第三代半导体碳化硅，2023年逆势狂奔
导读：虽然不同细分产业有差异化表现，但整体看，2023年是半导体市场承压和库存整理的年份。但其中也有明显逆势而上的产业——碳化硅（SiC）市场。
作为新兴化合物半导体中的一类，碳化硅市场由于特斯拉的率先应用，正加速在新能源汽车中验证上车。近两年来也是全球碳化硅巨头积极扩产、进行收并购和开拓合作的年份。
扩产和市场落地火热也快速体现在相关公司业绩中。无论是国际巨头还是国内A股上市公司，2023年与碳化硅相关的业绩都出现了较快成长态势。
相比于第一代半导体硅，被称为第三代半导体的碳化硅发展处在相对早期，因此相关投融资也尤为频繁。据第三方机构集邦化合物半导体不完全统计，2023年SiC全产业链发生了上百次融资事件，并有多家厂商在年内完成了两轮甚至多轮融资。
当前碳化硅应用落地还面临一定挑战，产品性能、应用成本、大规模量产等都是重要命题。正如率先采用碳化硅功率器件的特斯拉，在2023年宣布将大幅减少碳化硅用量，显示出其应用落地还有很大提升空间。
产业链已在对此进行思考和探索，而当下虽然全球都在积极扩产和推进技术沿革，未来产业走向整合也将是必然。由此，目前阶段的产品演进和产业链间密切联合正成为主要趋势。
国内产业链火热
碳化硅市场的火热发展和加速落地结果，正体现在A股上市公司业绩中。
国内头部碳化硅衬底材料供应商天岳先进（688234.SH）近期公告显示，预计2023年公司实现归属母公司的扣除非经常性损益后净利润为-1.35亿元至-9600万元，同比将增加47.77%~62.86%，即增加1.23~1.62亿元。
公告指出，业绩变化源于年内受益于碳化硅在下游新能源汽车、光伏发电、储能等应用领域的渗透应用，碳化硅半导体整体市场规模不断扩大。2023年公司上海临港智慧工厂开启产品交付；导电型产品产能产量持续提升，产品交付能力增强。
碳化硅相关芯片和模块产品供应商芯联集成（688469.SH）公告显示，预计2023年实现营业收入约53.25亿元，同比增长约15.60%；年内归属于母公司所有者的扣非净利润约为-22.92亿元，同比将增亏约8.89亿元。
当然增亏背后与该公司正处在快速推进研发和扩产动作有关。公告显示，年内预计产生折旧及摊销费用约34.71亿元，同比增加约13.90亿元。由此对期内经营业绩产生较大影响。
对于碳化硅业务，公司大幅增加了对SiC MOSFET、12 英寸产品方向的研发力度。期内公司在12英寸产线、SiC MOSFET产线、模组封测产线等方面进行了大量战略规划和项目布局。
该公司指出，随着新增产能逐步释放，收入水平快速提升，规模效应逐步显现，以及折旧逐步消化，盈利能力将快速改善。预计车规级产品营业收入将持续增加，特别是SiC MOSFET上车速度与数量将快速提升，2024年SiC业务营收预计将超10亿元。
1月30日，芯联集成还宣布与蔚来（纽交所: NIO) 签署碳化硅模块产品生产供货协议，其将成为蔚来首款自研1200V碳化硅模块的生产供应商。
设备方面，碳化硅（SiC）金刚线切片机厂商高测股份（688556.SH）和SiC长晶设备企业晶升股份（688478.SH）均预计2023年业绩有较大幅度增长。
公告显示，高测股份预计2023年实现归属于母公司扣除非经常性损益的净利润为 14-14.6亿元，同比增加86.61%~94.61%。其中2023年公司碳化硅金刚线切片机订单规模大幅增长，市场渗透率快速提升。
晶升股份公告指出，预计2023年度归母扣非净利润为4100~4900万元，同比增加80.52%~115.74%。业绩增长原因在于年内下游市场快速发展，公司积极丰富产品序列及应用领域，销售规模不断扩大，同时运营效率得到有效提升。据悉，在6英寸向8英寸转型升级趋势下，晶升股份正积极推动8英寸SiC单晶炉的成熟及推广应用，其8英寸SiC长晶设备目前进展顺利，已通过客户批量验证。
上市公司业绩只是一个切面，作为正在快速发展的新兴市场，投融资方面的动作也很积极。
集邦化合物半导体统计指出，从融资轮次来看，众多SiC相关厂商在2023年完成的大多数是天使轮、A轮以及B轮融资。一方面，这与SiC产业仍处于发展初期阶段有关；另一方面，很多公司是过去一年内在SiC产业风口下新成立的初创企业。
从产业链环节看，材料、器件、设备均为SiC产业投资热点。而随着iC功率器件加速上车，各大车企也积极参与相关厂商融资，以期与各大SiC器件厂商形成更加深度地捆绑，在产品方面掌握更多主动权与话语权。
回顾2023年，从时间分布看，1月、2月、11月、12月均发生了接近或超过10次融资，年初和年尾SiC产业融资最火热。其中积塔半导体不仅是在4月和9月各完成一轮融资的唯一厂商，也贡献了2023年SiC产业单笔最高融资额135亿元。
海外大厂频牵手
目前碳化硅衬底材料和功率模块方面，海外厂商都占据着较大市场份额。对于这些厂商来说，当前对碳化硅的抢位将是全方位的。因此频繁扩产、推进更高规格产品量产落地、与下游积极牵手联合等都是关键词。
近日举行的业绩交流会上，意法半导体CEO Jean-Marc Chery介绍道，2023年在碳化硅方面，公司继续提高在卡塔尼亚和新加坡工厂的前端设备生产，并提高了在摩洛哥和中国工厂的后端制造能力。此外还在卡塔尼亚启动了新的一体化碳化硅衬底制造设施生产，这是其碳化硅垂直整合战略的重要一步。当年内，意法半导体宣布与三安光电合资，在重庆推进200mm碳化硅器件大规模制造，预计将在2025年第四季度开始生产。
“这些都是进一步扩大（意法半导体）全球碳化硅制造运营的重要举措。驱动我们到2030年碳化硅相关年收入将超过50亿美元。”Jean-Marc Chery如此表示。
在2023年，意法半导体实现碳化硅相关收入11.4亿美元，同比增长60%以上；预计2024年碳化硅收入为15-16亿美元，目标是2025年收入达到20亿美元。根据公司预期，其客户集中度也将下降。
意法半导体与三安光电的合作，也被认为是面向国内庞大市场在积极进行部署应对的一个动作。此前该公司主要为特斯拉供应碳化硅相关器件，也助推其在碳化硅器件市场份额领先。该介绍，其在全球碳化硅MOSFET市场份额已超50%。
近期意法半导体执行副总裁、中国区总裁曹志平接受21世纪经济报道记者专访时还表示，公司还在不断迭代优化碳化硅工艺技术，改善碳化硅产品性能、扩展性、可靠性，持续提升产能，以满足更高的质量要求和其他不断增长的市场需求。
另一全球功率器件龙头英飞凌也在积极对外“牵手”。1月23日，英飞凌与全球碳化硅衬底材料巨头Wolfspeed宣布扩大并延伸现有的长期150mm SiC晶圆供应协议。延伸后的合作将包括一个多年期产能预留协议，将有助于保证英飞凌供应链稳定，同时满足多领域对于碳化硅半导体不断增长的需求。
近期，英飞凌已先后与储能领域头部公司盛弘电气、SiC晶圆供应商SK Siltron CSS、国内车载电源厂商富特科技等达成合作。英飞凌将为盛弘电气提供1200 V CoolSiC MOSFET功率半导体器件、EiceDRIVER紧凑型1200V单通道隔离栅极驱动IC等产品。与富特科技则旨在加强双方对车载电源领域半导体技术的深度合作。
碳化硅的挑战
如火如荼发展的碳化硅当然也非一帆风顺。在2023年初，率先采用碳化硅相关功率器件的特斯拉掌门人马斯克突然宣布将大幅减少75%对碳化硅的用量，曾一度引发海外相关公司股价大幅波动。
虽然目前并未显现出太大影响，但这无疑显示出碳化硅的应用落地还面临着成本偏高的难题，且存在供不应求问题。此外，电机革新、电驱系统改进、封装技术创新等都是努力方向。
因此业内人士普遍认为，碳化硅功率器件对硅基功率器件的影响将是部分的，而非完全替代，将视具体应用场景对功率、高压等具体需求而定。比如一些采用车用碳化硅逆变器，一些则采用车用硅基IGBT逆变器。
这意味着要加速应用落地，碳化硅产业链目前要面临的挑战就是快速提高产量、提升应用效率并降低应用成本，不过此前已有业内人士对21世纪经济报道记者表示，应用碳化硅功率器件其实已经可以系统性降低应用成本，也即对整车的节能等效果带来裨益。
对此，曹志平则对21世纪经济报道记者表示，“降低制造成本、提高产品性能，这两点需要我们持续改进和优化。今后三年，我们有三个工作重点：第一，将生产线升级到8英寸晶圆；第二，落实碳化硅供应链垂直整合策略，包括正在卡塔尼亚工厂建造的碳化硅衬底综合厂，将碳化硅衬底内部供应量占比提升到40%；第三，与Soitec合作在8英寸晶圆上采用SmartSiC技术。”
另一重挑战则是产业发展到一定阶段将会走向整合期。目前全球各地都在积极推进碳化硅产业链建厂和投资等事宜，某种程度上出现过热迹象。待一段时间后，产业间必然将出现公司过多而进行收并购的趋势。届时核心考验的是目前碳化硅入局者们的研发、应用和落地进程。
在2023年初，就有业内人士直言：第三代半导体不需要那么多玩家，不排除未来会走类似LED产业的发展沿革路线。
虽然目前看起来有些遥远，但眼下与产业链的积极牵手合作、推进先进能力研发，就成为重要的发展命题。