碳化硅大跃进:1300万片产能背后的荒诞与必然

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具身材料观察
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2023年春节刚过,特斯拉宣布下一代电驱平台将削减75%碳化硅用量,全球二级市场"碳化硅概念股"应声雪崩。Wolfspeed在美国得州递交Chapter 11申请,这家把名字从Cree换成Wolfspeed、把所有筹码都压在碳化硅上的公司,在自己亲手开创的赛道里,没能撑过一轮周期。

但奇怪的是,同一时间,中国大陆的全行业并没有跟着悲观。从济南到泉州、从上海临港到芜湖,新的碳化硅项目还在开工,新的8英寸炉子还在交付,新的二级市场故事还在被编码。

在长三角碳化硅产业链调研期间,一位华东地区第三代半导体投资人在饭局上感叹,碳化硅是他这两年看到的最矛盾的赛道——头部厂商在哭,新进玩家在抢,全球需求在涨,单片价格在跌,所有人都说这是一片蓝海,没人否认大家正在血战。

产能过剩:一场没有硝烟的"数字游戏"

让我们直面最残酷的数据:2024年,中国6英寸碳化硅衬底设计产能超过1300万片,而全球实际需求只有150万片,国内实际销售约75万片,库存积压高达180万片。

这意味着什么?意味着每10片碳化硅晶圆中,只有不到1片真正卖给了终端客户,其余9片要么躺在仓库里,要么在去往仓库的路上。6英寸衬底价格从峰值的每片5000元一路跌到不足2000元,已经击穿了大部分玩家的成本线。

一位华南衬底厂高管在私下苦笑:"现在的6英寸不是在卖价格,是在卖现金流,能不能从客户手里拿回款比能不能赚毛利更紧要。"

更荒诞的是利润崩塌的速度。天域半导体2024年上半年6英寸碳化硅外延片毛利率从一年前的55.4%跌到5.7%,8英寸外延片毛利率从2023年下半年的46.6%跌到2024年上半年的8.3%。

8英寸陷阱:历史正在重演

当6英寸的剧本还没演完,8英寸的狂欢已经开始。8英寸衬底目前的售价大约是6英寸的三倍,约不到6000元一片,看起来是一片高地。

但现实是什么?国内已规划的8英寸产能已经超过400万片,2024年全球实际需求只有约15万片。一位投资人毫不客气地指出:"现在盲目涌入8英寸的,和三年前抢6英寸的,其实是同一批人。8英寸真正的拐点不是2025年,而是2027年,如果届时所有规划产能都按时落地,6英寸的剧本会原样再上演一遍。"

从材料利用率看,6英寸到8英寸面积扩大约78%,可切割的有效芯片数提升接近90%,单片综合成本能再下35%。也正因为如此,国内8英寸赛道在2024到2025年迅速变得热闹。

露笑科技在合肥基地一期投产后,宣布全面掌握8英寸导电型衬底工艺参数耦合关系;三安光电的湖南三安和重庆三安项目分别承担8英寸衬底和器件的产能,已经分阶段通线;天岳先进首创用液相法做出无宏观缺陷的8英寸晶体。

技术依赖:被忽视的致命软肋

在所有喧嚣背后,一个致命的软肋被严重低估——设备依赖。一位上海某碳化硅Fab厂的工艺工程师讲过一个细节:一条规划30万片的产线,其他800台套设备已经全部到位,厂房也建好,全部在等一台几百万的高温离子注入机。

这一台设备的交付周期一拖再拖,背后是约50亿的固定资产沉淀。设备问题不止离子注入机一件,CMP抛光、切片、清洗、外延炉,每一段都有进口依赖。

中国的衬底端国产化跑在了前面,设备端国产化还在追赶。长晶炉是日本日新技研和德国PVA Tepla的天下,单台报价约300万元人民币。国内露笑、东尼、晶盛机电这几年把这个数压到150万左右,部分型号更便宜,这意味着新建一条300台炉子的衬底线,仅长晶环节就能省下接近4亿元。

商业模式:轻资产与协同创新的曙光

在这场内卷血战中,一些另类的商业模式开始显现出生存智慧。

至信微副总经理何京京有一个被业内反复转述的说法,他把中国市场比作养蛊,活到最后的一定是最强的。至信微自己用的就是反IDM路线,全公司人数是同业的四分之一到三分之一,研发费用是五分之一,但保持着行业最广的产品线和数一数二的良率,所有产品从发布至今全部一次流片成功。

更值得看的是商业模式上的创新。芯粤能与芯聚能、威睿之间形成了一种被他们称作SDCO的协作,全称是系统与器件协同优化。三方互为股东,物理距离近到能按小时交流,每周三方开会,从2023年初通线后开始一直延续到今天。

这种协同的现实意义是,提高一颗碳化硅芯片的出流能力,不再单纯是芯片设计的事,也不单纯是模块封装的事,有些问题在芯片侧解决更高效,有些问题在封装侧解决更便宜,可以并行展开,不必等芯片做完再启动模块验证。

未来:没有奇迹,只有"蒸馒头"

接下来三年值得关注的几个变量,已经能被看清。一个是8英寸衬底的良率能否从目前70%左右继续突破到80%以上;一个是液相法的成本能否压到PVT的1.5倍以内,从而真正改变长晶环节的经济性;一个是国产碳化硅器件能否在特斯拉、比亚迪、宁德时代这种头部客户的供应链里占到30%以上的份额。

短期来看,价格还会卷下去,库存还会积压一段时间,新一波小厂还会出局。中期来看,6英寸将和8英寸长期共存,但增量产能会集中在8英寸,等到2027到2028年市场再判一次。长期来看,碳化硅最终会在车规主驱、光伏储能、AI数据中心、AR眼镜这几个场景里完成对硅功率器件的实质性替代,谁能熬过这段出清,谁就有机会站在替代曲线的最高点。

一位行业老人把这件事讲得更直接一些。他说,碳化硅这门生意没有奇迹,所有奇迹都是从蒸馒头开始的。你得在2300度的炉子里等七天,等出一段两厘米厚的晶锭,再切、再磨、再抛、再做外延、再流片、再封装、再装车、再跑十万公里。没有哪一步可以跳过去。

中国碳化硅的内卷,本质上是同一群人正在替全球产业把上面这十几个步骤一遍遍跑通。Wolfspeed跌过的坑,他们大概率还会跌一遍。但跌完之后,全球碳化硅的版图,会落到那批活下来的人手里。

这或许才是这一轮内卷最朴素也最残忍的逻辑。

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