228亿！ST持续投资中国，与三安光电合资建SiC晶圆厂，加速国产8寸衬底落地
来源:电子发烧友网发布时间:2023-06-091472浏览
询问 AI电子发烧友网报道（文/梁浩斌）6月7日晚间，三安光电与意法半导体（ST）宣布，双方已签署协议在重庆合资共同建立一个新的碳化硅器件制造工厂。与此同时，为配套供应衬底材料，三安光电还将在当地独资建立一个8英寸碳化硅衬底工厂。
得益于最早在电动汽车主驱逆变器上的大规模应用，根据Yole的数据，ST是2022年全球碳化硅器件市场上份额最高的企业。而三安光电是国内化合物半导体IDM龙头，在LED业务之外，还在砷化镓、氮化镓、碳化硅等领域有广泛布局，包括芯片设计、制造、代工等业务。
项目预计投资总额达32亿美元（228亿元人民币），目前正在等待监管部门批准，批准后即开工建设，计划在2025年第四季度点火生产，并预计到2028年全面达产。
ST表示，该合资项目工厂将采用ST的碳化硅专利制造工艺技术，专注于为ST生产碳化硅器件，作为ST的专用晶圆代工厂，以满足未来中国客户的需求。同时在项目投资总额的32亿美元中，有24亿美元是未来五年的资本支出，而资金来源包括ST和三安光电的资金投入、来自重庆政府的支持以及由合资企业的对外贷款。
除了合资的碳化硅晶圆厂之外，上游材料配套方面也由三安包揽。三安光电计划投资约70亿元，独资在重庆设立8英寸碳化硅衬底工厂，将利用自有的碳化硅衬底工艺单独建立和运营，以满足合资工厂的衬底需求，并与其签订长期供应协议。
对于在中国组建合资晶圆厂的原因，ST总裁兼CEOean-Marc Chery表示：“中国的汽车和工业领域正在朝着电气化全速前进，在这个市场上，ST已经成功拿下了许多客户项目。对ST来说，与中国本地的重要合作伙伴一起成立一个专门的晶圆厂，这将帮助我们以最高效的方式满足中国客户不断增长的需求。将三安光电未来的8英寸衬底制造厂、双方新成立的前端合资制造厂、以及ST在中国深圳现有的后端制造厂相结合，ST将有能力为我们的中国客户提供一个完全垂直整合的SiC价值链。”
值得一提的是，ST近一年来分别在意大利、新加坡等地加大了产能投资力度。去年10月ST获得欧盟2.9亿欧元补贴，在意大利卡塔尼亚投资7.3亿欧元建造一座6英寸碳化硅衬底工厂，预计2023年投产，将成为欧洲首座6英寸碳化硅外延衬底的生产基地，并整合生产流程的所有工序。
可以看到除了响应欧洲政策，将部分产能引回欧洲本土之外，ST仍在坚持扩大碳化硅制造业务在全球范围内的布局。特别是与三安光电的合资工厂未来达产后按照周产1万片8英寸碳化硅晶圆计，年产将超过50万片，这样的产能规模能够满足ST实现到2030年在碳化硅领域取得50亿美元以上的营收目标。
当然三安光电本身作为国内化合物半导体龙头，其本身有代工业务，也有自家器件制造需求，具备晶圆制造的经验。据三安光电介绍，公司车规级碳化硅MOSFET产品已正在配合多家车企做流片设计及测试，并取得重大突破，用于主驱的碳化硅功率半导体有望在今年第四季度正式上车。
同时其碳化硅MOSFET代工业务也已经与头部新能源车企以及配套企业展开合作，截至今年4月，已签署的碳化硅MOSFET长期采购协议总金额已经超过70亿元。
但在这次合作中，对三安光电意义更加重大的可能是投资70亿元的8英寸碳化硅衬底工厂，以及未来与ST签订的长期供应协议。
而在今年2月三安光电曾回复投资者其8英寸碳化硅衬底的进度，称8英寸碳化硅籽晶在优化稳定中。碳化硅衬底的制造流程包括原料合成、晶体生长、晶锭加工、晶棒切割、切割片研磨、研磨片抛光、抛光片清洗等环节，其中关键是晶体生长和晶棒切割、研磨的环节，籽晶就是在碳化硅晶体生长过程中的一个形态。
虽然三安没有详细给出8英寸衬底的量产时间，以及工厂的建设和启用计划，但按照与ST的合资项目时间表来看，三安光电的8英寸碳化硅衬底最快会在2025年内实现对外供应。
今年以来，国产碳化硅衬底也陆续打入海外大厂供应链。4月底，天岳先进在2022年年报中披露去年公司与博世集团签署了长期协议，公司将为博世供应碳化硅衬底产品；5月3日，英飞凌也宣布了与天岳先进的供应协议，天岳先进将为英飞凌供应用于制造碳化硅半导体的高质量并且有竞争力的150毫米（6英寸）碳化硅晶圆和晶锭，后续还将提供8英寸碳化硅晶圆；同时英飞凌还与另一家中国碳化硅供应商天科合达签订了一份长期协议，第一阶段将侧重于6英寸碳化硅材料的供应。
从以往SiC衬底量产节点来看，国际上4英寸SiC衬底量产时间比国内早10年左右，而6英寸拉近了差距，量产时间差在7年左右。Wolfspeed在去年4月启用了全球第一个8英寸碳化硅晶圆厂，宣告8英寸碳化硅衬底掀开量产大幕。
如果包括三安光电在内的国产厂商在2025年左右实现可供给海外器件厂商使用的8英寸碳化硅衬底，那么在8英寸量产节点上海内外的时间差就能够缩短至3年。
纵观全球汽车市场，中国也是电动化推进速度最快的国家之一，作为全球最大的汽车市场，相信ST在中国本土建立合资工厂是为了更好满足未来中国客户的巨大需求，这些需求包括了产品本身以及供应链安全等各个方面。从国内碳化硅产业的角度来看，海外碳化硅龙头在国内建立工厂，为上游衬底产业也带来了很多积极作用。
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得益于最早在电动汽车主驱逆变器上的大规模应用，根据Yole的数据，ST是2022年全球碳化硅器件市场上份额最高的企业。而三安光电是国内化合物半导体IDM龙头，在LED业务之外，还在砷化镓、氮化镓、碳化硅等领域有广泛布局，包括芯片设计、制造、代工等业务。
投资228亿元，周产万片8英寸碳化硅晶圆
根据三安光电的公告，三安光电与ST的合资项目公司将由三安光电控股，暂定名为“三安意法半导体(重庆)有限公司”，其中由三安光电全资子公司湖南三安持股51%，意法半导体（中国）投资有限公司持股49%。项目预计投资总额达32亿美元（228亿元人民币），目前正在等待监管部门批准，批准后即开工建设，计划在2025年第四季度点火生产，并预计到2028年全面达产。
ST表示，该合资项目工厂将采用ST的碳化硅专利制造工艺技术，专注于为ST生产碳化硅器件，作为ST的专用晶圆代工厂，以满足未来中国客户的需求。同时在项目投资总额的32亿美元中，有24亿美元是未来五年的资本支出，而资金来源包括ST和三安光电的资金投入、来自重庆政府的支持以及由合资企业的对外贷款。
除了合资的碳化硅晶圆厂之外，上游材料配套方面也由三安包揽。三安光电计划投资约70亿元，独资在重庆设立8英寸碳化硅衬底工厂，将利用自有的碳化硅衬底工艺单独建立和运营，以满足合资工厂的衬底需求，并与其签订长期供应协议。
对于在中国组建合资晶圆厂的原因，ST总裁兼CEOean-Marc Chery表示：“中国的汽车和工业领域正在朝着电气化全速前进，在这个市场上，ST已经成功拿下了许多客户项目。对ST来说，与中国本地的重要合作伙伴一起成立一个专门的晶圆厂，这将帮助我们以最高效的方式满足中国客户不断增长的需求。将三安光电未来的8英寸衬底制造厂、双方新成立的前端合资制造厂、以及ST在中国深圳现有的后端制造厂相结合，ST将有能力为我们的中国客户提供一个完全垂直整合的SiC价值链。”
值得一提的是，ST近一年来分别在意大利、新加坡等地加大了产能投资力度。去年10月ST获得欧盟2.9亿欧元补贴，在意大利卡塔尼亚投资7.3亿欧元建造一座6英寸碳化硅衬底工厂，预计2023年投产，将成为欧洲首座6英寸碳化硅外延衬底的生产基地，并整合生产流程的所有工序。
可以看到除了响应欧洲政策，将部分产能引回欧洲本土之外，ST仍在坚持扩大碳化硅制造业务在全球范围内的布局。特别是与三安光电的合资工厂未来达产后按照周产1万片8英寸碳化硅晶圆计，年产将超过50万片，这样的产能规模能够满足ST实现到2030年在碳化硅领域取得50亿美元以上的营收目标。
国产碳化硅衬底收获期来临，加速迈向8英寸
在这次ST与三安光电的合作中，其实可以看到是分工明确的，从官方的描述上看，项目的碳化硅晶圆厂部分三安光电负责建设、ST负责提供制造工艺等专利技术。毕竟ST拥有大量碳化硅的应用以及制造经验，这也是其独有的优势之一。当然三安光电本身作为国内化合物半导体龙头，其本身有代工业务，也有自家器件制造需求，具备晶圆制造的经验。据三安光电介绍，公司车规级碳化硅MOSFET产品已正在配合多家车企做流片设计及测试，并取得重大突破，用于主驱的碳化硅功率半导体有望在今年第四季度正式上车。
同时其碳化硅MOSFET代工业务也已经与头部新能源车企以及配套企业展开合作，截至今年4月，已签署的碳化硅MOSFET长期采购协议总金额已经超过70亿元。
但在这次合作中，对三安光电意义更加重大的可能是投资70亿元的8英寸碳化硅衬底工厂，以及未来与ST签订的长期供应协议。
而在今年2月三安光电曾回复投资者其8英寸碳化硅衬底的进度，称8英寸碳化硅籽晶在优化稳定中。碳化硅衬底的制造流程包括原料合成、晶体生长、晶锭加工、晶棒切割、切割片研磨、研磨片抛光、抛光片清洗等环节，其中关键是晶体生长和晶棒切割、研磨的环节，籽晶就是在碳化硅晶体生长过程中的一个形态。
虽然三安没有详细给出8英寸衬底的量产时间，以及工厂的建设和启用计划，但按照与ST的合资项目时间表来看，三安光电的8英寸碳化硅衬底最快会在2025年内实现对外供应。
今年以来，国产碳化硅衬底也陆续打入海外大厂供应链。4月底，天岳先进在2022年年报中披露去年公司与博世集团签署了长期协议，公司将为博世供应碳化硅衬底产品；5月3日，英飞凌也宣布了与天岳先进的供应协议，天岳先进将为英飞凌供应用于制造碳化硅半导体的高质量并且有竞争力的150毫米（6英寸）碳化硅晶圆和晶锭，后续还将提供8英寸碳化硅晶圆；同时英飞凌还与另一家中国碳化硅供应商天科合达签订了一份长期协议，第一阶段将侧重于6英寸碳化硅材料的供应。
从以往SiC衬底量产节点来看，国际上4英寸SiC衬底量产时间比国内早10年左右，而6英寸拉近了差距，量产时间差在7年左右。Wolfspeed在去年4月启用了全球第一个8英寸碳化硅晶圆厂，宣告8英寸碳化硅衬底掀开量产大幕。
如果包括三安光电在内的国产厂商在2025年左右实现可供给海外器件厂商使用的8英寸碳化硅衬底，那么在8英寸量产节点上海内外的时间差就能够缩短至3年。
写在最后
在新能源汽车的带动下，目前碳化硅器件市场以极高的速度扩张中，据Yole预测，2021年到2027年碳化硅功率器件市场规模将从10.9亿美元增长至63亿美元左右，其间复合年均增长率高达34%。纵观全球汽车市场，中国也是电动化推进速度最快的国家之一，作为全球最大的汽车市场，相信ST在中国本土建立合资工厂是为了更好满足未来中国客户的巨大需求，这些需求包括了产品本身以及供应链安全等各个方面。从国内碳化硅产业的角度来看，海外碳化硅龙头在国内建立工厂，为上游衬底产业也带来了很多积极作用。
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