碳化硅（SiC）作为一种宽禁带半导体材料，近年来因其卓越的性能和广泛的应用前景，吸引了大量关注。尤其在新能源汽车、5G通信、电力电子等领域，碳化硅的应用潜力巨大。然而，碳化硅产业的快速发展背后，却暗藏着诸多挑战和困境。可以说，碳化硅产业并不像看起来那么“好玩儿”。
碳化硅：一个“烧钱”的产业
碳化硅产业的研发和生产是一个需要巨额资金投入的长期过程。首先，碳化硅晶体的生长速度缓慢，良率与国外先进企业差距较大。以主流的物理气相传输法（PVT）为例，生长一个2cm厚的碳化硅晶锭需要大约7天，而碳化硅单晶的生长速度比传统硅材慢了近800倍。为了提高生长速度和晶体的质量，企业不仅要投入大量资金进行技术研发，还要更新升级生产设备。
其次，碳化硅的加工过程同样困难重重。从晶棒切割、研磨抛光到晶体缺陷密度的控制，每一个环节都需要特定的设备和高精度技术支持。企业为了提高产品质量，往往需要不断进行工艺优化和设备更新，这无疑加大了成本压力。
国内市场的过度投资与产能过剩
在政策的推动和市场炒作的双重作用下，近年来国内碳化硅市场呈现出火热的景象。根据Yole数据，预计到2027年，碳化硅功率器件的市场规模将达到62.97亿美元。然而，这种乐观的市场预期也带来了过度投资和产能过剩的问题。数据显示，截至2024年6月，中国碳化硅衬底的生产能力已达到348万片，预计年底将增至400万片，这种快速扩张的产能使得市场竞争愈加激烈。
随着市场竞争加剧，碳化硅的价格开始出现大幅下跌。2024年，国产碳化硅产品如衬底、外延、器件等纷纷降价，部分产品的降幅甚至超过50%。价格的“跳水”导致一些企业面临严重的经营困境。此外，在追求产能扩张的过程中，一些企业可能忽视了产品质量的提升，这不仅影响了产品的性能和可靠性，也削弱了企业的市场竞争力。
全球市场竞争愈发激烈
在国际市场上，碳化硅产业同样面临着严峻的挑战。美国的碳化硅巨头Wolfspeed近年来遭遇了不小的困境。尽管该公司签订了16亿美元的大单，但在技术进步和激烈竞争的双重压力下，Wolfspeed的财务表现依旧堪忧。2024年8月，Wolfspeed发布的财报显示，公司亏损高达1.749亿美元，股价下跌69%，成为费城半导体指数中表现最差的股票之一。
除了Wolfspeed，Qorvo和Littelfuse也在碳化硅领域有所布局，但其发展并不顺利。Qorvo近期决定出售其碳化硅业务，而Littelfuse尽管推出了新产品，却始终未能突破创新瓶颈。全球碳化硅产业的激烈竞争使得各大企业在面对技术进步和市场需求的双重挑战时，依然需要不断投入大量资金和资源以维持竞争力。
日本和韩国不容乐观
在日本，住友电工原本计划在2027年前投资300亿日元，建设新工厂量产碳化硅晶圆，然而，由于电动车市场增长放缓，该计划被迫搁浅。住友化学则转而投入GaN on GaN技术的研发，积极探索新的发展路径。
在韩国，碳化硅企业SK Powertech面临着类似的困境。自2022年起，随着新能源汽车需求放缓，SK Powertech的业绩急剧下滑，亏损不断扩大。尽管公司在2023年增加了新的碳化硅晶圆产能，但由于产能利用率低下，财务压力依旧巨大。业内人士表示，若要在碳化硅市场取得成功，SK Powertech需要进行大规模投资，然而当前的投资规模不足以支撑其竞争力。
碳化硅产业的未来：机遇与挑战并存
尽管当前碳化硅产业面临众多挑战，但其未来的发展潜力依然值得期待。随着技术的不断突破，碳化硅的生长速度和良率有望进一步提高，这将有效降低生产成本，提升产品的市场竞争力。此外，碳化硅在新能源汽车、电力电子、5G通信等领域的广泛应用，将推动其市场需求持续增长。
然而，碳化硅产业的未来仍需多方共同努力。政府应继续加大政策支持和资金投入，帮助企业降低研发成本，推动技术创新。企业则需要注重产品质量和成本控制，持续推动技术升级和产业链的完善。同时，碳化硅产业还应加强与下游应用企业的合作，推动产品的应用落地，打破技术和市场的壁垒。
总的来说，尽管当前面临诸多困难，碳化硅产业的长期前景仍然充满希望。随着技术的进步和市场需求的提升，碳化硅有望在未来迎来更加广阔的发展空间。
素材来源：电力电子网
