碳化硅芯片——被公认的潜力股

撰文 / 梁卫平

编辑 / 孟 为

设计 / 师 超

来源 / Autonews Europe

全球供应商正在大力投资碳化硅（SiC）微芯片，他们斥资数十亿美元确保碳化硅芯片的库存，甚至自制碳化硅芯片。

与其他汽车公司一样，博世也认为碳化硅芯片的市场在未来几年将呈现爆炸式增长，正在加大投资扩建半导体“晶圆厂”。随着汽车电气化进程的加快，以及雄心勃勃的汽车制造商对电动汽车的生产和销量的高目标，碳化硅芯片的年增长率将达到30%。

8月8日，博世宣布与台积电、英飞凌和恩智浦半导体共同投资设立合资公司，名为欧洲半导体制造公司（European Semiconductor Manufacturing Company,简称ESMC），计划在德国德累斯顿建设晶圆厂。德累斯顿是德国重要的科研中心，被称为“德国硅谷”，拥有众多科研人员。规划中的晶圆厂预计月产能为4万片12英寸晶圆。

博世在一份新闻稿中表示，ESMC的成立标志着300NM晶圆厂的建设迈出了重要一步，以支持汽车和工业部门快速增长的产能需求。

对于博世这样的一级供应商来说，对于汽车芯片供应尤其重视，自建晶圆工厂既能保障供应安全，又能确保产品功能安全。

消除全球芯片供应担忧，必须建立汽车产业自己的芯片产业供应链。

博世之所以在4月份收购位于加利福尼亚州罗斯维尔的芯片制造商TSI半导体公司，需求激增就是一大原因。

随着芯片竞争的白热化，汽车制造商和供应商将签订更多协议以确保供应，尤其是在吸取了过去几年半导体芯片供应短缺的惨痛教训之后。碳化硅芯片制造商会继续对其生产能力进行重大投资。

博世表示，公司将斥资15亿美元升级该工厂，使其在2026年前成为美国碳化硅芯片生产中心，以满足该地区对使用碳化硅材料制造零部件的激增需求。

“我们对厂房面积和机器进行了大量投资，以满足全球客户的需求，因为每个人都希望实现电气化。”莱宁巴赫说，“如果你想认真做到这一点，就必须使用碳化硅芯片。”

这种材料并不新鲜，过去几年，汽车制造商们想方设法提高电动汽车的效率并缩短充电时间，就是为了缓解许多潜在电动汽车买家的两大担忧，碳化硅芯片已成为汽车行业的焦点。

与普通的硅（Si）芯片相比，碳化硅芯片在电动汽车逆变器中的应用具有许多优势。与硅芯片相比，碳化硅芯片在高电压下更稳定，充电速度更快，占用空间更小，效率更高，可帮助汽车制造商节省空间，延长充电时间，并将续航时间延长多达6%。

比起消费电子产品芯片，汽车作为高速移动的交通工具，车规级芯片在质量方面对安全性、可靠性和前瞻性要求极高。消费电子的的不良率要求满足200ppm（万分之二），而汽车芯片的要求是1ppm（百万分之一），实际上汽车制造商对芯片供应商的不良率要求更低。

博世半导体业务高级副总裁帕特里克·莱宁巴赫（Patrick Leinenbach）在参观罗伊特林根工厂时说：“我是在（微机电系统）蓬勃发展时开始从事半导体业务的。20多年后才再次出现繁荣景象，这正是我们在碳化硅方面所看到的。”

莱宁巴赫说：“碳化硅是无法避免的。如果你想进行电力充电，你就需要碳化硅。我不想在高速公路上给电动汽车充电三个小时。我想要一个能在10到15分钟内完成充电的超级充电器。”

博世的许多竞争对手以及全球主要半导体制造商的高管都赞同这一观点。

博世的莱宁巴赫说：“我们希望确保自己的供应链安全。我们能够生产的碳化硅芯片，为自己的内部客户服务，并且有时能够在竞争对手无法在市场上买到时提供这些零部件。”

需求激增大大促进了碳化硅微芯片制造商的业务。

博格华纳首席执行官弗雷德里克·利萨尔德（Frederic Lissalde）告诉《欧洲汽车新闻》：“与硅相比，使用碳化硅可以显著提高效率。”

2022年11月，博格华纳向北卡罗来纳州芯片制造商Wolfspeed投资5亿美元，保障半导体产能供应。作为交易的一部分，密歇根供应商每年可获得多达6.5亿美元的碳化硅芯片，以扩大其电动汽车零部件的生产。

博格华纳并不是唯一一家投资Wolfspeed的主要供应商。德国零部件供应商采埃孚和 Wolfspeed打算合作在德国建造一座耗资30亿美元的工厂，两家公司称该工厂将成为世界上最大的碳化硅芯片生产商。

Wolfspeed公司首席执行官格雷格·洛威（Gregg Lowe）在今年与分析师的一次电话会议上说：“我们很清楚，从过去几个季度采用碳化硅技术的速度来看，碳化硅技术的机遇是一代人的机遇。”

同时，洛威也表示，“碳化硅的生产在前进的道路上可能会遇到挑战，这在很大程度上是因为合成碳化硅既困难又昂贵。”

“这种材料的需求量远远超过了供应量。”洛威说，“Wolfspeed的晶体生长设备是世界上最大的碳化硅设备，但其产量不足以支持对这种材料不断加速的大量需求。”

这也是各公司现在急于确保未来供应的一个因素。

汽车的开发周期比较长，一款新车型从开发到上市验证至少需要两年以上的时间，这对汽车芯片设计的前瞻性提出了很高的要求。在采购阶段，汽车芯片需要提前半年甚至一年下发采购订单，如此长的采购周期不仅使汽车制造商承受巨大的不确定性，而且使供应商面临芯片供应压力。

不久前的7月份，麦格纳国际与美国凤凰城的半导体制造商安森美（Onsemi）签署了碳化硅芯片长期供应协议。据两家公司称，麦格纳还将斥资4000万美元购买新设备，供安森美在新罕布什尔州和捷克共和国的工厂用于碳化硅芯片生产，以帮助确保未来供应。

今年6月，德国纬湃科技（Vitesco Technologies）与日本微芯片制造商罗姆（Rohm）签署了一项价值10亿美元的供应协议，该协议将在2030年之前为Vitesco提供碳化硅。

安森美表示，碳化硅业务在截至6月30日的这一季度首次实现盈利。公司首席执行官 Hassane El-Khoury在与分析师讨论第二季度财报的电话会议上表示，公司“有望”首次实现10亿美元的年收入。