導(dǎo)讀:2025年5月21日,多家媒體稱Wolfspeed準(zhǔn)備提交破產(chǎn)申請,其股價(jià)當(dāng)日暴跌超50%。目前,Wolfspeed面臨高達(dá) 65 億美元的債務(wù)壓力,而現(xiàn)金儲(chǔ)備僅為13億美元,償債壓力巨大。Wolfspeed如何從神壇跌落,由行業(yè)龍頭淪落至破產(chǎn)?國內(nèi)化合物半導(dǎo)體企業(yè)目前現(xiàn)狀如何?賽道內(nèi)投融趨勢有無變化?本文嘗試分析和探討。
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領(lǐng)域的商業(yè)化。2016年,Cree 出售 LED照明業(yè)務(wù)部,次年將微波射頻業(yè)務(wù)獨(dú)立為Wolfspeed 品牌,專注于碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)技術(shù)。Wolfspeed還通過收購英飛凌射頻功率業(yè)務(wù)和布局8英寸碳化硅晶圓廠,市占率一度突破60%,確立了在寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
Wolfspeed專注于碳化硅半導(dǎo)體材料及器件研發(fā)與制造,是全球唯一實(shí)現(xiàn)碳化硅襯底、外延片、器件全產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合的企業(yè)。從產(chǎn)品類型上來看,Wolfspeed的主要產(chǎn)品覆蓋分立器件、功率模塊和裸芯片,下游市場包括新能源汽車、可再生能源、工業(yè)等。
碳化硅(SiC)是由硅和碳通過共價(jià)鍵結(jié)合形成的化合物半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)具有多種同素異形體,碳化硅的獨(dú)特性能使其在高壓、高溫、高頻、高功率密度場景中遠(yuǎn)超硅基器件。具體而言,由于碳化硅的禁帶寬度達(dá)3.26 eV(硅為1.12 eV),意味著器件能承受更高的電壓(擊穿場強(qiáng)是硅的10倍),同等電壓下可設(shè)計(jì)更薄的漂移層,降低導(dǎo)通損耗。目前,碳化硅的下游主要包括新能源汽車、新能源發(fā)電和儲(chǔ)能,同時(shí),由于碳化硅折射率顯著高于玻璃,其視場角更大,也被認(rèn)為是下一代AR眼鏡光波導(dǎo)的核心組成部分。
氮化鎵(GaN)是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料,與碳化硅(SiC)并列成為第三代半導(dǎo)體的核心技術(shù)。其電子遷移率遠(yuǎn)超碳化硅,因而適用于更高頻的場景,可顯著減少電感、電容等被動(dòng)元件體積。此外,氮化鎵還具備高熱導(dǎo)率和高能效比,可有效減少能量損耗的同時(shí),提升散熱效率。由于氮化鎵的優(yōu)良特性,一般被用于消費(fèi)電子快充、數(shù)據(jù)中心與通信電源能源、射頻與通信領(lǐng)域。
與傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體相比,碳化硅、氮化鎵等第三代半導(dǎo)體具備寬禁帶、高擊穿場強(qiáng)和高熱導(dǎo)率等優(yōu)勢,適用于高壓、高頻、高溫場景。而硅基半導(dǎo)體依賴成熟的制造工藝和低成本優(yōu)勢,占據(jù)消費(fèi)電子、工業(yè)控制等傳統(tǒng)市場。值得注意的是,第三代半導(dǎo)體由于制造成本較高,僅有部分特定場景用途,被稱為“能源革命的鑰匙”。而硅基半導(dǎo)體用途更廣,在超大規(guī)模集成電路中仍是主流核心。硅基半導(dǎo)體與第三代半導(dǎo)體并非完全的替代關(guān)系,而將長期共存,共同構(gòu)建半導(dǎo)體體系。
圖表 1:硅基半導(dǎo)體與第三代半導(dǎo)體區(qū)別
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理、來覓數(shù)據(jù)
2021年,Wolfspeed為抓住新能源汽車、光伏等領(lǐng)域的機(jī)遇,啟動(dòng)大規(guī)模的產(chǎn)能擴(kuò)張,包括投資數(shù)十億美元建設(shè)莫霍克谷 8 英寸晶圓廠,并計(jì)劃花費(fèi)30億美元與采埃孚在德國共建全球最大碳化硅工廠。然而市場錯(cuò)配、成本激增與來自其他供應(yīng)商的競爭加劇,使得公司陷入巨大的財(cái)務(wù)危機(jī)。華爾街分析師認(rèn)為盡管公司在技術(shù)上仍占據(jù)優(yōu)勢,但公司唯一的出路是破產(chǎn)清算或被收購。
從市場領(lǐng)頭羊到瀕臨破產(chǎn),如何理解Wolfspeed的困境?Wolfspeed 破產(chǎn)的直接原因是由于激進(jìn)擴(kuò)張而導(dǎo)致的債務(wù)壓力過大,目前其負(fù)債高達(dá)65億美元,而現(xiàn)金儲(chǔ)備僅為13億美元。此外,大客戶特斯拉減少使用碳化硅芯片與終端市場復(fù)蘇不及預(yù)期也是公司困境的一部分,目前莫霍克谷工廠產(chǎn)能利用率僅 25%,8英寸晶圓良率長期低于30%,而行業(yè)基準(zhǔn)約為70%。其中,最重要的原因是海外競爭者尤其是來自中國的企業(yè)產(chǎn)能與技術(shù)上的突破。
事實(shí)上,中國廠商正逐步崛起,蠶食海外龍頭的市場份額,2024年,Wolfspeed的市占率約為30%,較2021年下降幅度超30%。天岳先進(jìn)、天科合達(dá)憑借成本優(yōu)勢快速崛起,2024年市占率分別達(dá)17.1% 和17.3%,且8英寸襯底價(jià)格僅為國際水平的30%。比亞迪新建碳化硅工廠預(yù)計(jì)2025年投產(chǎn),產(chǎn)能規(guī)模全球第一,是第二名的十倍。
02 中國化合物半導(dǎo)體的低調(diào)崛起
區(qū)別于普通的硅基半導(dǎo)體,我們將兩種或兩種以上化學(xué)元素通過化學(xué)鍵結(jié)合形成的半導(dǎo)體材料都稱為化合物半導(dǎo)體。化合物半導(dǎo)體除了我們此前提到的碳化硅、氮化鎵等第三代半導(dǎo)體材料外,還包括砷化鎵、磷化銦、氧化鋁、金剛石等其他材料。化合物半導(dǎo)體材料成本高昂,但能解決硅基無法勝任的高頻、高壓、高溫、光電融合等場景需求,是突破硅基物理極限的“下一代半導(dǎo)體”。
化合物半導(dǎo)體前景廣闊,根據(jù)QYResearch 數(shù)據(jù),2024年化合物半導(dǎo)體市場規(guī)模超過230.5億美元,且在2024-2030年CAGR超過10%。在化合物半導(dǎo)體下游中,新能源汽車、5G通信、光電子領(lǐng)域的需求爆發(fā)帶動(dòng)了化合物半導(dǎo)體飛速增長。分地域看,亞太地區(qū)尤其是中國市場規(guī)模最大,增速最快,約占全球化合物半導(dǎo)體規(guī)模的36%,這主要是由于國內(nèi)雙碳戰(zhàn)略的推進(jìn),以及光電器件的蓬勃發(fā)展導(dǎo)致的。
圖表 2:2020-2030E全球化合物半導(dǎo)體市場規(guī)模預(yù)測 (單位:億美元)
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理、來覓數(shù)據(jù)
2020年以來,國家通過戰(zhàn)略規(guī)劃、財(cái)稅優(yōu)惠、研發(fā)支持、應(yīng)用牽引等多維度政策,構(gòu)建了化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策體系。這些政策覆蓋了從材料研發(fā)、器件制造到應(yīng)用推廣的全產(chǎn)業(yè)鏈,旨在突破技術(shù)瓶頸、提升自主可控能力,并推動(dòng)其在新能源、5G、智能制造等領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用。
2021年的十四五規(guī)劃明確提出,將碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體材料列為重點(diǎn)發(fā)展方向,明確提出 “突破寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展”,并將其納入集成電路領(lǐng)域的核心攻關(guān)任務(wù)。這一規(guī)劃為化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展提供了頂層設(shè)計(jì)。2021年,國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心由科技部批復(fù)成立,按照 “1 總部+ 6 中心” 模式布局,聚焦碳化硅器件技術(shù)研發(fā),建立成熟的 SiC 肖特基二極管和 MOSFET 產(chǎn)品技術(shù)體系,支撐新能源汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。地方政府也積極響應(yīng)國家戰(zhàn)略,出臺(tái)針對性政策支持化合物半導(dǎo)體發(fā)展,如江蘇2024年提出要打造國內(nèi)領(lǐng)先的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高地,支持南京、蘇州等地建設(shè)研發(fā)中心和產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
目前,化合物半導(dǎo)體市場競爭格局呈現(xiàn)國際巨頭主導(dǎo)高端、國內(nèi)企業(yè)快速追趕的態(tài)勢,不同材料(如碳化硅 SiC、氮化鎵 GaN、氧化鎵 Ga?O?)的技術(shù)路徑和應(yīng)用場景差異顯著,形成了多元化的競爭格局。從區(qū)域來看,日本占據(jù)了化合物半導(dǎo)體全球25%的市場份額,Sumitomo Electric、SCIOCS、Mitsubishi Chemical 等企業(yè)在 SiC 襯底、GaN 外延片等領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先。北美地區(qū)占據(jù)20%的市場份額,Wolfspeed、Qorvo在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域技術(shù)較為領(lǐng)先。此外,歐洲則集中在工業(yè)應(yīng)用,英飛凌、意法半導(dǎo)體等廠商在碳化硅功率器件技術(shù)成熟,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車與工業(yè)領(lǐng)域。其他地區(qū)尤其是中國大陸亦表現(xiàn)出了不俗的實(shí)力。
以熱門的碳化硅為例,目前Wolfspeed市場份額雖有下滑,但仍是市場最大的玩家。而國內(nèi)廠商如天科合達(dá)、士蘭微、天岳先進(jìn)等開始逐步提升份額,僅天岳先進(jìn)和天科合達(dá)兩家的市場份額就已經(jīng)超越了Wolfspeed,這是由于國內(nèi)廠商在6英寸襯底量產(chǎn)技術(shù)的突破導(dǎo)致的。目前國內(nèi)廠商的成本較海外龍頭低約20%,且交貨周期縮短30%。自2021年以來,Wolfspeed發(fā)力8英寸碳化硅襯底,但由于良率過低,成本并未如預(yù)期下降的那么迅速。而國內(nèi)廠商則通過更為成熟的6英寸產(chǎn)線顯著降低成本,加之國內(nèi)新能源車市場大爆發(fā)的供應(yīng)鏈優(yōu)勢,市場份額提升明顯。
類似的情況也發(fā)生在氮化鎵上,2025年中國GaN市場規(guī)模預(yù)計(jì)超300億元,占全球份額近40%,其中消費(fèi)電子、新能源汽車及5G通信為三大核心應(yīng)用場景。目前國內(nèi)企業(yè)英諾賽科是全球最大的8英寸氮化鎵晶圓制造商,而蘇州晶湛是全球唯一實(shí)現(xiàn)12英寸氮化鎵外延片量產(chǎn)的企業(yè),技術(shù)指標(biāo)對標(biāo)海外大廠。目前本土企業(yè)在襯底、外延、器件等環(huán)節(jié)加速突破,雖然高端市場仍被海外巨頭主導(dǎo),但國內(nèi)企業(yè)整體份額已超過40%。未來,隨著下游市場不斷擴(kuò)大以及專利申請數(shù)的增加,國內(nèi)廠商有望突破高端市場,市場份額會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。
未來的世界需要越來越多的化合物半導(dǎo)體。自特斯拉開始在電驅(qū)系統(tǒng)內(nèi)使用碳化硅器件以來,此后的新能源汽車爭相效仿。碳化硅器件可以使新能源汽車?yán)m(xù)航里程提升10%,而不斷滲透的新能源汽車直接拉動(dòng)碳化硅的需求。在光伏逆變器上,碳化硅器件可將轉(zhuǎn)換效率從96%提升至99%,單臺(tái) 1MW 逆變器每年可節(jié)省3萬度電。此外,5G/6G的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也極大催生了氮化鎵的應(yīng)用。氮化鎵可使5G信號覆蓋范圍擴(kuò)大三倍,而6G所需的太赫茲頻段更以來化合物半導(dǎo)體材料。以2030年實(shí)現(xiàn)6G商用的節(jié)奏,未來僅氮化鎵的市場規(guī)模就高達(dá)數(shù)百億美元。消費(fèi)電子快充的需求也同步刺激了氮化鎵市場,智能手機(jī)快充成為標(biāo)配的背景下,僅2025年就帶來約25億美元市場的市場增量。
全球同步建設(shè)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也同樣刺激了砷化鎵射頻芯片市場的增長,低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的單顆衛(wèi)星平均使用5000-10000個(gè)GaAs MMIC器件。2025年亦為硅光元年,硅光薄膜鈮酸鋰光電集成晶圓可實(shí)現(xiàn)1.6Tbps 光模塊量產(chǎn),滿足 AI 數(shù)據(jù)中心的算力需求。目前化合物半導(dǎo)體的下游中,新能源汽車(35%)、通信(28%)、消費(fèi)電子(18%)為前三大應(yīng)用領(lǐng)域,合計(jì)占比超80%。隨著科技的發(fā)展,高頻、高速的場景逐漸豐富,8英寸 SiC/GaN 產(chǎn)線的規(guī)模化投產(chǎn)和 6G、AI 等新興領(lǐng)域的技術(shù)落地,化合物半導(dǎo)體將成為支撐全球科技革命的核心基石。
2025年5月,英偉達(dá)與納微半導(dǎo)體宣布合作開發(fā)800V高壓直流(HVDC)架構(gòu),而在這個(gè)架構(gòu)中,碳化硅器件扮演了重要作用。碳化硅器件不僅能在高溫環(huán)境下仍能保持高效運(yùn)行,而且在80-120V 中壓場景下的應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)48V-54V輸出的高效轉(zhuǎn)換,功率密度達(dá)137W/in3,效率超97%,支撐 Rubin Ultra 等 GPU 的高密度供電需求。這充分說明了,在未來復(fù)雜的電路環(huán)境中,化合物半導(dǎo)體由于自身特性能獲得更快增長,而國內(nèi)廠商憑借能擴(kuò)張與技術(shù)突破,有望占據(jù)更多市場份額。
03 投融動(dòng)態(tài)
近年化合物半導(dǎo)體行業(yè)呈現(xiàn)顯著的結(jié)構(gòu)性矛盾:一方面,SiC等主流賽道因產(chǎn)能擴(kuò)張過快陷入價(jià)格戰(zhàn),2024 年全球N型 SiC 襯底營收同比下滑 9%,6英寸襯底價(jià)格跌破500美元/片,逼近廠商成本線。國內(nèi)企業(yè)如天科合達(dá)、天岳先進(jìn)通過低價(jià)策略搶占市場,導(dǎo)致國際巨頭 Wolfspeed 市占率從 60% 以上降至 33.7%,行業(yè)內(nèi)卷加劇。另一方面,新能源汽車、數(shù)據(jù)中心等新興領(lǐng)域?qū)Ω吖β省⒏哳l電路的需求持續(xù)爆發(fā),2025年全球化合物半導(dǎo)體市場規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)250億美元,其中碳化硅和氮化鎵在電力電子領(lǐng)域的復(fù)合增長率超13%。這種 "低端過剩、高端緊缺" 的格局,正推動(dòng)行業(yè)從規(guī)模擴(kuò)張向技術(shù)升級轉(zhuǎn)型。
目前化合物半導(dǎo)體投融熱度有所消退。新能源企業(yè)下游內(nèi)卷加劇,上游的化合物半導(dǎo)體器件成本壓力也隨之增長,在這種背景下,資本對這一賽道態(tài)度更為謹(jǐn)慎。長期以來,化合物半導(dǎo)體的賽道投資呈現(xiàn)出政策導(dǎo)向和產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合的特點(diǎn),地方國資和產(chǎn)投基金最為關(guān)注這一賽道。因而熱度雖有降低,但考核壓力不大的資本仍然關(guān)注,長期投融這一賽道。不過,我們認(rèn)為困難是暫時(shí)的,目前市場已出現(xiàn)相當(dāng)多的正面消息。而隨著8英寸產(chǎn)線規(guī)模化投產(chǎn)與新興應(yīng)用場景落地,行業(yè)將從無序內(nèi)卷轉(zhuǎn)向有序分化,具備技術(shù)儲(chǔ)備與產(chǎn)業(yè)鏈整合能力的企業(yè)有望在全球競爭中占據(jù)主導(dǎo)地位。
下表是我們整理的2025年以來化合物半導(dǎo)體發(fā)生的相關(guān)投融事件,2025年已出現(xiàn)數(shù)起十億元以上融資事件。我們可以看到融資多分布于A輪以后,顯示出資本對賽道的長期布局。感興趣的讀者,可以登錄Rime PEVC平臺(tái)獲取化合物半導(dǎo)體賽道全量融資案例、被投項(xiàng)目及深度數(shù)據(jù)分析。
圖表 3:2025年以來中國化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域部分投融情況
數(shù)據(jù)來源:來覓數(shù)據(jù)
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