昭和男儿进击碳化硅，中国厂商仍有机会？

　　摘要：碳化硅材料供应商中一员大将脱颖而出，而另一则业内流言则意味着国产厂商仍有机会。
　　写在前面
　　栋幺和＂01芯闻＂恭祝各位读者新春快乐，阖家安康，大展鸿兔。
　　本文中引用的一些研报已上传到 ＂01芯闻＂同名知识星球中，供希望深度阅读的读者参考 。
　　前言
　　在上篇文章 《变局临近，国产出海现曙光？》中提到，英飞凌将在2023年初重磅宣布与一家碳化硅材料新供应商的合作。数天前答案揭晓，Renosac超越中国厂商在内的一众公司得到英飞凌的青睐。
　　协议内容
　　在英飞凌公布的官方消息中，公司宣布延续与Resonac自2021年以来的伙伴关系，并深化双方在碳化硅领域的合作。在公布的长期供应与合作协议中，Resonac将为英飞凌提供碳化硅材料，满足后者未来十年快速增长的衬底和外延片需求。
　　协议的初始阶段侧重于 6英寸碳化硅材料的供应，后期Resonac 还将协助英飞凌向8英寸碳化硅晶圆过渡。 与此同时，作为合作的一部分，英飞凌将为 Resonac 提供具有专利的冷裂等相关技术，帮助后者提高碳化硅产能，降低成本。
　　Resonac的前世今生
　　Renosac名字虽然陌生，但是更名前却是业内熟知，即在昭和年代早期起步的昭和电工（Showa Denko），算是昭和男儿中的前辈。
　　2022年3月，成立八十余年的昭和电工发布公告，合并昭和电工株式会社（Showa Denko K.K. ，简称SDK）与收购而来的全资子公司昭和电工材料 （前身为日立化成)。同时，为了彰显新公司新气象，昭和电工宣布于2023年开年，将公司更名为Resonac（为方便起见，下文还是使用老名称）。
　　昭和电工的公司名称变化（来源：Resonac）
　　正如前文所述，昭和电工对英飞凌来说并非是一家崭新的供应商。2021年双方就签订了一份为期两年的合作协议，由后者为英飞凌提供碳化硅外延片，并在材料研发方面进行合作。
　　在协议即将到期之际，双方续签了合同，并扩充了合作内容。新协议将衬底、8寸碳化硅材料和英飞凌对昭和电工的技术授权囊括其中。
　　昭和电工的碳化硅业务
　　作为一家综合性的集团公司，碳化硅产品在昭和电工营收中的占比并不高，但是公司已在其中深耕多年。
　　2008年底，昭和电工收购日本ESICAT Japan LLP的碳化硅外延片业务，自此进军碳化硅商业领域。2013年，公司在业内率先推出6英寸碳化硅外延片，之后又在2019年量产了第二代外延片产品HGE-2G。
　　昭和电工的碳化硅材料研发实力从申请和获批的专利数量上可见一斑。公司在碳化硅晶锭和外延片专利类别里仅次于住友电工（Sumitomo Electric）, 全球排名第二，远远领先于包括Wolfspeed和罗姆等在内的碳化硅CR5（部分原因可能是Wolfspeed前身Cree在碳化硅材料方面的专利申请的相当早，目前部分已经过期）。
　　碳化硅材料厂商专利排名（来源：Knowmade）
　　不断的技术进步和产品迭代使得昭和电工2020年衬底销量增长为五年前的6倍，成为这个市场中举足轻重的一员。例如，公司基于采购而来的Coherent（II-VI）衬底，加工成碳化硅外延片后，供给日本电装用于生产丰田燃料电池汽车Mirai II所需的碳化硅功率模块。
　　根据2021年数据，昭和电工与Wolfspeed一道，占据了全球外延片80%的市场份额。另外，根据市场调研机构Yole的预测，2022年公司外延片营收接近一亿美元，年增长超过20%。
　　昭和电工碳化硅衬底片的营收增长（来源：Yole）
　　正如不想当元帅的士兵不是好士兵，不想垂直整合的碳化硅公司也不是一家有进取心的好企业。昭和电工在碳化硅产业链的上下游也积极布局，特别是外延片的前道工序碳化硅晶锭和衬底。
　　为了自主生产碳化硅衬底，公司一边自研碳化硅生长技术，包括参与了由日本经产省和产业技术总和开发结构（NEDO）主办的相关电力电子项目。另一方面，昭和电工从普利司通（Bridgestone）、新日铁住友金属集团和日立化成等处获得几十份相关专利转让。最后，公司还与电装（Denso）、丰田和日本电力工业中央研究院等多家机构合作开发碳化硅材料，共同提交了数十份专利申请。
　　与此同时，生产方面昭和电工也作了相应布局。2021年公司宣布投资五千万美元用于碳化硅衬底生产。多管齐下，昭和电工在2022年初宣布了开始量产6英寸碳化硅衬底，使得其衬底采购来源多元化。一个间接的例证就是Coherent（II-VI）的碳化硅衬底大客户名单里，昭和电工从2021年的第3位，下降到2022年的第4位。
　　Coherent碳化硅衬底大客户排名变化，昭和电工掉落第4位，东莞天域跻身第一（来源：Coherent，01芯闻）
　　因为2020年和2021年昭和电工相继与电装、英飞凌、罗姆和东芝签署了中长期供应协议，为了保持供应链的稳定，公司表示仍将继续外购衬底，以应对这些功率半导体厂商快速增长的外延片需求。
　　笔者综合多篇研报中的数据，昭和电工2020年产能为每月9千片6寸外延片，这一数字在2022年可能增加到了每月1.3万片。按照当前的投资强度，预计2030年达到每月2.9万片。不过，考虑到2022年公司已经开始提供8寸外延片样品，届时实际产能可能更高。
　　昭和电工的碳化硅衬底（来源：Resonac）
　　综上可见，昭和电工的碳化硅衬底和外延片产品得到英飞凌的认证，并非幸进，而是其十多年努力的成果。因此，同期送样的多家中国碳化硅衬底和外延片厂商此次虽然未能入选，只是因为对手更强。而且，这并不意味着机会的大门已经关闭，一则业内流言也许是留给他们的窗户。
　　流言与机遇
　　正如笔者在《英雄的黎明，碳化硅五巨头的野望》和《碳化硅市场规模有多大，国产厂商能分得几杯羹？》中所述，碳化硅大厂都已向资本市场做出了其碳化硅产品线在未来几年的业绩承诺。
　　近期，美国老牌精品投资银行William Blair公布了一份研究报告，透露某家国际碳化硅大厂（下称公司A）的自产衬底良率只有15%-20%，远低于预期——这不仅意味着自产衬底成本的提高，还意味着后续公司器件产能受到影响。
　　根据公司A公布的2023年碳化硅预期营收，需要销售20至30万片衬底制造出的碳化硅单管和模块才能实现。William Blair认为公司A与现有外部供应商签订的长期供应协议只能满足略为超过50%的衬底需求（详细数据可以查看上传到知识星球上的研报原文）。
　　按照法国巴黎银行（BNP Paribas Exane）所提供的，截止2022年公司A已经安装的碳化硅晶体生长炉数量，以及Willaim Blair获得的良率数据，公司A的自产衬底很难完全满足余下的十数万片衬底需求。那么，摆在管理层面前的解决方案有可能有这么几条。
　　一是向客户和投资人公布情况，表示其碳化硅产能不能达到目标，危机业绩承诺和客户合同。这对管理层来说显然是＂自杀＂选项。
　　二是安装更多的晶体生长炉。但是这会在短期内增加资本支出，降低毛利率，使得财务数据偏离公司所设定的财务模型。因此，小规模尝试尚可，大规模安装必将使得市场警觉。
　　三是从现有供应商处增购。这个方法从财务上可行，但是业内优质供应商的碳化硅衬底产能几乎已被各大客户瓜分殆尽，能够机动的配额不多。 即使能够买到，可能也需要付出高额溢价。
　　第四个方法则是引入新供应商，特别是扩产十分激进的东亚供应商，其中当然也包括几家中国的碳化硅材料头部企业。
　　再次结合法国巴黎银行和William Blair中的数据，笔者计算得出2023年公司A 6寸衬底供应缺口可能在一万片左右。如果考虑极端情况，包括偏低的单台生长炉年产量，较低的衬底生长良率，以及较低的碳化硅器件综合良率，这一供应缺口可能高达4-6万片之间。
　　预估的公司A碳化硅衬底供应缺口（来源：01芯闻）
　　虽然验证新供应商耗时耗力，缓不济急。但是公司A可以考虑将外购和自产的高性能衬底用于其最紧要的汽车客户，而将引入的新供应商衬底用于制造对可靠性要求稍低一些的工业级产品，或是结构较为简单的碳化硅二极管。
　　如果后续猜测被验证，这对国产碳化硅材料供应商来说可能是一次机遇——行业里的新供应商可以通过这次黑天鹅事件，快速的进入国际大厂供应链，不仅实现产品出海，避免内卷，还可以通过大厂的质量体系锤炼产品，快速迭代。
　　即使公司A因为地缘政治等因素最终选择了其他海外厂商，但是因为公司A的衬底供应减少，使得整个市场的供需情况出现变化。对留有产能的供应商来说，也是一次扩大市场规模和找寻新客户的机会。
　　小结
　　本文介绍了英飞凌引入的＂新＂碳化硅衬底供应商Resonac（原昭和电工），并从一则业内流言展开，分析了为何可能利好国产碳化硅材料企业。