摘要：印度的半导体使命正处于关键时刻，该使命旨在将印度转变为全球芯片制造中心。虽然硅长期以来是半导体行业的基石，但碳化硅（SiC）作为新一代材料的崛起，为印度提供了开拓高附加值产业的良机。
印度的半导体使命正处于关键时刻，该使命旨在将印度转变为全球芯片制造中心。虽然硅长期以来是半导体行业的基石，但碳化硅（SiC）作为新一代材料的崛起，为印度提供了开拓高附加值产业的良机。
碳化硅（SiC）以其在高温下的耐用性、处理高压应用的能力以及卓越的效率而受到瞩目，特别是在电力电子、电动汽车（EV）和可再生能源领域。然而，全球Sic市场仍然集中在少数几个玩家手中。
意法半导体和英飞凌在全球碳化硅市场中占据领先地位，其他主要参与者如安森美、罗姆、Wolfspeed、三菱电机、富士电机、GeneSiC和东芝也做出了显著贡献。Counterpoint Research的高级分析师Ashwath Rao指出，这些公司主导着电源模块和电动汽车应用，SiC使用量超过75%。”
随着全球需求激增和供应有限，印度有机会推进其半导体抱负。
SiC的地缘政治竞争
数据揭示了一个引人注目的趋势。Fab Economics Mobility Research的数据显示，全球基于SiC的功率半导体市场预计将从2024年的39亿美元增长至2030年的147亿美元，六年内增长近四倍。
电动汽车的需求占75%以上，SiC芯片提升了续航里程，缩短了充电时间，并减少了整体半导体需求。麦肯锡预测，到2027年，超过50%的纯电动汽车（BEV）将依赖于碳化硅动力系统，目前这一比例为30%。
然而，碳化硅的竞争也是一场地缘政治竞争。
总部位于美国的半导体咨询公司Fab Economics的首席执行官Danish Faruqui表示：“美国、欧盟和日本主导着碳化硅半导体生产，但中国在2023年至2024年期间战略性地将碳化硅裸晶圆产量提升至惊人的水平，通过政府资助和补贴政策，达到全球供应量的近50%。中国也是最大的消费国，占全球碳化硅基功率器件半导体需求的一半以上。
美国政府通过《芯片法案》增加了对国内生产商的补贴，例如博世（获得5.75亿美元的补贴和贷款）、X-Fab（获得5000万美元）和Coherent（获得4800万美元）。与此同时，中国预计将在未来两年内将其碳化硅基板的产能增加四倍，保持快速扩张的步伐。
科尔尼（Kearney）战略咨询公司PERLab的合伙人兼全球主管Bharat Kapoor认为，中国的主导地位并非不可动摇。“目前，只有大约10%的独家硅制造在中国，70%的制造在日本、欧洲和美国进行。他认为，与高成本地区相比，这为印度提供了一个具有成本竞争力的碳化硅解决方案的机会。
印度的SiC飞跃
印度正紧随日本、中国和美国的全球趋势，国内企业积极探索对碳化硅半导体技术的投资。
由于其在电动汽车、数据中心、电力电子、国防和航空航天领域的不断增长，预计印度的SiC市场将从2022年到2030年以15.6%的复合年增长率增长。印度已是电动汽车领域的主要参与者，数据中心和5G通信市场蓬勃发展。考虑到这些因素，碳化硅在印度具有强。劲的增长潜力，Kearney战略咨询公司PERLab的合伙人兼全球主管Bharat Kapoor 认为，中国的主导地位并不像看上去那样势不可当。目前，只有大约10%的独家硅制造在中国，70%的制造在日本、欧洲和美国进行。他认为，与高成本地区相比，这为印度提供具有成本竞争力的碳化硅解决方案创造了一个窗口。
自2021年12月启动Semicon印度计划以来，多家印度公司进入了SiC领域。尽管塔塔集团正在建立硅半导体工厂，但其他公司则专注于SiC制造。
总部位于金奈的Zoho，以其软件专长而知名，宣布了在泰米尔纳德邦建立碳化硅芯片制造厂的计划，目前正在等待政府补贴的批准。印度半导体公司公布了一项投资1400亿卢比的计划，与日本伊托微科技公司合作，在安得拉邦建立一个SiC晶圆厂，旨在服务国内和全球市场。同样，顿沙国际整流器（RIR）开始在EMC园区建设其碳化硅制造工厂。布巴内斯瓦尔，预计2024年9月完工。
印度政府认识到碳化硅的战略重要性，并采取了积极措施。2024年9月，作为美印战略伙伴关系的一部分，印度总理纳伦德拉·莫迪和美国总统乔·拜登同意建立一家半导体制造厂，专注于为国家安全、下一代电信和绿色能源应用提供先进的传感、通信和电力电子产品。在印度半导体任务的支持下，该工厂将与巴拉特半导体公司、第三科技公司和美国太空部队合作生产红外、氮化镓和硅半导体。
成本效益是印度对碳化硅感兴趣的关键驱动因素
“建立和运营一个同等容量的基于硅晶圆的功率半导体制造设施，成本仅为其一小部分，项目成本在15亿美元至50亿美元之间，具体取决于容量、晶圆尺寸和技术。碳化硅和传统硅半导体晶圆厂的制造工艺要求之间的重叠在不同技术中差异很大。根据不同的发电方式，重叠率可能低至30%，对直接/间接制造材料和设备的要求甚至更低。”
德勤印度合伙人Kathir Thandavarayan指出，建立SiC晶圆厂的资本投资取决于产品组合、技术、价值链覆盖范围和产能考虑。”他估计，投资4亿至5亿美元，就可以建立涵盖设计到具有最低竞争力的设备的端到端设施。
尽管政府对碳化硅晶圆厂给予50%的奖励，但行业专家认为，要解决与碳化硅制造相关的独特生态系统、成本动态和地缘政治挑战，量身定制的方法至关重要。雄心勃勃但风险很大
尽管对碳化硅晶圆厂的投资不断涌入，但一些行业领袖却发出了警告。HCL创始人、印度国家量子使命（National Quantum Mission of India）的EPIC Foundation & MGB主席Ajai Chowdhry认为，如果没有与全球领先企业建立战略合作伙伴关系，建立SiC晶圆厂可能会导致不理想的结果。
“碳化硅是一种相对较新的复杂技术。即使对经验丰富的玩家来说，实现高产量和最佳性能也是具有挑战性的。目前，只有三家公司——意法半导体、安森美半导体和英飞凌——拥有成功制造SiC芯片所需的先进技术和专业知识。
他警告说，如果印度在“印度半导体使命”下寻求与不太知名的实体合作，就有可能浪费公共资金，而这些投资可能不会产生结果。“鉴于印度市场仅占全球半导体消费的2%，印度应该专注于吸引全球顶级企业之一，而不是通过支持多个较小的企业来分散资源。”
碳化硅半导体行业也面临着重大的技术挑战。TechInsights的半导体分析师Manish Rawat强调了采购高纯度SiC晶体的难度，因为生产缺陷较少的晶圆直接影响产量和性能。此外，碳化硅半导体需要能够承受极端条件的先进材料，这使得制造过程昂贵且高度专业化。
用更大的SiC晶圆规模化生产是另一个障碍。“生产具有最小缺陷的大直径晶圆对于提高制造能力至关重要。如果没有先进的设施和后勤支持，就很难在全球范围内保持竞争力，”Rawat补充说。
如果印度能够战略性地应对这些挑战，与意法半导体和英飞凌等老牌全球企业建立合作伙伴关系，并提供有竞争力的资本支出和与生产相关的激励措施，那么在十年内，它有可能在147亿美元的SiC芯片市场上成为一个重要的参与者。
*声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，宽禁带半导体技术创新联盟转载仅为了传达一种不同的观点，不代表本联盟对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系我们。
来源：宽禁带联盟
