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三安意法合资工厂落子重庆:向碳化硅专业晶圆代工厂关键一跃

王小伟 · 2023-06-08 17:06 来源:证券时报·e公司

7日晚,三安光电碳化硅业务两项重磅投资面世。

一方面,三安光电与意法半导体联合宣布,拟在中国重庆共同建立一个新的8英寸碳化硅器件合资制造工厂,项目预计投资总额达32亿美元,由三安光电控股。该工厂制造的碳化硅外延、芯片将独家销售给ST或其指定的任何实体。

另一方面,三安光电还针对该合资工厂的保供进行了一项单独的大手笔投资。公司拟70亿元独资在渝设立 8 英寸碳化硅衬底工厂,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。

这被产业界视为车规级碳化硅功率器件主要玩家意法半导体扩围中国“朋友圈”的标志性事件。

对于三安光电来说,碳化硅全链条布局再度落子,迎来撬动增量市场的新杠杆,从而成为公司朝着国际碳化硅专业晶圆代工厂这一目标迈出的重要步骤。对于产业来说,碳化硅市场迎来重磅“混血”玩家,且中国头部企业的国际市场实力,以及切入国际碳化硅市场供应链的预期,越来越得到彰显和强化。 

投资“双生花” 

在全球半导体行业的逆流中,第三代半导体闪烁着独特光芒。凭借耐高压、耐高温、高频等特性的加持,碳化硅成为第三代半导体市场“最靓的仔”。

三安光电碳化硅新产能落子重庆,选择的是与携手意法的合资模式。这是公司碳化硅布局首次实质性联姻国际巨头。

作为当前车规级碳化硅功率器件市场的主要玩家,意法半导体总裁兼CEO年初曾表示,将投资约40亿美元,用于扩产晶圆厂和增加碳化硅制造能力。而三安光电持续处于供应偏紧状态的碳化硅产品,也面临着很强的扩产驱动。

合资方式是对市场需求的适配。近年来,碳化硅作为一种新型半导体材料,随着汽车电动化和新能源的发展,市场需求超出预期。但国际厂商普遍交付周期较长也给市场带来困扰。中外合资成为可行的解决方案。

湖南三安董事长林志东表示,合资方式在本土化制造的基础上,可以缩短客户交付周期,快速响应市场,服务客户,并保障客户利益。本土化生产制造、100%闭环、一站式解决方案等策略可以更好地适应中国市场的需求,提高产品性价比和市场竞争力。

这一判断的基础在于,作为中国第一家、全球第三家实现全产业链垂直整合的企业,湖南三安产业链布局涵盖了长晶—衬底制作—外延生长—芯片制备—封装全链条,碳化硅一二期整体规划6英寸晶圆年产能达50万片。湖南三安也是本次三安光电牵手意法成立合资公司的投资主体,是其首次在湖南之外扩建产能、开枝散叶。

生产端之外,客户端的变化也值得注意。

湖南三安目前与理想等造车新势力已经形成强绑定关系。意法半导体是目前全球第一大碳化硅器件供应商,整体市占率近40%,为特斯拉、采埃孚等20余家全球核心新能源车企和tier1长期提供碳化硅器件。虽然公告中并未明示,合资公司的设立,会否为三安光电带来更大体量的增量客户,值得关注。

从三安光电本轮大手笔“双生花”式投资来看,合资公司主攻外延与芯片,而三安光电独资公司则满足合资工厂的衬底需求。

在碳化硅产业链中,碳化硅衬底约占碳化硅器件成本的47%,因此也被视为产业链中最具价值的一环。此前披露的年报显示,三安光电衬底已通过多家国际大客户验证,其中一家实现批量出货,且2023 年、2024 年供应已基本锁定。本次再度现身的衬底长供模式,是湖南三安技术与供应能力的映射。

大尺寸布局 

中国碳化硅半导体市场玩家众多,但总体处于向6英寸加速实现量产、8英寸布局研发的阶段。

从三安意法携手布局来看,重点指向了新的8英寸碳化硅,背后考量指向经济性。

行业数据显示,从6英寸升级到8英寸,合格芯片产量可以增加80%-90%;同时,8英寸晶圆厚度增加有助于在加工时保持几何形状、减少边缘翘曲度,降低缺陷密度,从而提升良率,采用8英寸晶圆可以将单位综合成本降低15%。

林志东对e公司记者介绍,三安的衬底产品在物性方面具有相对优势,TTV和Bow等参数均处于较优水平;产品Particle、刮伤及Pit等问题较少,说明质量较为稳定。这些优势能提高客户芯片的良率产出,满足市场对高品质产品的需求。

化合物半导体是三安光电最大的创收板块,但是毛利率从2021年的27%下降到2022年22%。大尺寸碳化硅晶圆占比的升高,有望给公司成本端和利润端带来新的变量。

林志东认为,随着单片产出的提高,以及生产线设备利用率和整体产能的抬升,会带动单位芯片成本的下降。在碳化硅业务结构占比提高的背景下,这将有助于三安光电毛利率和ROE水平的抬升。

实际上,今年国内碳化硅成本端发展趋势已经呈现明显的下降态势。这主要得益于新技术、新工艺以及生产规模的不断扩大等多重因素的共同作用。

“总的来说,国内碳化硅成本端的发展趋势比较乐观,未来还有很大的降本空间。” 林志东表示,三安当前的机遇在于积极应对市场变化,加快技术创新和产业升级。比如,可以通过提高生产效率、优化生产流程、加强产品研发和创新等多种方式来降低生产成本,同时积极扩大市场份额,提升品牌影响力和竞争力。此外,还可以与其他企业进行合作,共同推进碳化硅产业的发展和壮大,实现互利共赢。

阶梯式产能释放

碳化硅千亿级赛道,多方也在加大马力坚定下注,一场关于第三代半导体的争夺战正在火热上演。

其间,国际功率半导体巨头与国内头部厂商之间的合作明显提速。三安光电牵手意法,是中国头部公司的碳化硅业务国际市场实力的又一次实践。

林志东认为,国际巨头在前沿碳化硅领域不断拓展中国供应链“朋友圈”,这与消费电子厂商纳入“苹果产业链”体系有异曲同工之处。“在碳化硅半导体产业发展中,国际巨头与国内企业合作是一种必然趋势。”

这种趋势受益于两大条件的支撑。其一,中国市场的规模和潜力已经成为了各大企业布局的重要方向,各大企业都希望能够在碳化硅半导体等前沿领域抢占先机。其二,国内头部厂商在技术研发和市场拓展等方面不断追赶国际巨头,已经具备了与国际巨头合作的条件和实力。

“以本次合作为例,既标志着三安的碳化硅衬底工艺得到了国际客户认可,也凸显了三安以大规模量产以及全链整合为核心的竞争力,将形成客户交付保障、服务能力的优势,这有助于继续增强市场份额。“林志东举例。

而随着重庆新项目的落子,三安光电开启第三代化合物半导体收获期与布局期并行的格局。

作为国内唯一一家真正具备量产能力的三代化合物代工平台,三安光电2022年底砷化镓射频产能已扩充到1.5万片/月、湖南三安电力电子碳化硅产能1.2万片/月、电力电子硅基氮化镓产能2千片/月。湖南三安二期工程今年有望贯通,随着重庆项目2025年完成阶段性建设并逐步投产以及2028年达产,产能释放将成为公司营收扩容新的牵引力量。

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