SiC器件設計和晶圓供應商正轉向垂直整合的商業模式，并在資本支出上非常大手筆，他們相信該領域的需求將保持強勁。如果這些行業出現問題，SiC供應商將持有數十億美元的閑置產能和原材料。

SiC供應鏈正處于一種微妙的平衡狀態。

為了繼續滿足強勁的需求，SiC制造商正在或承諾投資數十億美元建設新的晶圓廠和工藝，以應對仍處于起步階段的市場。但潛在的問題是，SiC產品的增長預測主要是基于樂觀的預期。

該行業希望世界會繼續擁抱可再生能源，電動車市場的轉型不可逆，SiC器件在航空、軍事、工業、醫療設備和電信領域將得到更廣泛的應用。

供應問題也潛伏著。SiC需求強勁，而且還在上升，因此供應必須穩定，以確保交付訂單。與此同時，SiC制造商必須小心避免供應過剩。

SiC的生產既昂貴又復雜。雖然SiC本身能夠承受高溫或低溫，但制造良率波動非常大，需要小心處理。SiC球制造或晶圓切片中的一個失誤就可能導致數百萬美元的損失。

簡而言之，SiC市場潛力很大，又相當脆弱。

Onsemi功率解決方案集團總經理Simon Keeton表示，“我們有一個fab-lighter戰略，但我們大幅增加了SiC的資本支出。我們以前不生產自己的SiC球，但現在我們通過收購來生產。我們可以通過這種方式擴大這個市場，以支持需求。”

盡管如此，考慮到SiC行業成本和復雜性，我們還是有理由問為什么有公司想要在這個市場冒險。

答案很簡單，只有少數幾家公司掌握了SiC的特性。那些花了幾十年時間掌握了各種SiC生產工藝、現在又有辦法提高產能的公司，正坐擁一座金礦。其中包括Infineon、Onsemi、Wolfspeed、STMicroelectronics和Coherent等市場領導者，以及一些規模較小但增速迅猛的歐洲和中國企業，它們正在努力站穩腳跟。

頂級公司知道他們比潛在的競爭對手有領先優勢，正在競相擴大差距。這解釋了最近該行業投資激增的原因。

巨額投資

半導體整體市場規模為6000億美元，而SiC只是這個領域的一小部分，但發生在該領域的資本支出數字令人難以置信。例如，Yole Group的分析師預測，到2027年，SiC設備的需求將達到63億美元。

Infineon、Onsemi和ST等功率電子器件供應商正在迅速擴大其SiC產品的供應。ST計劃今年在SiC資本支出上投入高達30億美元，Infineon計劃在未來五年投資20億美元或更多，擴大在歐洲和馬來西亞的設施。

Onsemi于2021年以4.15億美元收購了SiC球制造商GT Advanced Technologies，該公司已宣布計劃在明年年底前再投資4.5億美元用于新部門。該公司表示，Onsemi的新投資將在兩年內將產量提高16倍。

Wolfspeed也不甘落后，計劃在未來10年斥資50億美元興建一座新的SiC晶圓廠。

但是SiC不是傳統的硅。SiC與純硅在基礎技術、制造工藝、成本、終端市場、原材料和配套供應鏈等方面都有所不同。

這就解釋了為什么SiC的過去和擬議資本支出與硅的差距如此之大。

行業觀察人士對SiC數十億美元的資本支出計劃既充滿熱情，又暗自懷疑。對于硅半導體來說，50億美元的資本支出會被嘲笑，但其實兩者并沒有可比性。

與硅相比，SiC的市場很小，但也在快速增長。需求非常火爆，預計在本十年的剩余時間里仍將如此。SiC器件制造商，以及晶圓和材料供應商，不能停滯不前。它們必須在加強供應基礎的同時，投資于新的晶圓廠和新技術。

許多公司正在增加垂直業務，以推進SiC生產，從球和襯底到外延、芯片加工、器件設計、封裝和系統。SiC制造工藝的垂直化與硅半導體領域的分散化系統截然相反。在硅半導體領域，fabless被認為是進入市場的最快途徑。在SiC領域，日益壯大的器件制造商必須爭奪仍然有限的代工產量，fabless的模式可能會帶來災難。

在垂直運營的公司中，SiC晶圓領導者Wolfspeed現在正專注于轉型為SiC器件的設計和供應商。

2021年8月，ST與Wolfspeed簽署了價值超過8億美元的SiC晶圓長期協議。當時，ST總裁兼CEO Jean-Marc Chery表示，這筆交易將有助于“提高我們全球SiC基板供應的靈活性”，并“有助于滿足我們未來幾年產品制造業務的高產量需求”。

一年過去了，ST正在規劃一個更宏偉的路線。該公司現在計劃在內部生產更大比例的SiC晶圓。去年12月，它與Soitec簽署了一項協議，就SiC襯底制造技術進行合作。

ST還宣布了200㎜ SiC晶圓廠的計劃，使其與Wolfspeed直接競爭。之前的協議會繼續履行，但Wolfspeed未來來自ST的SiC晶圓訂單可能會被精簡。

ST的汽車和分立業務部門負責人Marco Monti在一份聲明中表示，“我們選擇了垂直整合的模式，以最大限度地提高我們在整個制造鏈上的專業知識，從高質量的基板到大規模的前端和后端生產。與Soitec技術合作的目標是繼續提高我們的制造產量和質量。”

Wolfspeed的CEO Gregg Lowe可能預計到ST的舉動是不可避免的，未來更多的大型SiC晶圓客戶可能會采取類似的策略。

Lowe是該市場的老兵，他在2021年曾表示，他已經在推動在SiC晶圓之外的業務，并補充說Wolfspeed將不得不進入SiC器件業務。作為該計劃的一部分，Wolfspeed今年9月宣布將在北卡州Durham建造業內最大的200㎜SiC晶圓廠。

Lowe在一份聲明中表示，此次擴建將使工廠現有的產能增加10倍。一期工程將耗資13億美元，預計2024年完工。他說，額外的產能將在2030年底前增加。

Lowe說：“客戶對我們產品的需求繼續快速增長，而該行業卻繼續受到供應限制。擴大我們的材料生產將使我們能夠更好地滿足客戶日益增長的需求。”

Wolfspeed預計在截至6月份的財年實現收入9.98億美元，但預計的資本支出是否有點過高？Lowe并不這么認為。他認為SiC開始在許多電子應用中取代硅。他堅稱，這是一個值得押注的領域。

Lowe在10月份公布第二季度財報時斷言，Wolfspeed正在“作為一家全球半導體巨頭，引領行業從硅到SiC的轉型之旅”。

SiC能否全面取代硅？

SiC不太可能很快取代硅半導體。要做到這一點，SiC的成本必須大幅下降。產量、生產和其他技術挑戰也必須得到解決。

與此同時，硅半導體制造商并沒有固步自封。在過去幾年里，他們宣布的資本支出預算超過了4000億美元。一些交易已經取消，但超過一半的交易可能會在未來10年執行，這將使硅相對于SiC具有重大優勢。

但SiC并非沒有顯著優勢。其一是它對電動車車廠的吸引力，這些車廠希望通過提供強勁、強大和可靠的動力來增加客戶，并獲得相對于競爭對手的優勢。SiC也適用于其他電動車電源管理和能源市場，使其在該領域比硅半導體具有明顯的優勢。

這就是為什么盡管SiC市場規模相對較小，而且生產和采購挑戰依然存在，但市場參與者仍在向該行業投入大量資金。

他們在過去幾年進行的并購和其他投資，將使先行者為持續增長做好準備，只要他們的終端市場需求仍舊保持強勁。

SiC供應商正在進行巨額資本支出和并購，這對市場擴張至關重要。他們最大的挑戰可能不是SiC技術和采購問題（雖然這些問題仍然挑戰很大），而是他們的目標終端市場能否以合理的速度增長，從而證明這些投資的合理性。

審核編輯 ：李倩