日本正加速建设用于提升纯电动汽车(EV)等设备性能的新一代功率半导体材料的国内供应链。Resonac控股(原昭和电工)计划投资约300亿日元,并从2027年起扩大碳化硅(SiC)基板的生产。在功率半导体领域,日本企业长期处于领先地位,但在SiC等新一代材料方面,起步相对较晚。为保持竞争力,日本企业正在国内建立从材料到最终产品的全产业链生产体系。
根据英国Omdia的数据,截至2023年,全球功率半导体市场份额排名前十的企业中,有四家是日本企业,如三菱电机等。此外,在目前主流的硅基板材料市场,信越化学工业和SUMCO等日本企业占据了50%的全球份额。然而,随着市场对更高效的SiC基板需求的增加,SiC基板的应用正在迅速扩展,尤其是在纯电动汽车和数据中心等对能效要求较高的领域。SiC基板的功率半导体能够实现更高的电力转换效率,因此被视为未来市场的重要增长点。
尽管日本企业在功率半导体的研发方面具有优势,但在SiC基板的量产方面却落后于国外企业。目前,日本半导体企业的SiC基板90%以上依赖进口,为了避免进一步落后,日本政府和企业已联手推进国内供应链的建设。
为此,Resonac控股将在山形县的工厂投资约300亿日元,建设SiC基板的生产线,并计划从2027年起实现量产。与此同时,日本经济产业省将为此项目提供最多103亿日元的补贴。此外,日本半导体材料厂商Oxide在山梨县北杜市新建了一条基板量产线,预计2024年3月起投产。Oxide利用名古屋大学的晶体生成技术,减少了20%的残次品率,其基板已被JS Foundry选中用于SiC功率半导体的量产,计划于2027年前在新潟县工厂启动量产。
罗姆公司则计划在宫崎县工厂从2025年1月起,量产用于其自家半导体的SiC基板,成为首个在日本国内实现基板量产的半导体厂商。罗姆在SiC功率半导体领域拥有约8%的全球市场份额,并将在日本和德国的两处基地同步量产SiC基板。
尽管在SiC功率半导体的研发上,日本企业表现出色,但在量产方面仍然落后于瑞士意法半导体(STMicroelectronics)等国际竞争对手。STMicroelectronics目前以33%的市场份额位居全球首位,其产品已被美国特斯拉的纯电动汽车采用。此外,中国企业也在SiC基板领域展现出强劲的竞争力。
有业内人士指出,SiC基板的质量容易出现差异,从海外采购存在一定风险。在此背景下,日本企业如果希望在功率半导体领域保持竞争力,必须从材料阶段就建立国内供应链体系,以确保供应安全和产品质量。
根据日本调查公司富士经济的数据,SiC半导体的市场规模预计将从2023年的3870亿日元增长至2030年的2.1747万亿日元,增幅约为六倍。特别是从2026至2027年开始,随着纯电动汽车的大规模应用,SiC半导体的需求将出现急剧增长。在这一领域,德国英飞凌计划投资高达70亿欧元建设新工厂,而日本的三菱电机和富士电机也正积极扩展生产规模,以应对日益激烈的市场竞争。