集微咨询：第三代半导体发展驶向快车道-SiC发展得衬底者得天下( 二 ) 半导体材料是半导体产业链上

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图：2020年我国第三代半导体企业分布地图数据来源：CASAResearch
集微咨询（JWinsights）统计，近两年，从产业链看，国内签约落地的SiC产业相关项目主要是衬底项目，占比44% ，主要建设的是6英寸衬底产线。其中，规划建设的8英寸产线相对比4英寸产线建设数量少。以下是集微咨询（JWinsights）整理的部分国内SiC晶圆厂最新动态。

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得衬底得天下
在多个产业链环节中，第三代半导体发展关键为SiC衬底。 SiC电力电子器件与GaN-on-SiC射频器件是成长性较高的两项产品，年复合成长率分别达27%及26% ，都需要采用SiC衬底。此外， SiC电力电器器件的成本架构中，也是以衬底价值占比最大，高达50% 。其余外延片占25% ，制造占20% ，后段封测占5% 。
据了解， SiC衬底成本高，当前是Si的4-5倍，预计未来3-4年价格会逐渐降为Si的2倍。而SiC衬底成本居高的原因主要是制备难度大，与硅相比， SiC更难处理。
SiC衬底与传统的硅晶锭有很大不同，从设备、工艺、处理到切割的一切都需要进行开发，以处理SiC 。整个SiC产业链最大的瓶颈在自行长晶， SiC长晶效率又比Si慢100至200倍， Si长晶约3天即可制造高度200cm晶棒， SiC要7天才能长出2至5cm的晶球。此外， SiC硬且脆，切割、研磨抛光难度高，会有很多报废物；目前一二代半导体大厂从长晶切片到后段制程也多为一条龙作业。集微咨询（JWinsights）了解到，第三代半导体具备经验丰富的后段加工制程，但遇到的难题在于无法长晶，只能向有办法自行长晶的厂商去购买或是合作，借由采购回去的长晶做切片跟加工。
SiC衬底主要玩家目前依旧是Cree、II-VI、ROHM ，而英飞凌、意法半导体（ST）都是以采购Cree衬底为主；再者据了解Cree是垂直整合供应商，不太会出售质量最上层的Wafer ，也是业内皆知。当前，国内厂商同样面临着长晶技术的挑战，但要突破国外厂商独领风头的寡占地位，或当下的贸易壁垒限制，国内似乎只有提升良率这一条突围之路。
同时， SiC衬底设备的自研自制比重较大，也是衬底技术长期荣登SiC领导厂商寡占市场的主因。当前， SiC市场由美日IDM厂商寡占，主要原因就是掌握衬底材料，且其长晶炉皆为自研自制。
当前，国内SiC商业化衬底以4英寸为主，逐步向6英寸过渡，但国内SiC衬底单晶质量与国外差距明显，存在单晶性能一致性差、成品率低、成本高等问题。第三代半导体产业技术创新战略联盟发布报告指出，国内高性能衬底自给率仍然较低，占全球的市场份额不到5% 。反观国外巨头Cree ，预计2022年量产8英寸，带来的经济规模的效应会远远超越4或6英寸市场；除此之外，中国台湾地区、日本研发团队积极开发独家专利技术，同步在大陆市场布局，有计划性地掌握建立本土供应链的机会，这些都是大陆厂商需要面对的发展瓶颈。
可以预期，未来，在降低成本和市场需求等多重因素影响下， SiC衬底尺寸将持续扩大。而我国将推进6英寸衬底规模化量产，突破8英寸衬底关键技术，降低成本，提高自给率。
【集微咨询：第三代半导体发展驶向快车道-SiC发展得衬底者得天下】集微咨询（JWinsights）认为，随着国内外SiC产业链日趋成熟，成本也在持续下降，产业链爆发的拐点临近。我国在市场和应用领域有战略优势，已经形成完善的产业链条，有机会实现核心技术突破和产业战略引领，重塑全球半导体产业格局。（校对/holly）