市面上單價過百的快充產(chǎn)品,對于碳化硅來講是一筆好生意。

畢竟,消費電子產(chǎn)品具有的除了實用價值,還有情緒價值?;谶@樣的前景,目前多家知名充電配件品牌已陸續(xù)導(dǎo)入SiC MOSFET方案,推動PD快充朝著更高效率、更小體積的方向發(fā)展。

20世紀(jì)70年代,美國、法國等率先實現(xiàn)了碳化硅反射鏡光學(xué)應(yīng)用。法國BOOSTEC公司,以制造的碳化硅反射鏡應(yīng)用于蓋亞、赫歇爾、歐幾里德等望遠(yuǎn)鏡而聞名。而現(xiàn)在XR設(shè)備有望擴大這個“望遠(yuǎn)鏡”的市場,因此產(chǎn)業(yè)也在探索碳化硅在光學(xué)元件中的應(yīng)用。

對于XR設(shè)備的鏡片材料,其基底材料的折射率越高,鏡片的 FOV就更大,單層SiC鏡片即可實現(xiàn)80度以上FOV,可以提供更輕薄的尺寸和更大更清晰的視覺效果。碳化硅的高折射率同樣可以有效解決光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的彩虹紋和色散問題。高導(dǎo)熱性則有效提升了XR眼鏡的散熱能力和性能表現(xiàn)。目前碳化硅也已進(jìn)入幾家XR設(shè)備的產(chǎn)品,等待市場的驗證。

04

碳化硅的價值正在重新被定義

有觀點認(rèn)為,對于碳化硅來說,技術(shù)演進(jìn)已非決定性因素,供應(yīng)鏈韌性才是新的訂單保障。

因此也出現(xiàn)了上文中羅姆反對東芝與天岳先進(jìn)草草結(jié)束合作的現(xiàn)象。各國也在建設(shè)本土碳化硅產(chǎn)能,堅定“人有我有”的信念。

2025年9月,釜山開啟了韓國首個 8 英寸碳化硅功率半導(dǎo)體工廠。2025年11月,SK 啟方半導(dǎo)體進(jìn)軍碳化硅晶圓代工,目標(biāo) 2025 年內(nèi)推出 1200V SiC 工藝技術(shù)2025年11月,歐盟同意向安森美捷克項目補貼4.5歐元。2025年11月,三安光電與意法半導(dǎo)體合資企業(yè),安意法半導(dǎo)體“8英寸碳化硅外延、芯片項目(一期一階段)”也已通過竣工環(huán)境保護驗收。

供應(yīng)鏈韌性的問題并非碳化硅領(lǐng)域單獨面對的問題,而是整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都在解決的問題。穩(wěn)定、低成本的供應(yīng)鏈,解決的只是底層的問題。對于碳化硅市場的變現(xiàn),要找到的是價值的問題。

對于碳化硅來說,如何提升自己的戰(zhàn)斗力?

要么在新市場提升新基建的效率,要么成為解決老問題的新神器。碳化硅可以繼續(xù)相信汽車產(chǎn)業(yè)的潛力,隨著新能源汽車的滲透率提升,充電基礎(chǔ)設(shè)施的普及、升級,存量市場依舊要守;而AI服務(wù)器、消費電子新形態(tài),也是碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈要尋找新應(yīng)用的破壁之處。

能賺錢的需求才是真需求,真需求才能賺到錢。

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