西线无战事，碳化硅五巨头的硝烟（下）

Wolfspeed 8英寸碳化硅衬底的结构质量和化学机械抛光（CMP）工艺后的表面质量都表现出色

（来源：wolfspeed）

罗姆 Rohm

罗姆作为一家在东京证卷交易所上市的科技企业，其投资者关系网站上提供的英文资料有限。但是从能够找到的资料中，可以看到公司对其碳化硅业余也是极具信心——管理层预测2025财年碳化硅产品营收将超过1000亿日元（7.7亿美元），而目前已挖掘出来的市场机会则超过8400亿日元（65亿美元）。

这些财务和业务目标来自罗姆积极的产业布局。公司已经与国际多家客户建立了紧密的联系，合作项目带来的预期营收就占到总营收目标的20%-30%。

仅在中国，罗姆就与正海集团成立主营碳化硅功率模块设计和制造业务的合资企业海姆希科。同时，与整车厂吉利汽车，以及国内汽车行业知名一级供应商联合电子UAES分别成为战略伙伴关系或首选供应商。另外，也与联合电子和专注新能源汽车动力解决方案的初创企业臻驱Leadrive成立联合实验室或者联合研发中心。

罗姆碳化硅营收增长目标（23-26财年，对应日历年2022年到2025年），以及目前已经公布的产业合作

（来源：Rohm）

当然，野望需要有匹配的实力才能实现。罗姆已经规划在2021年至2025年的5年间，投入1200亿至1700亿日元（10亿-13亿美元）的资金，将碳化硅产能扩充至少6倍。这些投资现在已看到部分成果，包括在今年初完成了日本筑后市 Apollo 工厂新大楼的建设，从而提高了 SiC 芯片产能。

大量投资也涌入了罗姆2010年收购的SiCrystal。这家碳化硅衬底供应商的中期目标是每年生产数十万片碳化硅衬底，实现上亿美元的营收。同时，SiCrystal也在探索8英寸衬底生产的可能性，目前已经开始验证工作，预计2023年批量生产。

在碳化硅器件技术方面罗姆也处于领先地位。2010 年公司就开始量产首款碳化硅MOSFET，与之后推出的第2代产品都采用平面栅极设计。2015年罗姆又领先竞争对手，率先量产双沟槽结构的第3代产品。

罗姆的碳化硅MOSFET技术路线图，以及第4代产品的销售占比变化

（来源：Rohm）

2020 年更进一步，推出了针对电动汽车优化的第 4 代 1200V碳化硅MOSFET，在不降低短路耐受时间的情况下，通过改进双沟槽结构设计，比第3代产品降低了40%的导通电阻。同时，通过降低栅漏电容（Cgd），使得开关损耗减少了至多50%。综合来看，第4代产品获得了更好的FOM（品质因数，Figure of Merit）。罗姆预测第4代碳化硅MOSFET从今年起在其销售构成中的占比逐渐增加，直至2024-2025年成为销售主力。

与其他尚在挑战首款量产沟槽栅产品的竞争对手相比，罗姆已领先数个身位，第5代产品正在开发中，预计比上一代产品减低30%的单位面积导通电阻，计划于2025年量产。不止于此，第6代碳化硅MOSFET也出现在技术路线图的远景规划中，将于2028年量产。

安森美 onsemi

安森美在2022年第1季度继续保持强劲增长，毛利润率也达到了近50%的历史新高，处于公司成立以来的高光时期。碳化硅产品的业绩贡献虽然占比还比较小，但是增长动量十足——安森美与客户签订的未来三年长期供应协议（LTSA）总金额已达到26亿美元，其中有超过20亿美元来自电动汽车动力总成对碳化硅模块的需求，包括蔚来汽车和特斯拉。

蔚来汽车ET7将采用安森美900V碳化硅功率模块驱动

（来源：onsemi，蔚来汽车）

CEO Hassan El-Khoury表示这些承诺订单将从2022年下半年起开始批量履约，推动碳化硅产品线在2022年的营收较上一年增加超过一倍，并在2023年为安森美贡献10亿美元的销售额。

不过与英飞凌不同的是，管理层透露2022年下半年至2023年上半年期间碳化硅产品的利润率将低于公司平均水平。这归结于之前安森美尚未规模供应碳化硅模块产品，今年下半年起的产能爬坡所需的启动成本降低了毛利润率。

虽然安森美在五巨头中排名末席，但是其综合实力不可小觑，尤其是2021年第3季度通过收购衬底供应商GTAT，搭建了从碳化硅晶锭、衬底、器件生产到模块封装的垂直整合模式。虽然其中一些项目的技术实力与各领域领先企业还有所差距，但是整体实力却更为均衡——与衬底龙头Wolfspeed相比，安森美的模块封测和量产经验略胜一筹；与器件设计实力超群的英飞凌相比，安森美又有来自GTAT碳化硅材料的加成。

安森美在碳化硅业务上的布局

（来源：onsemi）

安森美也看到了自身在碳化硅方面的综合实力，把碳化硅确立为公司两大资产投资方向之一，规划在2022年将碳化硅衬底产能增加四倍，意图在未来能够自产所需的全部碳化硅衬底和外延片。

在碳化硅晶圆制造上，安森美已经在6寸晶圆上实现量产，目前推出的绝大部分产品如碳化硅MOSFET单管，光伏碳化硅模块等均来自韩国Bucheon晶圆厂6寸线。与此同时，安森美也跟随Wolfspeed等行业领先者的步伐，在材料方面和晶圆制造上均开始尝试8寸碳化硅的生产。

得益于仙童半导体在碳化硅技术上的积累，安森美在收购仙童后也获得了开发各类碳化硅产品的坚实基础。

安森美的第1代碳化硅MOSFET技术（M1）采用平面设计，耐压等级为1200V。之后从中衍生出900V和750V耐压的规格，微观结构也改为Hex Cell设计，这两个改动相叠加使得碳化硅MOSFET的导通电阻降低了35%左右。目前安森美推出的大部分碳化硅产品均基于M1与其衍生出的M2平台。

目前最新的一代碳化硅技术（M3）仍然采用平面技术，但是改为Strip Cell设计，导通性能较上一代衍生版本再提高了16%。这一代产品将逐渐成为公司的主力车规碳化硅平台，在电压规格上覆盖电动汽车主流的400V和800V平台。

而安森美的下一代技术平台M4则会从平面结构升级为沟槽结构，目前已积累了大约20份相关专利。与初代碳化硅技术相比，在相同载电流的要求下可以减少相当的芯片面积。这意味着以前210kW输出功率需要4片碳化硅芯片并联才能实现，而M4平台预计只需要其一半面积的芯片即可。如果再加上M4平台可能采用8寸晶圆生产，预期M4的成本较之前将显著降低。

安森美的碳化硅技术持续进步，功率密度、散热能力和成本不断优化

（来源：onsemi）

根据研究机构Yole Développement最近的一份研报，碳化硅器件的主要应用场合为电动汽车，占到总营收的近80%。而碳化硅功率模块又是碳化硅芯片的主流封装模式。因此，高性能大功率模块封装是碳化硅应用，特别是车规应用的关键研发领域之一。

通过IGBT模块上的多年积累，安森美在大功率车规模块上早有布局，其技术涵盖了市场上主流的两种大功率模块类型，一是有凝胶灌封的框架式模块，二是整体覆盖环氧树脂材料的塑封式模块。前者即是被应用于蔚来汽车ET7的功率模块，而后者更是安森美的研发重点。

相较框架式模块，塑封模块可以实现更高的功率密度。同时，外形设计具有灵活性，可以根据客户的要求进行半定制或者完全定制。正是因为这些特点，再加上公司在模块设计和量产上的成功经验，最终让安森美从特斯拉初获得了TPAK模块新增供应商的门票。

小结

碳化硅功率器件五巨头都对未来市场发展和各自公司碳化硅产品营收增长表达了乐观的看法，因此投入重金积极扩充碳化硅衬底和晶圆制造产能。与此同时，这些公司也积极进行技术升级，包括向8英寸制造演进，以及开发沟槽结构MOSFET，以期获得性能提升的同时，获得更多的单位产出和更低的成本。

不止于此，五巨头在各自擅长的领域建立了准入壁垒，包括意法的应用经验和封装，Wolfspeed的8寸制造能力，英飞凌和罗姆的沟槽栅设计，以及安森美的垂直整合，意图在未来仍然维持起行业领导者的地位。

来源：半导体行业观察