全球最大SOI襯底供應(yīng)商分享行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài):三大市場(chǎng)高速增長(zhǎng),碳化硅競(jìng)爭(zhēng)激烈
關(guān)鍵詞: 芯片 晶圓 意法半導(dǎo)體
臨近年末,各家芯片公司都開(kāi)始總結(jié)過(guò)去一年的戰(zhàn)績(jī),全球最大SOI(絕緣體上硅)襯底供應(yīng)商法國(guó)Soitec公司也不例外。
法國(guó)硅片大廠Soitec近日發(fā)布2023財(cái)年(2022自然年)上半年財(cái)報(bào)。財(cái)報(bào)顯示,Soitec公司綜合收入達(dá)到4.71億歐元,同比增長(zhǎng)26%,經(jīng)營(yíng)凈利潤(rùn)同比增長(zhǎng)27%。其中,占總營(yíng)收72%的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)收入達(dá)3.41億歐元,增長(zhǎng)23%;汽車和工業(yè)收入增長(zhǎng)72%至5700萬(wàn)歐元,占總收入的12%;而智能設(shè)備領(lǐng)域的收入達(dá)到7300萬(wàn)歐元,同比增長(zhǎng)17%。
2022年12月末接受采訪時(shí),Soitec客戶執(zhí)行副總裁Yvon Pastol表示,截止目前,該公司已經(jīng)完成了2023財(cái)年約340萬(wàn)片晶圓產(chǎn)能的四分之三左右。預(yù)計(jì)到2026財(cái)年(2025年),Soitec年度總產(chǎn)能希望達(dá)到約450萬(wàn)片晶圓,與2021財(cái)年相比實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能接近翻倍(增長(zhǎng)195%)。
而為了達(dá)到這一目標(biāo),Soitec已經(jīng)宣布,該公司五年內(nèi)計(jì)劃投資11億歐元(約合人民幣82億元)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收、產(chǎn)能全面增長(zhǎng)。
三大戰(zhàn)略市場(chǎng)高速增長(zhǎng),中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁
Soitec有三大高速增長(zhǎng)的戰(zhàn)略市場(chǎng):移動(dòng)通信市場(chǎng)、汽車和工業(yè)市場(chǎng)、智能設(shè)備市場(chǎng)。
在移動(dòng)通信市場(chǎng),從4G發(fā)展到5G,RF-SOI的內(nèi)容量翻倍,市場(chǎng)對(duì)RF-SOI的需求也逐漸增加。Soitec將進(jìn)一步優(yōu)化各產(chǎn)品線的布局,包括Connect RF-SOI、Connect FD-SOI、Connect POI、Connect GaN。
Connect FD-SOI在毫米波產(chǎn)品落地方面不斷取得進(jìn)展,Connect POI目前正在處于采用階段,可支持多種模組架構(gòu)的濾波器解決方案。
在中國(guó),Soitec的Connect RF-SOI處于生產(chǎn)階段,符合中國(guó)所有一線(Tier 1)代工廠的要求,主要關(guān)于其200mm和300mm的晶圓片。Soitec正與代工廠客戶進(jìn)行共同研發(fā)探索在設(shè)備終端的應(yīng)用,在Connect POI方面也正與中國(guó)代工廠進(jìn)行溝通,通過(guò)POI賦能本土高性能濾波器的制造。
在汽車和工業(yè)市場(chǎng),Soitec有三款主打產(chǎn)品:Auto Power-SOI、Auto FD-SOI、Auto SmartSiC。
全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)滲透率的穩(wěn)步增長(zhǎng)對(duì)優(yōu)化襯底產(chǎn)生更強(qiáng)勁的需求。對(duì)應(yīng)到Soitec的產(chǎn)品,主要涉及Power-SOI、FD-SOI,可用于滿足在汽車市場(chǎng)對(duì)于信息娛樂(lè)、功能安全性、自動(dòng)化駕駛等需求。SOI能夠?qū)崿F(xiàn)更高的性能、集成性、更短的上市時(shí)間(Time-To-Market),且更易于設(shè)計(jì)。應(yīng)對(duì)汽車電氣化趨勢(shì),Soitec正與第一個(gè)客戶推動(dòng)SmartSiC進(jìn)入驗(yàn)證階段。
在智能設(shè)備市場(chǎng),Soitec有四款產(chǎn)品:Smart FD-SOI、Smart Imager-SOI、Smart Photonics-SOI、Smart PD-SOI。
在高速率數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)通信快速增長(zhǎng)的需求驅(qū)動(dòng)下,市場(chǎng)巨頭們正逐漸轉(zhuǎn)向高速數(shù)據(jù)收發(fā),采用更多的光學(xué)收發(fā)。Soitec中國(guó)客戶群主管喬磊納(Lionel Georges)說(shuō),Soitec的代工廠客戶正將Photonics-SOI用于數(shù)據(jù)傳輸方面,以及光子計(jì)算、激光雷達(dá)(Lidar)等應(yīng)用中。
FD-SOI在智能終端方向有非常強(qiáng)勁的應(yīng)用市場(chǎng),為復(fù)雜的傳感、連接性更強(qiáng)的設(shè)備、更強(qiáng)性能和智能化趨勢(shì)提供支撐,助力實(shí)現(xiàn)更高性能、高能效的邊緣計(jì)算芯片。Soitec看到中國(guó)市場(chǎng)針對(duì)FD-SOI在超低漏電(ULL)以及超低功耗(ULP)應(yīng)用的關(guān)注度不斷上升。
逐步向碳化硅過(guò)渡
Yvon Pastol對(duì)鈦媒體App表示,中國(guó)市場(chǎng)是在電動(dòng)汽車全球最大市場(chǎng),今年全球在電動(dòng)汽車方面的銷量就達(dá)到了500萬(wàn),未來(lái)預(yù)計(jì)到2030年,中國(guó)在電動(dòng)汽車將占比全球60%,這對(duì)中國(guó)而言也是很好的機(jī)會(huì),可以建立自身的碳化硅生態(tài)——因此擁有碳化硅晶圓襯底的Soitec受益頗多,去年上半年,其汽車和工業(yè)業(yè)務(wù)收入同比增72%,是增長(zhǎng)最快的部門(mén)。
“整體來(lái)看,全球汽車和工業(yè)客戶在向電動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)型的過(guò)程中在逐步采用碳化硅,以提高其系統(tǒng)的性能。但是在全球范圍內(nèi)碳化硅產(chǎn)能是受限的,這是因?yàn)樾袠I(yè)在生產(chǎn)高質(zhì)量器件級(jí)別材料方面的生產(chǎn)能力及產(chǎn)能限制?!盰von Pastol表示,未來(lái)幾年,大批量生產(chǎn)高質(zhì)量碳化硅器件,對(duì)于滿足全球汽車及工業(yè)市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求至關(guān)重要。
不久前,Soitec宣布了下一階段的碳化硅 (SiC)襯底合作計(jì)劃,由意法半導(dǎo)體在今后18 個(gè)月內(nèi)完成對(duì)Soitec碳化硅襯底技術(shù)的產(chǎn)前認(rèn)證測(cè)試。此次合作的目標(biāo)是意法半導(dǎo)體采用 Soitec 的 SmartSiC? 技術(shù)制造未來(lái)的8寸碳化硅襯底,促進(jìn)公司的碳化硅器件和模塊制造業(yè)務(wù),并在中期實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
意法半導(dǎo)體汽車和分立器件產(chǎn)品部總裁 Marco Monti表示:“汽車和工業(yè)客戶正在加快推進(jìn)系統(tǒng)和產(chǎn)品的電動(dòng)化,升級(jí)到8寸 SiC 晶圓將為他們帶來(lái)巨大好處,因?yàn)楫a(chǎn)品產(chǎn)量提高對(duì)于推動(dòng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)非常重要。ST選擇了一種垂直整合的制造模式,從高質(zhì)量的襯底,到大規(guī)模的前工序制造和后工序封測(cè),在整個(gè)制造鏈中充分利用我們多年積累的專業(yè)技術(shù)專長(zhǎng)。我們希望通過(guò)與 Soitec 技術(shù)的合作,不斷提高良率和質(zhì)量。”
“隨著電動(dòng)汽車的到來(lái),汽車行業(yè)正面臨巨變。Soitec通過(guò)尖端的 SmartSiC? 技術(shù),將獨(dú)特的 SmartCut? 工藝用于碳化硅半導(dǎo)體材料,將在推進(jìn)電動(dòng)汽車普及方面發(fā)揮關(guān)鍵作用?!?Soitec 首席運(yùn)營(yíng)官 Bernard Aspar 表示:“將Soitec 的 SmartSiC? 襯底與ST行業(yè)率先的碳化硅技術(shù)和專長(zhǎng)整合,將改變汽車芯片制造的游戲規(guī)則,并樹(shù)立新的標(biāo)準(zhǔn)?!?/span>
碳化硅 (SiC) 是一種顛覆性的化合物半導(dǎo)體材料,在電動(dòng)汽車和工業(yè)制程領(lǐng)域重要的高增長(zhǎng)功率應(yīng)用中,碳化硅材料的固有性質(zhì)令碳化硅器件的性能和能效優(yōu)于硅基半導(dǎo)體。碳化硅可以實(shí)現(xiàn)更高效的電源轉(zhuǎn)換、更緊湊的輕量化設(shè)計(jì),并節(jié)省整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本——所有這些都是汽車和工業(yè)系統(tǒng)成功的關(guān)鍵參數(shù)和要素。從 6寸 晶圓升級(jí)到 8寸 晶圓,可以使制造集成電路的可用面積增加幾乎一倍,每個(gè)晶圓上的有效出片量達(dá)到升級(jí)前的1.8-1.9 倍,因此大幅增加產(chǎn)能。
盡管行業(yè)處于下行周期,但出于半導(dǎo)體日益增長(zhǎng)的戰(zhàn)略重要性,疊加各國(guó)政府激勵(lì)措施,全球芯片制造業(yè)依然不斷擴(kuò)大產(chǎn)能、分散供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和加強(qiáng)供應(yīng)鏈。國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)SEMI近日發(fā)布的報(bào)告顯示,預(yù)計(jì)2023年,全球?qū)⒂?8個(gè)晶圓工廠投入新廠建設(shè)。
根據(jù)規(guī)劃,2021-2026財(cái)年的五年計(jì)劃中,除了產(chǎn)能翻倍以外,Soitec公司營(yíng)收也有望增長(zhǎng)兩倍,電子產(chǎn)品EBITDA利潤(rùn)率或?qū)⒃黾又?5%。
全球巨頭已瞄準(zhǔn)碳化硅
放眼碳化硅襯底的全球競(jìng)爭(zhēng)格局,仍是海外廠商掌握話語(yǔ)權(quán),美國(guó)Wolfspeed一家獨(dú)大,與Coherent(曾經(jīng)的II-VI)、SiCrystal(被日本羅姆收購(gòu))占據(jù)了市場(chǎng)份額的前三名。
先來(lái)看美國(guó),Wolfspeed作為全球份額遙遙領(lǐng)先的sic襯底廠商,較早開(kāi)始了SiC 的研發(fā)與生產(chǎn),在2015年就已經(jīng)商品化了6英寸SiC晶片,并可以小批量供貨。在擴(kuò)產(chǎn)方面, Wolfspeed也是早早地嗅到了SiC的未來(lái)市場(chǎng),2019年5月,Wolfspeed發(fā)布新聞稿表示,作為公司長(zhǎng)期增長(zhǎng)戰(zhàn)略的一部分,未來(lái) 5 年將投資10億美元用于擴(kuò)大碳化硅產(chǎn)能,在美國(guó)總部北卡羅萊納州達(dá)勒姆市建造一座采用最先進(jìn)技術(shù)的自動(dòng)化200mm SiC碳化硅生產(chǎn)工廠和一座材料超級(jí)工廠,其中4.5億美元用于North Fab,4.5億美元用于材料超級(jí)工廠,1億美元用于伴隨著業(yè)務(wù)增長(zhǎng)所需要的其它投入。消息顯示,此次擴(kuò)產(chǎn),Wolfspeed預(yù)計(jì)其導(dǎo)電型的碳化硅功率器件、絕緣型射頻器件、SiC 襯底產(chǎn)能將分別最大擴(kuò)大至 2017 財(cái)年第一季度的 30 倍。
北卡羅萊納州 Durham Fab作為Wolfspeed碳化硅襯底的主要生產(chǎn)基地,貢獻(xiàn)了全球一半的導(dǎo)電型襯底的產(chǎn)能。就在9月9日,Wolfspeed再次宣布將投入數(shù)十億美元在北卡羅來(lái)納州查塔姆縣建造一個(gè)號(hào)稱世界上最大的碳化硅襯底工廠,新工廠計(jì)劃建于查塔姆縣,臨近Wolfspeed 已建成的達(dá)勒姆碳化硅襯底工廠,一期建設(shè)預(yù)計(jì)將于 2024 年完成。這一投資計(jì)劃旨在將 Wolfspeed 在達(dá)勒姆園區(qū)的現(xiàn)有碳化硅產(chǎn)能提升超 10 倍,主要生產(chǎn)8英寸碳化硅襯底,供應(yīng)Wolfspeed于今年4月開(kāi)業(yè)的紐約莫霍克谷工廠。
II-VI在成功收購(gòu)光電廠商Coherent后正式更名為Coherent,但這并沒(méi)有影響其在SiC襯底領(lǐng)域的擴(kuò)產(chǎn)。2021年4月,Coherent表示,為了應(yīng)對(duì)不斷加速的電力電子市場(chǎng),計(jì)劃在未來(lái)5到10年內(nèi)大幅提高在美國(guó)的SiC球團(tuán)和基板的全球產(chǎn)能,5年內(nèi)將其SiC基板的生產(chǎn)能力提高5到10倍,包括直徑200mm的基板,而Coherent位于福州的新SiC工廠就屬于擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃的一部分。
今年3月7日,Coherent又宣布,正在加快對(duì)150 mm和200 mm碳化硅襯底和外延片制造的投資,并在賓夕法尼亞州伊斯頓和瑞典基思塔進(jìn)行了大規(guī)模工廠擴(kuò)建。不過(guò)Coherent也指出,此次投資屬于此前宣布的在未來(lái)10年向SIC投資10億美元的一部分。消息顯示,Coherent伊斯頓的150 mm和200 mm碳化硅基板年產(chǎn)量預(yù)計(jì)到 2027 年將達(dá)到 100 萬(wàn)個(gè) 150 mm單位,200 mm基板的比例將隨著時(shí)間的推移而增長(zhǎng)。Coherent執(zhí)行官 Sohail Khan表示,伊斯頓工廠將在未來(lái)5年內(nèi)將Coherent的碳化硅基片產(chǎn)量提高至少6倍。
除了Wolfspeed和Coherent兩家外,安森美在去年正式收購(gòu)SiC襯底廠商GTAT之后,也加入了襯底廠商隊(duì)伍。今年8月11日,安森美新罕布什爾州哈德遜的碳化硅工廠剪彩落成,據(jù)悉該基地將使安森美2022年底SiC晶圓產(chǎn)能同比增加五倍。安森美執(zhí)行副總裁兼電源解決方案集團(tuán)總經(jīng)理 Simon Keeton 表示,隨著安森美增加基板產(chǎn)能并計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能,已經(jīng)擴(kuò)建到第二座大樓。在2022年第一季度財(cái)報(bào)中,安森美也宣布將擴(kuò)大對(duì)GTAT的投資,一方面推動(dòng)6英寸和8英寸碳化硅基板的產(chǎn)量,另一方面也將在2022年內(nèi)把碳化硅基板的產(chǎn)能增加四倍。
再來(lái)看日本,羅姆的SiC襯底業(yè)務(wù)主要來(lái)自于2009年收購(gòu)德國(guó)SiC襯底和外延片供應(yīng)商SiCrystal。SiCrystal的首席執(zhí)行官Robert Eckstein博士在近期透露,SiCrystal的中期目標(biāo)是每年生產(chǎn)10萬(wàn)片,并實(shí)現(xiàn)九位數(shù)的銷售額。據(jù)了解,SiCrystal計(jì)劃在德國(guó)紐倫堡總部擴(kuò)產(chǎn),將員工數(shù)量擴(kuò)大到450名左右,并計(jì)劃未來(lái)將提高年產(chǎn)量由每年10萬(wàn)片至100萬(wàn)片,提升其市占率由20%到30%,而目前已生產(chǎn)150mm(6英寸)的晶圓,將自2024年起擴(kuò)大到生產(chǎn)200mm(8英寸)晶圓。
此外,碳化硅外延片大廠日本昭和電工也多次發(fā)表了產(chǎn)能擴(kuò)充聲明。去年8月,昭和電工發(fā)行3519萬(wàn)股新股,籌得約64.56億人民幣資金,其中約700億日?qǐng)A(約41.35億人民幣)將用于擴(kuò)增SiC晶圓等半導(dǎo)體材料產(chǎn)能。從昭和電工公布的計(jì)劃投資細(xì)則來(lái)看,用于碳化硅襯底等擴(kuò)產(chǎn)的資金約為58億日?qǐng)A(3.4億人民幣),擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目預(yù)計(jì)2023年12月完工。
韓國(guó)方面,SK Siltron也在積極擴(kuò)大碳化硅晶圓產(chǎn)能,去年九月SK 集團(tuán)宣布計(jì)劃在碳化硅襯底業(yè)務(wù)上投資 7000 億韓元(約合 38億元人民幣),以期 2025 年成為世界尖端材料市場(chǎng)的龍頭。今年9月,SK Siltron也美國(guó)密歇根貝城 6英寸新廠正式建成投產(chǎn),該晶圓廠主要生產(chǎn)晶錠和襯底等SiC晶圓基材。
據(jù)悉,SK Siltron南韓龜尾廠與密歇根新廠產(chǎn)能,下半年 6英寸年產(chǎn)能上看 12 萬(wàn)片,規(guī)模是原先 3 倍,目前持續(xù)進(jìn)行第二期擴(kuò)建計(jì)劃,預(yù)計(jì) 2025 年完工后年產(chǎn)能將躍增至 50 萬(wàn)片。目前,SK Siltron 也持續(xù)推動(dòng) 8 英寸基板計(jì)劃,目標(biāo)明年底啟動(dòng)量產(chǎn)。
歐洲方面,法國(guó) Soitec于今年3月宣布,將在其位于法國(guó)貝寧的總部增設(shè)新產(chǎn)線,主要致力于制造 150 mm和 200 mm的 SmartSiC 襯底。新產(chǎn)線將使用 Soitec 專利的 SmartCut技術(shù)來(lái)生產(chǎn)創(chuàng)新型 SmartSiC優(yōu)化襯底,目前,Soitec 已經(jīng)與主要的碳化硅器件制造商展開(kāi)基于 SmartSiC 合作,預(yù)測(cè)將于 2023 下半年開(kāi)始實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品的盈利。
意法半導(dǎo)體也在積極擴(kuò)產(chǎn),據(jù)eenewseurope今年年初報(bào)道,ST準(zhǔn)備建立歐洲碳化硅晶圓超級(jí)工廠,該工廠將具備制造設(shè)備和制造更大 200 mm SiC 晶圓的能力。2022 年ST資本支出為 34 億美元,其中包括為目前使用 150 mm晶圓的意大利卡塔尼亞和新加坡的 SiC 晶圓廠提供資金。意法半導(dǎo)體副總裁、中國(guó)區(qū)總經(jīng)理曹志平在去年透露,ST目標(biāo)是到2024年,利用Norstel的產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)碳化硅供應(yīng)鏈40%的襯底供應(yīng)完全自主。
從大廠擴(kuò)產(chǎn)信息來(lái)看,2025年前后,碳化硅襯底會(huì)迎來(lái)一波大投產(chǎn),屆時(shí)全球碳化硅產(chǎn)業(yè)或許又會(huì)出現(xiàn)新局面。
