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。

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。

意法半导体7个后工序制造工厂(图片来自ST官方宣传视频截图)

　　数月前，也就在2022年7月11日，意法半导体和半导体制造商格芯(GlobalFoundries)宣布，双方将在意法半导体现有的法国Crolles 12英寸晶圆厂附近建立一个新的12英寸晶圆联营厂，并就该合作签署了一份谅解备忘录(MoU)。该工厂的目标是到2026年提高到最大产能，建成后最高年产能将达每年62万片12英寸晶圆(意法半导体约占42%，格芯约占58%)。

　　按计划，意法半导体和格芯承诺为欧洲和全球客户群扩大产能。该新工厂将支持多种制造技术，特别是基于FD-SOI的工艺技术，并将涵盖其衍生技术，其中包括格芯市场前沿的FDX技术，以及意法半导体节点最小至18纳米的全面技术。

　　紧接着，意法半导体于7月19日宣布，法国“电子2030”计划(Electronique 2030)启动仪式在法国Grenoble附近的意法半导体Crolles研发制造一体化工厂举办。据悉， “电子2030”计划是2021年10月公布的“法国2030”投资计划中的一部分，旨在保持法国电子工业的领先地位，应对从上游研究到下游应用、以及整个产业链当前和未来面临的挑战。

　　在欧盟层面，经欧盟委员会协调，20个欧盟成员国决定，在首个IPCEI项目暨“欧洲共同利益重点项目之微电子(IPCEI ME)”已取得成功的基础上，启动新一个新的项目——“欧洲共同利益重点项目之微电子和通信技术(IPCEI ME/CT)”。该新IPCEI项目吸引了100多家企业参与，目标是建立完整的半导体价值链，不仅支持研发创新(RDI)，还支持第一工业部署(FID)。IPCEI ME/CT项目分为4个工作小组：SENSE(数字感知)、THINK(嵌入式处理)、ACT(功率电子)和COMMUNICATE(通信器件)。

　　从上述种种举措，可看出端倪，欧洲不断在强化本地的半导体或者微电子布局，在此过程中，欧洲厂商也在亦步亦趋。

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　 Wolfspeed建造全球最大碳化硅材料工厂

　　碳化硅产业链分为衬底材料制备、外延层生长、器件制造以及下游应用。通常采用物理气相传输法(PVT 法)制备碳化硅单晶，再在衬底上使用化学气相沉积法(CVD 法)等生成 外延片，最后制成相关器件。在SiC器件的产业链中，由于衬底制造工艺难度大，产业链价值量主要集中于上游衬底环节。

　　为提高生产效率并降低成本，大尺寸是碳化硅衬底制备技术的重要发展方向。衬底尺寸越 大，单位衬底可制造的芯片数量越多，单位芯片成本越低。衬底的尺寸越大，边缘的浪费 就越小，有利于进一步降低芯片的成本。在半绝缘型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规 格为4英寸。在导电型碳化硅市场，目前主流的衬底产品规格为6 英寸。与硅材料芯片相比，8 英寸和 6 英寸 SiC 生产的主要差别在高温工艺上，例如高温离子注入， 高温氧化，高温激活等，以及这些高温工艺所需求的硬掩模工艺等。

　　随硅衬底正在不断向大尺寸的方向发展，目前行业内公司主要量产产品尺寸集中在4英寸及6英寸。在最新技术研发储备上，业界领先者开始大举开拓8英寸产品。作为碳化硅衬底大厂的Wolfspeed在完成纽约州这座晶圆工厂建设后，其在北卡罗来纳州的材料工厂也在推进之中。

　　今年4月，Wolfspeed 宣布其备受关注的莫霍克谷工厂(Mohawk Valley Fab)正式开业，该工厂被称为“全球首座、最大且唯一的 200mm 碳化硅(SiC)晶圆制造工厂”。开业当天，Wolfspeed还宣布与Lucid Motors达成了一项提供 SiC 功率半导体的长期协议。

　　从 硅(Si)向 碳化硅(SiC)的转型速度很大一部分是依靠产能的提升。随着莫霍克谷工厂的运营，Wolfspeed 碳化硅(SiC)器件产能将显著提升。除增加制造厂房面积以及前沿领先的自动化技术，从150mm 晶圆向 200mm 晶圆的提升将使得每片晶圆可最终制成的器件数量倍增。增大的尺寸也意味着每片晶圆可支持的功率数(瓦特)也在增加。换个角度来看，200mm 碳化硅(SiC)晶圆可支持的功率数(瓦特)比 300mm 硅(Si)晶圆可支持的功率数(瓦特)还要高。因此，如果采用相同数量的晶圆片，碳化硅(SiC)可以赋能更多的系统。反之，如果赋能相同的系统，碳化硅(SiC)则仅需更少数量的晶圆片。这将有助于减少所需采购的芯片数量，以及缓解供应链的压力。

　　此外，在不足一个月前，Wolfspeed宣布将投入数十亿美元在北卡罗来纳州查塔姆县(Chatham County)建造全新的、采用领先前沿技术的碳化硅(SiC)材料制造工厂。这一投资计划将提升 Wolfspeed 现有碳化硅产能超 10 倍，以支持其长期增长战略，加快碳化硅半导体在一系列终端市场的应用。

　　据悉，该工厂将主要制造 200mm 碳化硅晶圆。200mm 晶圆的面积是150mm 晶圆的 1.7 倍，这也意味着单片晶圆可制得的芯片数量将更多，也将最终有助于降低器件成本。这些晶圆将用于供应上述所提及的 Wolfspeed 莫霍克谷工厂(Mohawk Valley Fab)。

　　按计划，该工厂的一期建设将于2024年完成，成本预计13 亿美元。在2024年至2030年之前，Wolfspeed还将根据需求扩大额外产能，预计最终占地面积 445 英亩，建成超过 100 万平方英尺的工厂。

　　安森美垂直整合产业链 重点扩张碳化硅

　　美国时间8月11日，安森美庆祝其位于新罕布什尔州哈德逊(Hudson, New Hampshire)的碳化硅(SiC)工厂的落成。该基地将使安森美到2022年底的SiC晶圆产能同比增加五倍，在哈德逊的员工人数几乎翻两番。

　　据悉，此扩张使安森美能完全控制SiC制造供应链，从SiC粉末和石墨原料的采购，到封装好的SiC器件的交付。这使其能为客户提供必要的供应保证，以满足对基于SiC的方案迅速增长的需求。据预计SiC总潜在市场容量将从2021年的20亿美元增长到2026年的65亿美元，年复合增长率33%。

　　此前，在8月的第二季度财报电话会议上，安森美曾宣布在未来三年通过与广泛的客户群签订长期供应协议，承诺实现40亿美元的SiC收入。这将使其2022年的SiC收入比去年增加两倍，并在2023年实现超过10亿美元的收入，进一步强调了安森美在SiC的领先地位在不断增强。

　　从2019年开始，安森美在位于Roznov的现有硅抛光和外延晶圆及芯片生产的基础上，增加了SiC抛光晶圆和SiC外延 (以下简称“EPI”) 晶圆生产。由于原来的场地无法满足需求，2021年安森美开始再建新厂房，以进一步扩大晶圆和SiC EPI的生产。在未来两年内，这一扩建将使该基地的SiC产能提高16倍，并在2024年底前创造200个就业机会。到目前为止，安森美在Roznov基地的投资已超过1.5亿美元，并计划在2023年前追加投资3亿美元。安森美电源方案部执行副总裁兼总经理Simon Keeton指出，连同在美国新罕布什尔州哈德逊的SiC晶锭的扩产，这些增加的SiC制造能力使安森美能为客户提供关键的供应保证，以满足市场对基于SiC的方案快速增长的需求。

　　目前，安森美的扩产路径是通过垂直整合产业链，前后端互通保证连贯性。通过技术自研和收购的方式，从6英寸向8英寸晶圆进行布局。

　　早在2004年， TranSiC(之后被安森美收购)开始了对于SiC BJT转换器的研究;2016年，安森美以24亿美元现金完成对FairChild(仙童半导体)的收购，这促进了安森美全系列低中高压产线整合。同年，安森美推出第一款碳化硅产品：M1 1200 V MOSFET。

　　安森美内部人士表示，碳化硅相比于硅的技术难点，在于从研磨和切割到晶柱成型的整个过程。2021年8月，安森美宣布和碳化硅生产商GT Advanced Technologies (GTAT)达成最终收购协议，以4.15亿美元现金收购GTAT。安森美(onsemi)在收购上游SiC供应企业GTAT后，实现了产业链的垂直整合，是世界上为数不多能提供从衬底到模块的端到端SiC方案供应商，包括SiC球生长、衬底、外延、器件制造、同类最佳的集成模块和分立封装方案。收购GTAT后，安森美会着力推进8英寸晶圆市场化，大力扩展产线以补充产能。在碳化硅方面，2022-2023年的资本支出预计会占到其总收入的12%。

　　英飞凌强化领先优势 明确碳化硅扩张新目标

　　作为全球功率半导体的领军企业，英飞凌连续18年蝉联全球功率半导体市场占有率第一，背后是英飞凌功率半导体在各个细分市场的领先地位。统计数据显示，截止到2020年，英飞凌是分立式IGBT和IGBT模块的细分领域的市场龙头，且领先优势明显。此外，英飞凌还是2020年智能功率模块(IPM)市场的第三名。

　　为进一步巩固和增强其在功率半导体市场的领导地位，英飞凌在该领域将大力投资扩张。例如，2022年英飞凌扩大第三代半导体的产能，将投资超过20亿欧元（合计约144亿人民币）扩大SiC 和 GaN的产能。

　　据其披露消息显示，英飞凌预计，在本世纪二十年代前期，该公司的碳化硅半导体销售额将以超过60%的复合年增长率增长，至本世纪二十年代中期将达到约10亿美元，市占比达到30%。

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。

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