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海外巨头忙扩张 碳化硅(SiC)成争夺热门
来源:国际电子商情 2023-05-31 358
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    近日,意法半导体发布消息称,其将于意大利兴建一座整合式碳化硅(Silicon Carbide;SiC)衬底制造厂,以支持意法半导体客户对汽车及工业碳化硅组件与日俱增的需求,协助其向电气化迈进并达到更高效率。新厂预计2023年开始投产,以实现碳化硅衬底的供应在对内采购及行业供货间达到平衡。不仅如此,欧美日各大厂商均在大力布局。

    图片来自ST官方公众号

    据悉,这座新碳化硅衬底厂比邻意法半导体位于意大利卡塔尼亚(Catania)现有的碳化硅组件制造厂,未来将成为欧洲首座6吋碳化硅外延衬底的量产基地,整合生产流程中所有工序。意法半导体也致力于下一步在此开发8吋晶圆。

    此计划对意法半导体推动碳化硅业务垂直整合的策略而言,是极为关键的一步。该项为期五年的投资计划涉及金额7.3亿欧元,将由意大利政府透过国家复苏暨韧性计划(National Recovery and Resilience Plan)提供资金援助,全面完工后可新增约700个直接就业机会。意法半导体总裁兼首席执行官Jean-Marc Chery表示,意法半导体正在推动其全球制造业务的转型升级,藉由提升8吋晶圆制造产能并强化专注于宽禁带半导体业务,以支持其突破200亿美元营收的远大目标。

    此外,另据了解,意法半导体先进的量产碳化硅产品STPOWER SiC,目前由位于卡塔尼亚及新加坡宏茂桥的晶圆厂进行生产,封装测试等后端制造则在中国深圳及摩洛哥的布斯库拉(Bouskoura)完成。基于上述制造实力,新碳化硅衬底厂的投资对意法半导体于2024年之前实现40%衬底来自内部采购的目标来说,无疑是一重大里程碑。

    英飞凌SiC产品发展预期(图片来自英飞凌官方公众号)

    今年2月,英飞凌还曾宣布资逾20亿欧元,在马来西亚居林工厂建造第三个厂区。建成之后,新厂区将用于生产碳化硅和氮化镓功率半导体产品,每年可为英飞凌创造20亿欧元的收入。

    据悉,此次扩建是英飞凌根据其半导体生产制造长期战略而做出的决策,居林工厂在200毫米晶圆生产方面所取得的规模经济效应为该项目打下了良好的基础。英飞凌位于菲拉赫和德累斯顿的300毫米晶圆厂奠定了公司在半导体市场的领导地位。

    2021年9月17日,英飞凌位于奥地利菲拉赫的全新全自动300毫米薄晶圆芯片工厂正式投入生产。新工厂的总占地面积约为6万平方米,产能将在未来4到5年内逐步得以释放提升。英飞凌管理委员会成员兼首席运营官Jochen Hanebeck表示:“英飞凌现在有两座用于生产功率半导体器件的大型300毫米薄晶圆芯片工厂,一座位于德累斯顿,另一座位于菲拉赫。两座工厂基于相同的标准化生产和数字化理念,使得我们能够像控制一座工厂一样,来控制两座工厂的生产运营,不仅进一步提高了产能,而且能够为客户提供更高的灵活性。”

    此次居林工厂的投资扩产将进一步巩固和提升这一领先地位,强化英飞凌整体的竞争优势。这种竞争优势的形成主要依托于英飞凌“从产品到系统”的战略方针,以及在该方针指导下所实现的技术领先性、全面的产品组合以及对应用的深刻理解。目前,英飞凌已向3.000多家客户提供基于碳化硅的半导体产品。

    居林新厂区满负荷运转之后,将创造900个高价值型就业岗位。新厂区计划于6月开始施工,在2024年夏季进行设备安装,首批晶圆将于2024年下半年开始出货。英飞凌对居林工厂的新增投资主要用于外延工艺和晶圆切割等具有高附加值的环节。

    此外,依计划,未来几年,英飞凌菲拉赫工厂将通过改造现有的硅晶圆制造设备,进一步强化其作为宽禁带半导体技术全球能力中心和创新基地的角色。通过重新利用非专用的硅晶圆生产设备,英飞凌将6英寸和8英寸的硅晶圆生产线转变为碳化硅和氮化镓器件的生产线。菲拉赫工厂目前正为迎接进一步的增长机会做准备。

    与美国高意集团签署供应协议

    今年9月,英飞凌与高意集团签署了一份多年期碳化硅(SiC)晶圆供应协议。这家总部位于德国的半导体制造商以此进一步拓宽碳化硅这一战略性半导体材料的供应渠道,并满足该领域强劲增长的客户需求。该协议还将支持英飞凌的多源采购战略并提高公司的供应链弹性。目前首批货物已经交付。

    此外,作为战略合作伙伴的高意集团和英飞凌还在合力推动向200毫米直径碳化硅晶圆的发展过渡。

    罗姆在日本、欧洲积极扩张产能

    自2010年开始量产SiC功率元器件(SiC SBD、SiC MOSFET)以来,罗姆一直在推进业内先进的技术开发,并较早实现了全SiC功率模块和沟槽结构SiC MOSFET的量产。不仅如此,在制造方面,还建立了罗姆集团引以为豪的垂直统合型生产体制,并通过扩大晶圆的口径和引进新设备来提高生产效率。

    为增强SiC功率元器件的产能,在ROHM Apollo Co.,Ltd.(总部位于日本福冈县)筑后工厂投建了新厂房。该厂房于2019年2月开工,于2021年1月举行了竣工仪式。

    据最新报道,罗姆社长松本功在9月表示,其最早将于年内,在日本福冈县启用新的生产厂房。新厂房落成后,罗姆碳化硅功率半导体生产能力将提升至过去的6倍水平,其目标是到2025财年,其在全球碳化硅功率半导体领域取得三成的市场份额。

    不仅如此,此前,罗姆公布了碳化硅(SiC)投资计划。按计划,罗姆将在德国纽伦堡的生产子公司SiCrystal加大投入,将使该基地的中期目标达到每年10万片的产量,同时实现九位数的销售额。

    此外,罗姆和赛米控在开发碳化硅(SiC)功率模块方面已开展十多年的合作的基础之上,于今年7月开启了合作的新征程——罗姆的第4代SiC MOSFET正式被用于赛米控的车规级功率模块“eMPack®”。

    罗姆株式会社董事长松本功表示:“罗姆拥有从裸芯片到封装产品的丰富碳化硅产品阵容。长期以来,作为先进的半导体制造商,罗姆积累了丰厚的技术实力。很高兴罗姆获选赛米控车载eMPac®的碳化硅功率元器件供应商。”此时,赛米控宣布已与德国一家大型汽车制造商签署了10亿欧元的合作合同,从2025年起将为这家客户供应这种创新型功率模块“eMPack®”。

    罗姆旗下SiCrystal成立25周年

    罗姆旗下的 SiCrystal GmbH(以下简称“SiCrystal”) ,原是一家总部位于德国纽伦堡的SiC(碳化硅)晶圆制造商,通过25年的发展,目前已将业务范围扩大到全世界,并拥有200多名员工。虽然其规模不是很大,但是其关键技术已让该公司已经成为SiC晶圆市场的先进企业之一。该公司于1997年4月开始生产SiC晶圆。

    基于1990年代初期在埃尔朗根-纽伦堡大学进行的研究,于1997年成立了SiCrystal AG(现SiCrystal GmbH)。最初的SiC晶圆开发和供样是在上普法尔茨行政区的Eschenfelden进行的。在2000年代初期,公司迁至埃尔朗根市,2009年加入日本电子元器件制造商罗姆集团,这也是SiCrystal历史上的重大转折点。罗姆将SiCrystal作为全资子公司迁至纽伦堡,以确保进一步整备开发和生产体系所需的空间。也正因为这一重要决定的推动作用,使得SiCrystal能大规模生产晶圆。例如,罗姆旗下的SiCrystal与意法半导体就碳化硅(SiC)晶圆长期供货事宜达成协议。

    2020年1月,罗姆和意法半导体宣布,双方就碳化硅(以下简称“SiC”)晶圆由罗姆集团旗下的SiCrystal GmbH供应事宜达成长期供货协议。在SiC功率元器件快速发展及其需求高速增长的大背景下,双方达成超1.2亿美元的协议,由SiCrystal(当时SiC晶圆生产量欧洲第一)向意法半导体供应先进的150mm SiC晶圆。

    日本厂商重金投入忙拓产,欧洲厂商强强联合

    东芝首期将使产能增长2.5倍

    2021年3月,东芝电子元件及存储装置株式会社将通过日本的加贺东芝电子株式会社(Kaga Toshiba Electronics Corporation)建设300mm晶圆制造厂,扩大功率器件的产能。新生产线的量产将于2023财年上半年开始。新的300mm生产线将用于制造低压金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。

    今年2月,东芝宣布将在其位于日本石川县的主要分立半导体生产基地—加贺东芝电子株式会社(Kaga Toshiba Electronics Corporation)建造一座新的300mm晶圆制造工厂,以扩大功率半导体产能。

    截至目前,东芝已通过提升200mm晶圆生产线产能并将300mm晶圆生产线投产时间自2023财年上半年提前至2022财年下半年,以满足持续增长的需求。东芝在新工厂的整体产能和设备投资、投产、产能以及生产计划等方面的决策都将反映市场趋势。

    据悉,新的晶圆制造工厂的建造将分两个阶段进行,以便根据市场趋势优化投资步伐。第一阶段生产计划将于2024财年内启动。当第一阶段产能满负荷时,东芝的功率半导体产能将达到2021年度的2.5倍[。

    不仅如此,新工厂将配备抗震结构和业务连续性计划(BCP)强化体系,同时还计划将通过引入人工智能和自动化晶圆运输系统,提高产品质量和生产效率。

    东芝将根据市场情况做出进一步投资的决定,以增加产量。此外,东芝还将继续扩大日本半导体株式会社(Japan Semiconductor Corporation)(主要生产系统LSI的制造子公司)在功率器件等分立半导体上的生产。

    三菱电机向功率半导体业务投巨资

    在2021 年功率器件业务的业务说明会上,三菱电机于宣布将在未来五年(至2025年)内向功率半导体业务投资 1300 亿日元。该公司计划在福山工厂(广岛县福山市)新建一条 12 英寸(300 毫米)晶圆生产线,并计划到 2025 年将其产能比 2020 年翻一番。

    这项投资的一个典型例子是在福山工厂建设 8 英寸(200 毫米)和 12 英寸生产线。8英寸生产线于2021年11月开始试运行,并计划于2022年春季开始量产,12英寸线计划是在2024年量产。

    三菱电机将其功率器件业务的目标设定为——到2025年销售额2400亿日元以上、营业利润率10%以上。为此,三菱电机将高增长的汽车领域和其市场占有率较高的消费领域列为重点关注对象。三菱电机计划两个领域按领域销售的比例将从2020年的 50%提升到到2025年的65%。

    富士电机在日本国内忙拓产

    据日经新闻今年7月报道,富士电机生产新一代功率半导体的松本工厂(位于长野县松本市)从2022年度开始陆续增产,生产的对象即为SiC功率半导体。与此同时,其子公司富士电机津轻半导体工厂也将导入SiC功率半导体产线,并将在2024年度进行量产。

    此外,富士电机希望2024年度将新一代功率半导体的产能提高至2020年度的约10倍。

    富士电机还计划,至2025年,将SiC功率半导体占其半导体业务营收占比提高至10%左右;其在全球SiC功率半导体市是占比提升至20%,而时间节点就在2025-2026年期间。

    日立委外代工 强化供应

    据日经新闻道称,日立在茨城县日立市、福岛县南相马市和山梨县中央市拥有工厂。

    晶圆处理前工序的约5成在其自有工厂完成,剩余5成交由外部代工。日立希望通过扩大代工量(外部代工产量将提高至整体的7成),让其产品供应量在2024年度前增加7成。

    报道还称,由于投资300毫米的生产设备成本负担高,日立希望将这部分生产需求更多提供给外部代工。同时,日立将日本国内的自有工厂作为尖端产品量产初期技术的母工厂进行定位。

    博世半导体部门再投重金

    2020年5月,博世计划于2021年下半年在位于德国高科技中心“硅萨克森州”中心的工厂进行首次碳化硅芯片的生产,该工厂将使用直径为300mm的硅晶圆。2021年12月,博世集团宣布于当月启动碳化硅芯片的量产。

    截止2021年,博世已在罗伊特林根晶圆工厂增建1000平方米无尘车间,并预计在2023年底新建3000平方米无尘车间,用于碳化硅半导体生产。据博世方面预测,预计到2025年,随着产量增加,碳化硅的成本将会与IGBT模块持平。

    今年9月,博世宣布,到2026年,计划在其半导体部门再投资30亿欧元,作为 IPCEI 微电子和通信技术资助计划的一部分。博世计划用这笔投资资助的项目之一是在罗伊特林根和德累斯顿建造两个新的开发中心,总成本超过 1.7 亿欧元。

    此外,博世将在未来一年斥资 2.5 亿欧元,在其位于德累斯顿的晶圆厂新建一个 3.000 平方米的洁净室空间。

    赛米控和丹佛斯强强联合

    在宣布启动合并后不到 5 个月,8 月 22 日,赛米控和丹佛斯硅动力事业部正式宣布合并获得批准。这家功率半导体模块的全新行业领导者以赛米控—丹佛斯的名义正式开始运营,将共同推动其在电力电子领域的业务增长,

    据悉,赛米控—丹佛斯公司将由赛米控和丹佛斯集团的现有所有者家族所有,其中丹佛斯为大股东。新公司将保留在德国纽伦堡和弗伦斯堡的两个基地,且旗下所有全球子公司、生产基地以及分销渠道将继续运营。

    责编:Zengde.Xia

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