随着社会节奏加快，消费电子、汽车以及工控等产业，对元器件的需求不论是在数量还是性能方面都与日俱增。去年疫情袭来，直接引发严重的元器件缺货涨价行情，造成产业链失序，其影响至今远未消散，还将持续。

面对庞大市场缺口，各芯片原厂和代工厂都开始扩产。不仅是传统硅芯片，化合物半导体也被重视。以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等材料为代表的的化合物半导体具有独到优势，可满足通讯、汽车、工控等产业越来越高的性能要求。


在电子行业的知名大厂中，已有多家启动或是加大对化合物半导体的投入，其中既有传统芯片大厂，也有半导体行业的新玩家。



意法半导体与Cree、台积电合作


2019年1月，意法半导体（ST）与Cree签署多年供应协议，规定Cree将向ST供应价值2.5亿美元的6英寸SiC裸晶圆和外延晶圆。


2021年8月，ST与Cree更新了SiC晶圆的供应协议，规定Cree未来几年向ST供应的6英寸SiC裸晶圆和外延晶圆，总金额提升至8亿美元。


除了对外合作，ST在今年7月制造出首批8英寸SiC晶圆，相关技术来源于2019年所收购的Norstel公司。


在GaN领域，ST与台积电在2020年2月达成合作，加速GaN制程开发。ST将采用台积电的技术制造GaN产品。



安森美收购GTAT公司


2021年8月，安森美宣布以4.15亿美元收购SiC材料供应商GT Advanced Technologies（GTAT），预计2022年上半年完成交易。


安森美收购GTAT，能够获得后者的SiC晶体生长相关技术，以降低SiC晶圆供应的对外依赖。此外，安森美还将投资扩大GTAT的研发，以推进6英寸和8英寸SiC晶圆的晶体生长技术。



罗姆、英飞凌与昭和电工达成合作


2021年9月，罗姆（Rohm）与昭和电工签订功率半导体SiC外延片的多年供应合同。规定昭和电工向罗姆供应SiC外延片，用于后者功率半导体制造。


除了通过外部获取晶圆，罗姆在2019年2月开始新建Apollo厂区，规划主产SiC晶圆。该厂已在2020年底竣工，预计2022年投入量产。


罗姆之前曾收购欧洲SiC晶圆供应商SiCrystal，其SiC晶圆制造技术应该由此获得。SiCrystal不仅供应东家罗姆，还在2020年初与ST签署了1.2亿美元的供应协议。


英飞凌在2021年5月与昭和电工达成协议，供应包括磊晶在内的各种SiC材料。



鸿海、闻泰等新玩家入局


2021年8月，鸿海购入旺宏出售的6英寸晶圆厂，预计年底前完成交割。报道指出鸿海将用该厂开发与生产第三代半导体，特别是车用SiC功率元件。


同样是在今年8月，闻泰科技旗下安世半导体收购英国芯片厂商Newport Wafer Fab（NWF）。NWF主要生产0.18μm-0.7μm制程的芯片，也具备SiC和GaN元件的开发能力。


上述两家公司同属电子制造型企业，长期从事手机等消费电子产品的代工。通过对外收购，两家公司开始涉足芯片产业，特别是对化合物半导体的布局，将极大有利于转型汽车电子，从而摆脱消费电子的单一营收来源。



以上所涉及企业，既有行业领军者又有新玩家。如此多的厂商入局，必定快速拉升化合物半导体的产能。规模效应形成之后，化合物半导体在汽车、工控、通讯等领域的渗透率会快速提升。那么，缺芯行情能否经由化合物半导体代替硅芯片这条路径化解，就很值得关注并探讨。


从市场规模来看，调研机构Yole预测，全球SiC电力电子器件的市场规模到2025年超过30亿美元。Omdia预测，GaN电子器件市场的规模到2025年将超过6.8亿美元。与数千亿美元的半导体市场规模相比，SiC和GaN两类元件仅相当于零头，即便大举发展也无法影响芯片市场格局。


应用领域方面，化合物材料主要用于生产射频元件和功率元件，并非用于当前最缺乏的MCU以及模拟器件等。对于MCU这类用途最广的基础性元件，还是要靠硅芯片产能提升。这方面各大原厂和代工厂已经启动，但需要时间。


总的来看，化合物半导体并不能决定芯片整体行情，其最主要的作用是迎合新的需求，助力通讯和汽车等行业的发展。就当下缺芯行情来说，需求变化以及大厂扩产硅芯片的进度，是最主要的关注点。