近日，昔日碳化硅(SiC)巨头Wolfspeed“跌落神坛”的消息被推至热议中心。
在激进的扩张策略中，Wolfspeed不仅交出了最差的2024财年成绩单，也面临着缩减资本支出而计划关闭一家位于美国北卡罗来纳州达勒姆的6英寸晶圆厂、推迟德国建厂计划的境地。
一边是如火如荼的SiC扩产潮，一边却是蒙上阴影的SiC巨头。这不仅折射出碳化硅市场竞争升级的激烈态势，也反映了在行业内卷以及6英寸晶圆厂加速向8英寸转移的产业大趋势下，各路玩家稍有不慎，就有可能影响对排位赛的抢夺。
昔日巨头跌落神坛
在财报密集揭露的这段日子里，几家欢喜几家愁。行业巨头Wolfspeed无疑是后者。该公司不仅营收不及预期，进入亏损最严重的财年，毛利也直线狂跌。知名半导体分析师陆行之甚至毫不讳言，评价Wolfspeed“本来一手好牌，现在变成一手烂牌”。
财报显示，2024财年，Wolfspeed累计净亏损8.64亿美元，较2023财年扩大162%;第四财季的毛利率大幅下滑，从去年同期的29%降至1%。截至美东时间8月30日休市，Wolfspeed每股报9.75美元，较2021年11月峰值的139美元跌超近93%。
如此疲软的财报表现源于Wolfspeed对碳化硅产业持久的高投入、高支出，以及较低的回报率。
碳化硅的应用被认为是近年来功率半导体最重要的技术革新。相比传统硅器件，碳化硅器件具有更高的热导率、电子饱和速度、击穿电压和更宽的能带间隙，这些特性使得SiC器件在高温、高压、高频和高效率的应用场景中表现出色。
新能源汽车、光伏、储能、工业控制等领域对碳化硅半导体应用的需求，给行业带来巨大的想象空间。尤其是新能源汽车，目前超过60%的碳化硅需求都来自于该领域，包括电机控制器及充电设施等。
也因此，在全球SiC产业掀起的增资扩产热潮之下，Wolfspeed一马当先，将碳化硅技术作为未来几年的主要增长驱动力，资金投入和产能扩张都非常积极。
从2021年开始，Wolfspeed规划了包括纽约莫霍克谷200mm(8英寸)碳化硅晶圆厂的产能建设、150mm(6英寸)碳化硅晶圆厂达勒姆工厂的产能扩充，设新的材料工厂(JP Siler City)等。且为加速扩张8英寸产能，Wolfspeed正在实施一项总投资达65亿美元的产能扩张计划。
然而据资料显示，2017年至今，该公司年营收尚未超过10亿美元。并且在回报率上，被认为是碳化硅最大市场的新能源汽车还未带来预想中的收益。除了技术门槛与成本问题，对于Wolfspeed而言，欧美电动汽车市场放缓的节奏，导致部分OEM推迟车规半导体订单，还有持续的价格战令车厂陷入营利压力，这些因素都在一定程度上压制了碳化硅上车需求。
值得注意的是，在”豪赌“的扩张策略下，眼下面临诸多困境的Wolfspeed，正把希望的曙光放在碳化硅加速从6英寸向8英寸晶圆过渡的产业大趋势上。
根据Yole Intelligence的研究，6英寸碳化硅晶圆是目前器件制造的主要平台，而在公开市场上还没有8英寸晶圆的批量出货。
为削减成本，减缓对其6英寸碳化硅晶圆的需求，Wolfspeed正计划关闭其位于美国北卡罗来纳州达勒姆的一家6英寸SiC晶圆生产设施。与此同时，Wolfspeed把重心更多放在提升莫霍克谷工厂8英寸晶圆的产量，官方称该工厂比达勒姆工厂具有成本优势。
Wolfspeed从2年前就宣布进入8英寸碳化硅时代。其是在全球范围内最早建立8英寸SiC晶圆厂，且率先实现8英寸SiC产品生产的公司。2023年7月，Wolfspeed莫霍克谷8英寸厂发货了第一款产品。
饶是如此，在产品良率、技术稳定和市场认证等关卡面前，其8英寸工厂的回报率与巨大投入远未实现平衡。据悉，Wolfspeed的8英寸产能目前大部分处于闲置状态，产能利用率仅在20%左右。
不过，Wolfspeed CEO Gregg Lowe对未来仍保有信心，称莫霍克谷8英寸晶圆厂将保持强劲增长，计划在第一财季提前达到其运营产能的25%。Wolfspeed预计，2027年至2030年，预计超过90%的新型电动汽车将使用800V系统。
碳化硅加速向8英寸升级
成本，一直是碳化硅上车的最大阻碍之一。
众所周知，碳化硅晶圆尺寸越大，单位芯片成本越低。从6英寸往8英寸方向升级，是碳化硅关键的降本路径之一。在轰轰烈烈的碳化硅增资扩产潮中，8英寸正成为越来越多半导体大厂瞄准的方向。
根据碳化硅衬底制造商天科合达给出的数据，从4英寸衬底升级为6英寸衬底的单位成本可降低50%，而6英寸衬底升级为8英寸衬底的单位成本可再降低35%。
另据WolfSpeed投资日报告，碳化硅衬底从6英寸到8英寸，单片衬底制备的芯片数量由448颗增长至845颗，边缘损失占比由14%减少至7%，可用面积几乎增加一倍，合格芯片产量则增加80-90%。
由此可见8英寸乃至更高英寸必然是碳化硅未来的技术走势。
尽管当下8英寸碳化硅晶圆成本仍高于6英寸，并且相对传统硅基器件，短期内由碳化硅降低的整车电池包和部分系统成所带来的收益还是比不过硬件成本的上升，但是相关业内人士表示，未来2~3年碳化硅芯片的降本和芯片良率的提升，加上800V及以上高压电控系统的普及，会放大采用碳化硅的系统收益。
在市场层面，虽然欧美电动汽车市场陷入疲软，特斯拉去年也宣布减少碳化硅用量，但总体上新能源化是不变的大趋势。尤其在国内市场上，碳化硅早已成为整车厂比拼配置的竞争点。蔚来、理想、小鹏、小米、岚图、智己、比亚迪、长城等多数车企均推出了800V碳化硅高压平台，并渐有标配之势。
聚焦到上游供应链，不止Wolfspeed，国内外各大功率半导体大厂在过去几年密集投资布局8英寸碳化硅生产线，且已逐步进入落地阶段。去年，包括英飞凌、意法、安森美、罗姆、博世、芯联集成等国内外主要的碳化硅功率器件大厂已先后开启了8英寸衬底的批量验证工作。
就在上个月，8月8日，英飞凌宣布，其位于马来西亚居林的8英寸碳化硅功率半导体晶圆厂一期项目正式启动运营。该厂将于今年底开始生产碳化硅产品，预计2025年可实现规模量产。
该项目于2022年2月宣布建设，斥资20亿欧元。为进一步巩固和增强在全球功率半导体市场的领导地位，2023年8月，英飞凌宣布再投入50亿欧元进行扩建，总投资额上升到70亿欧元。一期项目重点生产碳化硅功率半导体，同时也涵盖部分氮化镓外延生产;二期则将打造全球最大、最高效的8英寸碳化硅功率半导体晶圆厂。
英飞凌强调，一旦马来西亚居林工厂在未来五年内达到满负荷生产，它将成为世界上最大的碳化硅(SiC)工厂。马来西亚已成为英飞凌在亚洲最大的芯片生产基地，以及全球最大的芯片封装和组装业务所在地。
同样在8月初，安森美(Onsemi)计划在今年晚些时候对位于韩国富川的8英寸SiC晶圆进行认证，并于2025年投入生产。
安森美在韩国富川的先进SiC超大型制造工厂的扩建工程于去年10月完工。全负荷生产时，该晶圆厂每年将能生产超过一百万片8英寸SiC晶圆。安森美富川SiC生产线目前主力生产6英寸SiC晶圆，在2025年完成8英寸SiC工艺验证后，将转为生产8英寸晶圆。
据悉，安森美碳化硅产品已与包括极氪、理想、奔驰、宝马和大众等多个造车新势力和传统车企达成了长期供应协议。
又如全球SiC MOSFET市场领头羊意法半导体，其规划今后三年在SiC领域有三个工作重点，其中就包括将生产线升级到8英寸晶圆。按其计划，明年第三季度意大利卡塔尼亚的SiC晶圆厂将过渡到8英寸，新加坡的晶圆厂随后也将过渡到8英寸。而其在中国的合资工厂——三安意法半导体项目，更是加快了投产速度。
8月30日消息，在西部(重庆)科学城，总投资约300亿元的三安意法半导体项目进入收尾阶段，其中，8英寸SiC衬底厂预计8月底投产，比原计划提前2个月。按照最新进度，8英寸晶圆厂预计年底通线后将逐步释放产能。
据了解，三安意法半导体项目包含建设一座8英寸SiC晶圆(芯片)厂和配套的一座8英寸SiC衬底厂，将整合8英寸车规级SiC衬底、外延、芯片的研发与制造。
此外，近日也有消息称，罗姆决定将其位于日本宫崎县的第二家工厂用于生产8英寸碳化硅衬底，2024年开始投产;三菱电机宣布将加快建设位于熊本县的8英寸碳化硅晶圆厂，从原计划为2026年4月的运营日期，提前至2025年11月。
国内企业欲与国际巨头“比肩”
盖世汽车研究院数据显示，目前，全球已有30余家企业完成了8英寸SiC的研发，其中，大多数企业计划在2024-2026年期间进行量产。除了国际巨头在“跑马圈地”，国内企业也不甘落后，增资扩产不停，并向8英寸迈进。
8月7日，晶升股份在投资者互动平台表示，其第一批8英寸碳化硅长晶设备已于2024年7月在重庆完成交付。在8英寸转型趋势下，晶升股份正在全面布局8英寸碳化硅产线相关设备，除了长晶设备外，晶升股份针对外延、切片等工艺流程也在设备方面取得了一定进展。
三安光电方面，除了上述与意法半导体的合作项目之外，其全资子公司湖南三安半导体总投资额达160亿元的中国首条碳化硅全产业链生产线项目也迎来了重要进展。
8月，北京市生态环境局批准了天科合达的二期扩建项目，旨在扩大碳化硅衬底产能，增设6-8英寸生产线及研发中心。项目投产后，预计将实现年产约371,000片导电型碳化硅衬底，包括236,000片6英寸和135,000片8英寸导电型碳化硅衬底。
7月24日，湖南三安半导体举行了二期芯片厂的新厂房启用及新设备移入仪式，意味着该企业打造的碳化硅二期项目即将通线。湖南三安半导体相关负责人表示，该企业全新打造的8英寸碳化硅芯片产业布局将全面加速，力争在今年年底产线实现8英寸的量产。
7月8日，天岳先进发布公告，将募集资金3亿元，用于投资8英寸车规级SiC衬底制备项目。天岳先进表示，其上海临港工厂二期8英寸碳化硅衬底扩产计划正在推进中，将分阶段达到规划中的8英寸衬底产能。
6月19日，士兰集宏8英寸碳化硅功率器件芯片制造生产线项目开工，总投资120亿元，分两期建设，建成后将形成年产72万片8英寸碳化硅功率器件芯片的生产能力。
此外，天科合达也已迈入8英寸时代，并且已与英飞凌等多家客户开展合作。其于2022年发布8英寸导电型碳化硅衬底产品，2023年实现8英寸导电型碳化硅衬底小规模量产，并且在下游客户端验证方面取得了积极进展。
毋庸置疑，头部大厂密集宣发的动作，预示着8英寸碳化硅时代的脚步正在临近。
盖世汽车研究院发布的《车规级功率半导体产业研究报告(2024版)》指出，国内已经出现了相当一批企业在积极拓展8英寸，不过，由于国外的长期技术积累、产业链整合、产能规模等优势，国内多数还是在扮演“追赶者”的角色，全球碳化硅产业格局依旧呈现欧、美、日三足鼎立格局。
尽管如此，作为被认为是最有可能实现“弯道超车”的碳化硅赛道，国内玩家正依托中国本土的新能源汽车产业链优势，以及国产替代号召，不断朝国际巨头“看齐”，这也让这些老牌功率半导体大厂不得不紧绷神经。
中国汽车动力电池产业创新联盟理事长、中国汽车芯片产业创新战略联盟联席理事长董扬日前也谈到，中国目前发展碳化硅芯片有两大优势。一是市场需求大。中国新能源汽车发展领先，不但数量领先，而且对于快充、高电压平台等先进性能要求也比其他市场更迫切。二是产业端积极性高，企业投入的资金和人力都更多，无论是在碳化硅芯片的研发、制造企业，还是在新能源汽车整车应用领域，都是如此。
像是在难度最大、决定器件品质最关键、合计占据SiC产品整体成本的70%以上的SiC衬底和外延领域，国内技术发展已相对较好，跟全球大厂的水平基本接近。
就以天岳先进为例，该公司已发展成为国内技术最全面、国际化程度最高的碳化硅衬底厂商之一。根据日本权威行业调研机构富士经济报告测算，天岳先进位居2023年全球导电型碳化硅衬底材料市场市占前三。
写在最后
相关业内人士表示，从衬底角度来看，2024年仍处于8英寸衬底技术完善、工艺稳定和量产能力提升的关键阶段，要想真正实现8英寸衬底的规模化交付大概还需要1年的时间。从2025年年初开始，已建成投产的8英寸器件线会逐步释放订单需求，并在2025年底至2026年初需求提升更为明显。
眼下，碳化硅市场是最为火热的赛道之一。随着行业内卷加剧，SiC已慢慢进入到了产能和价格拼杀阶段，各玩家对这个市场话语权与附加值的争夺也明显愈演愈烈。特别是中国新能源汽车市场这片沃土，正不可避免受到来自全球功率半导体大厂的“虎视眈眈”。
根据乘用车市场信息联席会发布的数据，7月，国内新能源乘用车市场单月零售渗透率首次超过了50%。另结合盖世汽车研究院数据，未来，随着新能源汽车的增长，以及SiC在新能源汽车中逆变器、OBC、DCDC、电动压缩机的应用比例增加，预计到2030年，国内SiC功率半导体市场规模将超过210亿元。
在昔日巨头Wolfspeed豪赌式扩张策略的前车之鉴下，面对愈发白热化的竞争态势，如何在变局中，打下全新排位赛，正成为各玩家需思考的问题。( 余有言)
