【編者按】2022年，半導體行業(yè)依然在挑戰(zhàn)中前行。后疫情時代、行業(yè)下行、地緣政治等因素仍深刻地影響著全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈及生態(tài)。來到2023年，全球半導體行業(yè)如何發(fā)展？新的挑戰(zhàn)又會從何而來？為了厘清這些問題，《集微網(wǎng)》特推出回顧展望系列，邀請行業(yè)中的代表企業(yè)，圍繞熱門技術和產(chǎn)業(yè)，就產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展態(tài)勢、熱點話題及未來展望做一番詳實的總結(jié)及梳理，旨為在行業(yè)中奮進的上下游企業(yè)提供參考鏡鑒。
（文/李曉延）在下行的半導體周期中，第三代半導體材料（主要是SiC和GaN）是為數(shù)不多的行業(yè)亮點。以自身的優(yōu)異特性，搭上節(jié)能減碳和汽車電子化的商機，第三代半導體材料獲得了市場的高度青睞。
從前幾年延續(xù)至今的熱潮并未減退，反而有更加升溫的趨勢。回看整個2022年，圍繞第三代半導體材料的熱點都是產(chǎn)能的擴張和應用的落地，這也為未來幾年的行業(yè)格局奠定了基礎。
巨頭擴產(chǎn)忙不停
由于市場的急劇擴張，行業(yè)的焦點已經(jīng)完全聚集在產(chǎn)能的擴張方面。為了滿足即將到來的需求峰值，各大廠商紛紛在2022年按下了擴產(chǎn)的按鈕。
3月8日，全球SiC襯底市占率第二的高意集團（II-VI）宣布正在美國和瑞典加快對6英寸和8英寸SiC襯底和外延晶圓制造的投資。公司此前宣布，將在未來十年投資10億美元，用于美國賓夕法尼亞州伊斯頓和瑞典基斯塔的大規(guī)模工廠擴建。其電子技術執(zhí)行副總裁Sohail Khan表示，伊斯頓工廠將在未來五年內(nèi)使II-VI的SiC襯底產(chǎn)量提高至少6倍。
3月17日，SK siltron在美國密歇根州貝城建設的SiC晶圓工廠正式投入運營，年產(chǎn)量預計將在6萬片晶圓左右。
3月30日，全球最大SiC外延片供應商昭和電工宣布，已開始量產(chǎn)直徑為6英寸的SiC襯底，可用于SiC基功率半導體。
4月27日，Wolfspeed正式啟用其位于美國紐約州馬西的最先進的莫霍克谷SiC制造廠。莫霍克谷工廠是世界上第一個也是最大的8英寸SiC晶圓廠，第一批SiC批于4月初在工廠生產(chǎn)。此前，Wolfspeed已宣布了一項與Lucid的多年合作協(xié)議，為其提供SiC設備。
6月21日，韓國晶圓代工廠商東部高科（DB HiTek）將在位于忠清北道Eumseong-gun，Gamgok-myeon的8英寸半導體工廠建造下一代功率半導體生產(chǎn)線，目標是在2025年內(nèi)向整車生產(chǎn)和供應首批1200伏SiC MOSFET。
6月20日，意法半導體開啟了其最新的電動汽車SiC功率器件封裝生產(chǎn)線，新產(chǎn)線所在工廠位于摩洛哥卡薩布蘭卡-塞塔特地區(qū)的博斯克庫拉，耗資2.44億美元的擴建工程將使工廠現(xiàn)有生產(chǎn)面積擴大7500平方米，成為該公司第二大工廠。
7月14日 英飛凌馬來西亞居林第三工廠舉行奠基儀式，該項目總投資額超過80億令吉（約合121.2億元人民幣），將用于SiC、GaN產(chǎn)品生產(chǎn)，2024年Q3有望投產(chǎn)。
8月11日，安森美新罕布什爾州哈德遜的SiC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。此次擴張使安森美能完全控制SiC制造供應鏈，包括SiC粉末和石墨原料的采購、封裝好的SiC器件的交付。
8月24日，高意集團（II-VI）宣布，已與英飛凌簽訂SiC襯底多年供應協(xié)議，將為后者供貨6英寸SiC襯底，并共同開發(fā)8英寸SiC襯底。
9月11日，Wolfspeed公司表示，隨著需求的激增，其將在北卡羅來納州查塔姆縣建造一座價值數(shù)十億美元的新工廠，以生產(chǎn)為電動汽車等提供動力的芯片原材料。Wolfspeed稱，該工廠將于2030年完工，且將成為世界上最大的SiC材料工廠。而初期產(chǎn)能將主要用于滿足自身的芯片制造需求。
9月14日，SK Siltron計劃與RFHIC和Yes Power Technix成立一家合資企業(yè)，開發(fā)SiC和GaN半導體，該計劃正在等待母公司SK公司批準。SK Siltron是韓國唯一一家半導體硅晶圓制造商，目前，其在韓國、美國生產(chǎn)SiC晶圓，也在開發(fā)GaN晶圓。而RFHIC主營GaN射頻芯片，Yes Power Technix則主營SiC電源管理IC。
10月5日，歐盟委員會批準一筆在疫情后發(fā)放至意大利的經(jīng)濟援助，提供2.925億歐元以支持意法半導體（ST）在意大利投建一座半導體工廠。該廠位于卡塔尼亞，將主要生產(chǎn)SiC晶圓，這種晶圓被用作電動汽車和快速充電站等設備所用微芯片的基層。歐盟委員會負責競爭事務的執(zhí)行副主席維斯塔格說，此舉意在強化歐洲的半導體供應鏈。
同樣，國內(nèi)的三代半材料建設也漸入白熱化。5月，芯粵能SiC芯片制造項目主體工程封頂活動舉行。隨著國內(nèi)唯一一家專注于車規(guī)級、具備規(guī)?；a(chǎn)業(yè)聚集及全產(chǎn)業(yè)鏈配套能力的SiC芯片制造項目主體工程迎來封頂，廣州南沙正成為國內(nèi)首個實現(xiàn)寬禁帶半導體全產(chǎn)業(yè)鏈布局的地區(qū)。該項目后續(xù)也進展非常順利，到11月21日，該項目的潔凈室也全面進入啟用階段。
7月14日，長沙湘江新區(qū)全域145個重大項目集中開竣工，其中湖南三安半導體項目二期工程迎來正式開工。據(jù)悉，湖南三安半導體項目投資160億元，分兩期建設，項目一期主要包含SiC長晶、襯底、外延、芯片、器件封裝等廠房及相關配套設施建設，項目全面建成投產(chǎn)后將形成兩條并行的SiC研發(fā)、生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)線。
上車是個大事件
根據(jù)Yole的一份研究報告，截至2022年，比亞迪的漢-EV和現(xiàn)代的Ioniq-5因為可快速充電而暢銷。更多的OEM（如蔚來、小鵬汽車等）也在2022年將SiC電動汽車推向市場。同時，GaN也在加速上車的進度。隨著更多400V系統(tǒng)設計的重要性上升，GaN半導體公司將開始看到他們在 EV 設計中的份額增加。在整個2022年，無論是半導體公司還是整車廠，都開始圍繞三代半材料進行布局。
3月16日，羅姆半導體公司宣布，Lucid Motors已成為公司的客戶。羅姆的SiC MOSFET將安裝在Lucid Air的中央車載充電單元Wunderbox中，Wunderbox集成了一個DC/DC轉(zhuǎn)換器和雙向車載充電器。
5月10日，ST宣布，公司正在為賽米控（Semikron）的eMPack電動汽車電源模塊提供SiC技術。ST和賽米控的工程師合作將SiC MOSFET與賽米控創(chuàng)新的全燒結(jié)直壓模具（DPD）組裝工藝集成在一起。其中，SiC MOSFET可控制電動汽車主驅(qū)逆變器中的功率開關，而DPD可增強模塊的性能和可靠性，并實現(xiàn)具有成本效益的功率和電壓調(diào)節(jié)。
同在5月，安世半導體在奧地利薩爾茨堡與Kyocera AVX Components簽署了一項協(xié)議，生產(chǎn)GaN汽車功率模塊。該協(xié)議目標是以新的封裝技術為基礎，共同開發(fā)用于電動汽車的GaN應用。KYOCERA AVX公司成立于2021年4月，是由京瓷的“企業(yè)電子元件部門”和“AVX”合并成立的新公司，其主要產(chǎn)品包括傳感器、功率模塊等。
8月24日，理想汽車功率半導體研發(fā)及生產(chǎn)基地在江蘇蘇州高新區(qū)正式啟動建設，這標志著理想汽車正式啟動下一代高壓電驅(qū)動技術的自主產(chǎn)業(yè)鏈布局。該生產(chǎn)基地由理想汽車與湖南三安半導體共同出資組建的蘇州斯科半導體公司打造，預計2022年內(nèi)竣工后進入設備安裝和調(diào)試階段，2023年上半年啟動樣品試制，2024年正式投產(chǎn)后預計產(chǎn)能將逐步提升并最終達到240萬只SiC半橋功率模塊的年生產(chǎn)能力。
9月19日，鴻海旗下竹科6英寸廠已經(jīng)生產(chǎn)出第一顆SiC元件，目前正在進行車規(guī)認證，預計明年大量生產(chǎn)。
11月，豐田全新第五代普銳斯（Prius）油電混合動力車款正式發(fā)布，目前將提供HEV及PHEV兩種動力車型。在發(fā)布會上，豐田董事長內(nèi)山田武明確表示，他們正在積極開發(fā)氮化鎵半導體，以應用在豐田的混動車型中。
11月7日，三安光電發(fā)布公告，全資子公司與主要從事新能源汽車業(yè)務的需求方簽署SiC芯片戰(zhàn)略采購意向協(xié)議，基于2022年市場價格感知，包含2023年產(chǎn)生的研發(fā)業(yè)務需求，至2027年預估該金額總數(shù)為38億元。
11月22日，日本功率半導體大廠羅姆宣布，與馬自達汽車株式會社、今仙電機制作所簽署合作協(xié)議，將聯(lián)合開發(fā)用于電動汽車電驅(qū)中的逆變器及SiC功率模塊。
11月29日，羅姆與深圳基本半導體有限公司建立了戰(zhàn)略合作關系。雙方將在采用新一代材料SiC的功率半導體開發(fā)領域展開合作。羅姆表示，共同開發(fā)的零部件將被汽車廠商采用，今后將爭取中國等的汽車廠商。
也是在11月，安森美總裁兼首席執(zhí)行官Hassane El-Khoury表示，2023年安森美最大營收增長將來自SiC在新能源汽車市場的增長，未來3年預計可實現(xiàn)40億美元營收。2022-2023年，安森美資本支出占總收入將會達到15%—20%，而將會主要投入到SiC領域。
12月12日，東風旗下智新半導體SiC功率模塊項目將于2023年實現(xiàn)量產(chǎn)裝車。在2022年10月，東風汽車宣布，與中國中車合資成立的智新半導體已啟動二期項目建設，年產(chǎn)能將達到120萬只，預計2024年建成，不僅能滿足東風公司到2025年產(chǎn)銷100萬輛新能源汽車對IGBT模塊的需求，還能為其他車企供貨。
技術新突破不止步
盡管第三代半導體材料商用化已經(jīng)全面開啟，但是在材料制備和器件方面的探索仍然沒有止步，很多技術難題仍需要得到克服。
3月15日，豐田合成官網(wǎng)宣布，他們與大阪大學合作，成功制造出應用于功率半導體的6英寸GaN襯底。 據(jù)介紹，這項成果是由日本環(huán)境省，豐田合成和大阪大學利用鈉助溶劑液相法GaN單晶生長法，生產(chǎn)了超過6英寸的高質(zhì)量 GaN 襯底。
6月14日，F(xiàn)inwave半導體公司推出了8英寸 3D FinFET GaN技術，幫助解決5G挑戰(zhàn)。該項目獲得了美國能源部432萬美元的資助。該公司聯(lián)合創(chuàng)始人Tomas Palacios教授和Bin Lu博士合作發(fā)明了多種技術，其中就包括了基于 FinFET 架構(gòu)的新型GaN晶體管。該技術可使用標準Si晶圓廠的工藝技術，可以從8英寸擴展到12英寸。
10月，Odyssey公司宣布正在美國制造工作電壓為 650V和1200V的垂直GaN FET晶體管樣品，計劃于 2022 年第四季度提供用于客戶評估。這一舉措意義重大，因為全球有多個 1200V 垂直GaN項目，歐洲的imec和Bosch致力于該技術，而中國的晶湛（Enkris）生產(chǎn)適用于此類的 300mm 外延片設備。
11月22日，世界先進宣布，其領先的八寸0.35微米650V的新基底高電壓氮化鎵產(chǎn)品已于客戶端完成首批產(chǎn)品系統(tǒng)及可靠性驗證，正式進入量產(chǎn)，為特殊芯片制造服務領域首家量產(chǎn)此技術的公司。
當前，SiC現(xiàn)在的主流尺寸是4到6英寸，正在向8英寸轉(zhuǎn)變；硅基GaN的主流尺寸是6到8英寸，正在向12英寸過渡。因此，擴大晶圓尺寸已經(jīng)降低成本是行業(yè)研究的重點。同時，材料的加工技術以及器件及模塊封裝也是研究的前沿。隨著行業(yè)研究力度的不斷增大，2023年還會有很多技術突破會逐個揭幕。
