近日，据三安半导体官微消息，三安半导体携碳化硅（SiC）全产业链产品亮相SEMICON Taiwan 2023。三安半导体针对新能源行业的发展痛点，在展会上推出650V-1700V宽电压范围的SiC MOSFET，这些产品大幅提升了系统效率、功率密度、稳定可靠性等指标。
同时，三安还发布了适用于电力电子的8英寸碳化硅衬底，有助于推动产业链降本增效。展台现场客户反响热烈。多家重要客户在详细询问相关产品参数后，已经明确了采购意向。业内专家指出，三安此次展出的关键产品性能达到国际先进水平，展示出公司在碳化硅技术领域的积极进取和创新实力。
SiC业务强劲增长，半年期净利润增长近270%
根据IHS数据，受新能源汽车行业庞大的需求驱动，以及光伏储能、充电桩、工业和通信等领域对于效率和功耗要求提升的影响，预计到2027年碳化硅功率半导体的市场规模将超过100亿美元，2018-2027年的复合增速接近40%。
在碳化硅领域，三安光电目前实现从晶体生长、衬底制备、外延生长到制造、封测的全产业链布局（IDM模式），实现产品迭代、质量、交付的全方位管控，具有完整的碳化硅技术布局与产业链优势，目前，三安碳化硅业务主体为子公司湖南三安，2023上半年实现销售收入5.82亿元，同比增长178.86%；净利润为3.32亿元，同比显著增长266.99%。由于碳化硅衬底产能的逐渐释放，三安整体成本有所降低，毛利率提高，上半年达到15,000片/月，较去年年底提升3,000片/月。此外，湖南三安还可制造硅基氮化镓，产能为2,000片/月。
除已投产的湖南三安外，也不乏与国内外知名车企及功率器件龙头的合作：
2022年8月24日，理想汽车功率半导体研发及生产基地在江苏苏州高新区正式启动建设，主要专注于第三代半导体碳化硅车规功率模块的自主研发及生产。该生产基地由理想汽车与湖南三安半导体共同出资组建的苏州斯科半导体公司打造，预计2022年内竣工后进入设备安装和调试阶段，2023年上半年启动样品试制，2024年正式投产后预计产能将逐步提升并最终达到240万只碳化硅半桥功率模块的年生产能力。根据2023半年报披露，苏州斯科半导体已完成动力设备安装、调试，待产线通线后进入试生产。
2023年6月7日，三安光电与意法半导体联合宣布，双方拟出资32亿美元(约合人民币228亿元，三安持股51%，意法49%)在重庆合资建造一座8英寸碳化硅外延、芯片代工厂，新的SiC制造厂计划于2025年第四季度开始生产，预计将于2028年全面落成，规划产能为10,000片/周。同时，三安光电将在当地独资建立一个8英寸碳化硅衬底工厂作为配套，预计投资总额70亿元，达产后产能为48万片/年，基本满足合资工厂需求。
8英寸碳化硅衬底，各企业进展如何？
“目前产业主流芯片技术还是6英寸技术，但美国Wolfspeed公司已开始8英寸的商业化生产，国内少数厂家可以示范或小规模供货8英寸衬底，但还没有形成大规模供货能力。”北京大学宽禁带半导体研究中心主任沈波教授在上半年参加行业会议时指出，8英寸碳化硅技术成熟度和价格相对6英寸技术还不具备竞争优势，发展前景关键看未来新能源汽车等市场的需求规模。
据不完全统计，国内有十余家企业与机构在研发8英寸碳化硅衬底，包含烁科晶体、晶盛机电、天岳先进、南砂晶圆、同光股份、中科院物理所、山东大学、天科合达、科友半导体、乾晶半导体等。
2022年1月，烁科晶体实现8英寸N型碳化硅抛光片小批量生产。天科合达在2020年开始开展8英寸导电型碳化硅单晶衬底的研发工作，目前已突破了8英寸晶体扩径生长和晶片加工等关键技术难题，并在2022年11月发布8英寸导电型碳化硅单晶衬底，计划在2023年实现8英寸衬底产品的小规模量产；天岳先进采用液相法制备出了低缺陷的8英寸晶体，上海临港工厂已经进入产品交付阶段，8 英寸产品也已经具备产业化能力；合盛硅业也在5月21日披露8英寸碳化硅衬底研发顺利，已经实现了量产；晶盛机电通过自有籽晶经过多轮扩径，成功生长出8英寸N型碳化硅晶体，加速大尺寸碳化硅晶体生长和加工技术自主可控；中电化合物也宣布与韩国Power Master签订了长期供应8英寸在内的碳化硅材料的协议，公司预计未来3年碳化硅产能将达到8万片。
另外，设备厂商推出兼容6英寸与8英寸设备。盛美上海并在今年3月份盛美上海宣布首次获得Ultra C SiC碳化硅衬底清洗设备的采购订单，该设备兼容6英寸和8英寸，每小时可达70多片晶圆的产能，可避免薄且易碎的碳化硅衬底的碎片。北方华创作为A股半导体设备巨头，公司负责人此前出席功率及化合物半导体论坛时介绍，公司可以提供碳化硅的全套解决方案。此外，晶盛机电最新还宣布研发出具有国际先进水平的8英寸单片式碳化硅外延生长设备，可兼容6、8寸碳化硅外延生产；晶升股份最新在投资者互动平台上称，近日公司已开始8英寸碳化硅长晶设备的批量生产。
尽管当前8英寸在快速发展，但实现量产的企业还只有Wolfspeed。当前国内8英寸SiC晶圆量产面临较多的难点，比如衬底制备中8英寸籽晶的研制、大尺寸带来的温场不均匀、气相原料分布和输运效率问题、高温生长晶体内部应力加大导致开裂等，以及后续外延工艺、相关的设备发展等，均需要产业上下游紧密协同来攻克挑战。行业预测到2026年，8英寸占比将达到14%。
