海外龙头破产!中国化合物半导体的低调崛起

360影视 日韩动漫 2025-05-30 06:41 2

摘要:2025年5月21日,多家媒体称Wolfspeed准备提交破产申请,其股价当日暴跌超50%。目前,Wolfspeed面临高达 65 亿美元的债务压力,而现金储备仅为13亿美元,偿债压力巨大。Wolfspeed如何从神坛跌落,由行业龙头沦落至破产?国内化合物半导

导读:2025年5月21日,多家媒体称Wolfspeed准备提交破产申请,其股价当日暴跌超50%。目前,Wolfspeed面临高达 65 亿美元的债务压力,而现金储备仅为13亿美元,偿债压力巨大。Wolfspeed如何从神坛跌落,由行业龙头沦落至破产?国内化合物半导体企业目前现状如何?赛道内投融趋势有无变化?本文尝试分析和探讨。

01 Wolfspeed的前世今生

Wolfspeed的前身Cree成立于1987年,聚焦碳化硅材料在LED领域的商业化。2016年,Cree 出售 LED照明业务部,次年将微波射频业务独立为Wolfspeed 品牌,专注于碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)技术。Wolfspeed还通过收购英飞凌射频功率业务和布局8英寸碳化硅晶圆厂,市占率一度突破60%,确立了在宽禁带半导体领域的领先地位。

Wolfspeed专注于碳化硅半导体材料及器件研发与制造,是全球唯一实现碳化硅衬底、外延片、器件全产业链垂直整合的企业。从产品类型上来看,Wolfspeed的主要产品覆盖分立器件、功率模块和裸芯片,下游市场包括新能源汽车、可再生能源、工业等。

碳化硅(SiC)是由硅和碳通过共价键结合形成的化合物半导体材料,其晶体结构具有多种同素异形体,碳化硅的独特性能使其在高压、高温、高频、高功率密度场景中远超硅基器件。具体而言,由于碳化硅的禁带宽度达3.26 eV(硅为1.12 eV),意味着器件能承受更高的电压(击穿场强是硅的10倍),同等电压下可设计更薄的漂移层,降低导通损耗。目前,碳化硅的下游主要包括新能源汽车、新能源发电和储能,同时,由于碳化硅折射率显著高于玻璃,其视场角更大,也被认为是下一代AR眼镜光波导的核心组成部分。

氮化镓(GaN)是一种宽禁带半导体材料,与碳化硅(SiC)并列成为第三代半导体的核心技术。其电子迁移率远超碳化硅,因而适用于更高频的场景,可显著减少电感、电容等被动元件体积。此外,氮化镓还具备高热导率和高能效比,可有效减少能量损耗的同时,提升散热效率。由于氮化镓的优良特性,一般被用于消费电子快充、数据中心与通信电源能源、射频与通信领域。

与传统的硅基半导体相比,碳化硅、氮化镓等第三代半导体具备宽禁带、高击穿场强和高热导率等优势,适用于高压、高频、高温场景。而硅基半导体依赖成熟的制造工艺和低成本优势,占据消费电子、工业控制等传统市场。值得注意的是,第三代半导体由于制造成本较高,仅有部分特定场景用途,被称为“能源革命的钥匙”。而硅基半导体用途更广,在超大规模集成电路中仍是主流核心。硅基半导体与第三代半导体并非完全的替代关系,而将长期共存,共同构建半导体体系。

图表 1:硅基半导体与第三代半导体区别

数据来源:公开资料整理、来觅数据

2021年,Wolfspeed为抓住新能源汽车、光伏等领域的机遇,启动大规模的产能扩张,包括投资数十亿美元建设莫霍克谷 8 英寸晶圆厂,并计划花费30亿美元与采埃孚在德国共建全球最大碳化硅工厂。然而市场错配、成本激增与来自其他供应商的竞争加剧,使得公司陷入巨大的财务危机。华尔街分析师认为尽管公司在技术上仍占据优势,但公司唯一的出路是破产清算或被收购。

从市场领头羊到濒临破产,如何理解Wolfspeed的困境?Wolfspeed 破产的直接原因是由于激进扩张而导致的债务压力过大,目前其负债高达65亿美元,而现金储备仅为13亿美元。此外,大客户特斯拉减少使用碳化硅芯片与终端市场复苏不及预期也是公司困境的一部分,目前莫霍克谷工厂产能利用率仅 25%,8英寸晶圆良率长期低于30%,而行业基准约为70%。其中,最重要的原因是海外竞争者尤其是来自中国的企业产能与技术上的突破。

事实上,中国厂商正逐步崛起,蚕食海外龙头的市场份额,2024年,Wolfspeed的市占率约为30%,较2021年下降幅度超30%。天岳先进、天科合达凭借成本优势快速崛起,2024年市占率分别达17.1% 和17.3%,且8英寸衬底价格仅为国际水平的30%。比亚迪新建碳化硅工厂预计2025年投产,产能规模全球第一,是第二名的十倍。

02 中国化合物半导体的低调崛起

区别于普通的硅基半导体,我们将两种或两种以上化学元素通过化学键结合形成的半导体材料都称为化合物半导体。化合物半导体除了我们此前提到的碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料外,还包括砷化镓、磷化铟、氧化铝、金刚石等其他材料。化合物半导体材料成本高昂,但能解决硅基无法胜任的高频、高压、高温、光电融合等场景需求,是突破硅基物理极限的“下一代半导体”。

化合物半导体前景广阔,根据QYResearch 数据,2024年化合物半导体市场规模超过230.5亿美元,且在2024-2030年CAGR超过10%。在化合物半导体下游中,新能源汽车、5G通信、光电子领域的需求爆发带动了化合物半导体飞速增长。分地域看,亚太地区尤其是中国市场规模最大,增速最快,约占全球化合物半导体规模的36%,这主要是由于国内双碳战略的推进,以及光电器件的蓬勃发展导致的。

图表 2:2020-2030E全球化合物半导体市场规模预测 (单位:亿美元)

2020年以来,国家通过战略规划、财税优惠、研发支持、应用牵引等多维度政策,构建了化合物半导体产业发展的政策体系。这些政策覆盖了从材料研发、器件制造到应用推广的全产业链,旨在突破技术瓶颈、提升自主可控能力,并推动其在新能源、5G、智能制造等领域的规模化应用。

2021年的十四五规划明确提出,将碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体材料列为重点发展方向,明确提出 “突破宽禁带半导体发展”,并将其纳入集成电路领域的核心攻关任务。这一规划为化合物半导体产业的长期发展提供了顶层设计。2021年,国家第三代半导体技术创新中心由科技部批复成立,按照 “1 总部+ 6 中心” 模式布局,聚焦碳化硅器件技术研发,建立成熟的 SiC 肖特基二极管和 MOSFET 产品技术体系,支撑新能源汽车等领域的应用。地方政府也积极响应国家战略,出台针对性政策支持化合物半导体发展,如江苏2024年提出要打造国内领先的第三代半导体产业高地,支持南京、苏州等地建设研发中心和产业园区。

目前,化合物半导体市场竞争格局呈现国际巨头主导高端、国内企业快速追赶的态势,不同材料(如碳化硅 SiC、氮化镓 GaN、氧化镓 Ga₂O₃)的技术路径和应用场景差异显著,形成了多元化的竞争格局。从区域来看,日本占据了化合物半导体全球25%的市场份额,Sumitomo Electric、SCIOCS、Mitsubishi Chemical 等企业在 SiC 衬底、GaN 外延片等领域技术领先。北美地区占据20%的市场份额,Wolfspeed、Qorvo在化合物半导体领域技术较为领先。此外,欧洲则集中在工业应用,英飞凌、意法半导体等厂商在碳化硅功率器件技术成熟,产品广泛应用于汽车与工业领域。其他地区尤其是中国大陆亦表现出了不俗的实力。

以热门的碳化硅为例,目前Wolfspeed市场份额虽有下滑,但仍是市场最大的玩家。而国内厂商如天科合达、士兰微、天岳先进等开始逐步提升份额,仅天岳先进和天科合达两家的市场份额就已经超越了Wolfspeed,这是由于国内厂商在6英寸衬底量产技术的突破导致的。目前国内厂商的成本较海外龙头低约20%,且交货周期缩短30%。自2021年以来,Wolfspeed发力8英寸碳化硅衬底,但由于良率过低,成本并未如预期下降的那么迅速。而国内厂商则通过更为成熟的6英寸产线显著降低成本,加之国内新能源车市场大爆发的供应链优势,市场份额提升明显。

类似的情况也发生在氮化镓上,2025年中国GaN市场规模预计超300亿元,占全球份额近40%,其中消费电子、新能源汽车及5G通信为三大核心应用场景。目前国内企业英诺赛科是全球最大的8英寸氮化镓晶圆制造商,而苏州晶湛是全球唯一实现12英寸氮化镓外延片量产的企业,技术指标对标海外大厂。目前本土企业在衬底、外延、器件等环节加速突破,虽然高端市场仍被海外巨头主导,但国内企业整体份额已超过40%。未来,随着下游市场不断扩大以及专利申请数的增加,国内厂商有望突破高端市场,市场份额会进一步扩大。

未来的世界需要越来越多的化合物半导体。自特斯拉开始在电驱系统内使用碳化硅器件以来,此后的新能源汽车争相效仿。碳化硅器件可以使新能源汽车续航里程提升10%,而不断渗透的新能源汽车直接拉动碳化硅的需求。在光伏逆变器上,碳化硅器件可将转换效率从96%提升至99%,单台 1MW 逆变器每年可节省3万度电。此外,5G/6G的网络建设也极大催生了氮化镓的应用。氮化镓可使5G信号覆盖范围扩大三倍,而6G所需的太赫兹频段更以来化合物半导体材料。以2030年实现6G商用的节奏,未来仅氮化镓的市场规模就高达数百亿美元。消费电子快充的需求也同步刺激了氮化镓市场,智能手机快充成为标配的背景下,仅2025年就带来约25亿美元市场的市场增量。

全球同步建设的卫星互联网也同样刺激了砷化镓射频芯片市场的增长,低轨卫星通信系统中的单颗卫星平均使用5000-10000个GaAs MMIC器件。2025年亦为硅光元年,硅光薄膜铌酸锂光电集成晶圆可实现1.6Tbps 光模块量产,满足 AI 数据中心的算力需求。目前化合物半导体的下游中,新能源汽车(35%)、通信(28%)、消费电子(18%)为前三大应用领域,合计占比超80%。随着科技的发展,高频、高速的场景逐渐丰富,8英寸 SiC/GaN 产线的规模化投产和 6G、AI 等新兴领域的技术落地,化合物半导体将成为支撑全球科技革命的核心基石。

2025年5月,英伟达与纳微半导体宣布合作开发800V高压直流(HVDC)架构,而在这个架构中,碳化硅器件扮演了重要作用。碳化硅器件不仅能在高温环境下仍能保持高效运行,而且在80-120V 中压场景下的应用,可实现48V-54V输出的高效转换,功率密度达137W/in³,效率超97%,支撑 Rubin Ultra 等 GPU 的高密度供电需求。这充分说明了,在未来复杂的电路环境中,化合物半导体由于自身特性能获得更快增长,而国内厂商凭借能扩张与技术突破,有望占据更多市场份额。

03 投融动态

近年化合物半导体行业呈现显著的结构性矛盾:一方面,SiC等主流赛道因产能扩张过快陷入价格战,2024 年全球N型 SiC 衬底营收同比下滑 9%,6英寸衬底价格跌破500美元/片,逼近厂商成本线。国内企业如天科合达、天岳先进通过低价策略抢占市场,导致国际巨头 Wolfspeed 市占率从 60% 以上降至 33.7%,行业内卷加剧。另一方面,新能源汽车、数据中心等新兴领域对高功率、高频电路的需求持续爆发,2025年全球化合物半导体市场规模预计达250亿美元,其中碳化硅和氮化镓在电力电子领域的复合增长率超13%。这种 "低端过剩、高端紧缺" 的格局,正推动行业从规模扩张向技术升级转型。

目前化合物半导体投融热度有所消退。新能源企业下游内卷加剧,上游的化合物半导体器件成本压力也随之增长,在这种背景下,资本对这一赛道态度更为谨慎。长期以来,化合物半导体的赛道投资呈现出政策导向和产业链垂直整合的特点,地方国资和产投基金最为关注这一赛道。因而热度虽有降低,但考核压力不大的资本仍然关注,长期投融这一赛道。不过,我们认为困难是暂时的,目前市场已出现相当多的正面消息。而随着8英寸产线规模化投产与新兴应用场景落地,行业将从无序内卷转向有序分化,具备技术储备与产业链整合能力的企业有望在全球竞争中占据主导地位。

下表是我们整理的2025年以来化合物半导体发生的相关投融事件,2025年已出现数起十亿元以上融资事件。我们可以看到融资多分布于A轮以后,显示出资本对赛道的长期布局。感兴趣的读者,可以登录Rime PEVC平台获取化合物半导体赛道全量融资案例、被投项目及深度数据分析。

图表 3:2025年以来中国化合物半导体领域部分投融情况

数据来源:来觅数据 近期热文推荐

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来源:Wind万得

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