狼的速度：豪賭8英寸碳化硅晶圓廠 籌碼有幾何？

4月25日，Wolfspeed正式啟用其位于美國紐約州馬西的最先進的莫霍克谷碳化硅制造廠。莫霍克谷工廠是世界上第一個和最大的8英寸碳化硅晶圓廠，4月初，該工廠投產(chǎn)了第一批碳化硅晶圓?？梢哉f，該工廠在Wolfspeed發(fā)展歷程上有著里程碑意義。

Wolfspeed分有材料和設(shè)備兩大業(yè)務(wù)，一個新的材料工廠預(yù)計今年晚些時候完成建造，為在美國東海岸未來的國家級碳化硅走廊做準(zhǔn)備。Wolfspeed直譯為“狼的速度”，并且有著蟒一樣的野心。

去年三月，公司CEO在財報會議上曾對眾多分析師表示：“我們在莫霍克谷工廠（Mohawk Valley Fab）最初的計劃是建造一個6英寸碳化硅晶圓廠，但最終更改了這個決議，由6英寸改為8英寸，這可以進一步使我們從競爭中脫穎而出。”背靠Mohawk Valley，Wolfspeed計劃到2024財年將碳化硅晶圓產(chǎn)能增加30倍。 

雄心滿滿，但物是人非。原本對碳化硅晶圓廠做出具體規(guī)劃的Cree，如今已經(jīng)變成了Wolfspeed。

不斷虧損的Cree押注碳化硅

時至今日，不少權(quán)威分析機構(gòu)在研判全球碳化硅晶圓市場占有率時仍會提到Cree，以表達一種歷史的傳承，但Cree去年已經(jīng)做出了重大的斷尾求生之舉。

寬泛意義上，Cree在與SiC這種新型半導(dǎo)體襯底材料緊密相關(guān)聯(lián)之前，以主打的LED業(yè)務(wù)聞名于世。1989年，該公司推出了世界上第一個藍光LED，并于1993年IPO上市，Cree早在1999年便投產(chǎn)了4英寸的碳化硅晶圓，開始了對“第三代半導(dǎo)體材料”的搶灘登陸戰(zhàn)。

時過境遷，去年Cree在第三財季結(jié)束之后，公司名稱從Cree, Inc. 更改為了Wolfspeed, Inc，2019年和2021年，Cree完成照明和LED業(yè)務(wù)的出售，完全蛻變成一家以寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)品為主的公司，主要業(yè)務(wù)包括出售襯底、外延片、功率或射頻器件產(chǎn)品，并且提供氮化鎵射頻器件代工業(yè)務(wù)，囊括了寬禁帶半導(dǎo)體的所有環(huán)節(jié)。

背后的主要原因之一，是LED業(yè)務(wù)連年虧損，讓整個集團失血嚴(yán)重。就在Cree剝離LED業(yè)務(wù)前后的兩個財季，LED業(yè)務(wù)基本上依然能占據(jù)公司總營收的47%-48%左右（比如去年第三財季的1.01億/總營收2.1億），但一直無法提振的毛利率和利潤率，讓Cree的凈虧損從2015年6月的6470萬美元增長到2021年12月的4.096億美元，截至2021年，該公司的凈虧損已達5.239億美元，增幅超過700%，總負(fù)債從2014年6月的3.542億美元上升到2022年第一季度的12.09億美元。

根據(jù)其年度報告，慘淡的LED業(yè)務(wù)導(dǎo)致了Cree 1.812億美元的非連續(xù)經(jīng)營損失，包括1.126億美元的商譽減值、1950萬美元的資產(chǎn)減值和2910萬美元的銷售損失。考慮到2021年財季Cree賭徒般地全部下注SiC項目，讓公司的經(jīng)營支出達到了創(chuàng)紀(jì)錄的5.5億美元，可以預(yù)見，至少在2022年，Cree（或者稱為Wolfspeed）依然看不到回血的可能。而接手Cree LED業(yè)務(wù)的Smart Global Holding短期內(nèi)就實現(xiàn)利潤增長，進一步反襯了Cree在此領(lǐng)域的管理不善。

一個亟待變現(xiàn)的未來

Wolfspeed有一個具體目標(biāo)，到2024年實現(xiàn)15億左右的總營收和50%左右的毛利率，雖然財務(wù)業(yè)績欠奉，但股票價格在過去12個月以來卻穩(wěn)中有升，背后有和主要客戶比如特斯拉等多只電動汽車股票爆發(fā)式上漲因素的推動。

根據(jù)IHS Markit略顯保守的數(shù)據(jù)，越來越火熱的碳化硅晶圓市場在未來將以16.3%的復(fù)合年增長率增長，到2026年，全球碳化硅市場預(yù)計將達到至少22億美元，2028年將突破30億美元，而EV電動汽車細(xì)分領(lǐng)域是碳化硅最主要的應(yīng)用場景，超長續(xù)航里程是電動汽車客戶的主要需求之一，極大地刺激了對車載快速直流充電的需求，800V-1500V高壓下，碳化硅基襯底的功率半導(dǎo)體大有可為。

EV是碳化硅功率器件最大的細(xì)分應(yīng)用市場（@IHS Markit）

碳化硅具有寬的禁帶寬度、高擊穿電場、高熱傳導(dǎo)率和高電子飽和速率的物理性能，使其有耐高溫、耐高壓、高頻、大功率、抗輻射等優(yōu)點，可降低下游產(chǎn)品能耗、減少終端體積，突破了硅基功率半導(dǎo)體器件在大電壓、高功率和高溫度方面的限制所導(dǎo)致的系統(tǒng)局限性。根據(jù)Wolfspeed官方提供的數(shù)據(jù)，相同規(guī)格的碳化硅基MOSFET尺寸僅為硅基MOSFET的十分之一。碳化硅在新能源汽車上的應(yīng)用將在保證汽車的強度和安全性能的前提下大大減輕汽車的重量，有效提升電動車10%以上的續(xù)航里程，減少80%的電控系統(tǒng)體積。每輛新能源汽車使用的功率器件價值約700-1000美元。

特斯拉的Model 3車型采用以24個碳化硅mosfet為功率模塊的逆變器，是第一家在主逆變器中集成全碳化硅功率器件的汽車廠商，如前所述，已經(jīng)和特斯拉容榮損一體的Wolfspeed市值，有一部分是特斯拉的先鋒特性帶來的。

碳化硅和股價一樣，昭示著未來的無限可能性。這一點也可以從市值與銷售額的比值彰顯出來。Wolfspeed目前的市值約為99億美元，幾乎是銷售額的19倍，如果該公司實現(xiàn)了在未來三年內(nèi)將銷售額增加三倍的目標(biāo)，按當(dāng)前價格計算，Wolfspeed的估值仍將是銷售額的6.6倍左右。君桐資本合伙人李磊曾向集微網(wǎng)表示：“一級市場和二級市場是兩種不同的概念，二級市場投的是隨行就市，而一級市場代表著成長性，估值代表著某企業(yè)是否具備非常好的成長基因?！焙翢o疑問，押寶碳化硅的Wolfspeed代表著優(yōu)質(zhì)的成長基因。

8英寸碳化硅晶圓廠，是否真值得壓上全部賭注？

目前Wolfspeed是SiC晶圓市場的領(lǐng)導(dǎo)者，其市場份額為62%，其次是II-VI（IIVI）、SiCrystal和SK siltron。Wolfspeed與安森美、意法半導(dǎo)體和英飛凌簽訂了多份供貨協(xié)議，根據(jù)其年度報告，2021年意法半導(dǎo)體訂單占其收入的18%，雙方有超過8億美元的長期晶圓供應(yīng)協(xié)議，如果僅算合同金額，意法半導(dǎo)體的這份合同（按照年均攤）是其年平均營收1.53倍，如下圖：

數(shù)據(jù)來源：Khaveen Investments

根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)，英飛凌、安森美和意法半導(dǎo)體合計占2020年總功率分立器件和模塊市場的33.5%。

Wolfspeed還與幾家領(lǐng)先的汽車制造商如通用汽車、大眾汽車等建立緊密的合作關(guān)系，這些車廠對Wolfspeed的碳化硅功率半導(dǎo)體的需求涉及到180億美元的大型設(shè)備生產(chǎn)線，可以說，Wolfspeed在用自己的“四兩”，撥動全球新能源車的“千斤”。

盡管如此，Wolfspeed的8英寸碳化硅晶圓廠仍面臨著不小的商業(yè)/技術(shù)轉(zhuǎn)化的風(fēng)險。

首先，威脅來自傳統(tǒng)硅基晶圓玩家的轉(zhuǎn)型和闌入。除了意法半導(dǎo)體在擴大自身8英寸碳化硅晶圓產(chǎn)能規(guī)模之外，安森美去年也邁出重要一步，收購了一家SiC晶圓供應(yīng)商——GT Advanced Technologies；英飛凌去年碳化硅器件業(yè)務(wù)的增長率高達126%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其57%的總業(yè)務(wù)的平均增長速度。該公司開發(fā)的800V快充現(xiàn)代汽車Ioniq5的設(shè)計中標(biāo)，加上其工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)堅實，從而走向了碳化硅的快車道。

羅姆旗下的Si Crystal也在不斷擴大器件和晶圓的產(chǎn)能，進行垂直整合；II-VI公司近來也通過展示汽車級1200V器件，加強了和通用電氣的合作關(guān)系。根據(jù)法國著名半導(dǎo)體分析機構(gòu)Yole的調(diào)研，第三代半導(dǎo)體新型材料領(lǐng)域，全球出現(xiàn)了晶圓制造和模塊封裝的垂直整合趨勢。在這種情況下，終端用戶例如汽車OEM，正在更快、更靈活和更多元化的方式和碳化硅晶圓供應(yīng)商展開合作。

由此我們可以發(fā)現(xiàn)，Wolfspeed和眾多客戶存在微妙的競合關(guān)系，這些企業(yè)不約而同都宣布了自身的“未來數(shù)十億美元收入”長期目標(biāo)。盡管每個參與者選擇的路徑不同，但他們之間商業(yè)模式的相似性清晰明確。所以Wolfspeed服務(wù)客戶的邊界較為模糊，未來有很多不確定性。在競爭壓力之下，如何能保證碳化硅晶圓供應(yīng)不走上LED老路？碳化硅器件由6英寸向8英寸遷移，光刻對準(zhǔn)，研磨拋光，晶圓切割的良率比拼成為眾多玩家能否最終制勝的關(guān)鍵。

此外，IDM商業(yè)模式是領(lǐng)先碳化硅晶圓制造商通行的設(shè)備供應(yīng)模式，在這些IDM中，Wolfspeed的毛利率和凈利率幾乎是最低的：

三列數(shù)據(jù)分別為毛利率，凈利率和營收

根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)投資機構(gòu)Khaveen Investments計算，盡管Wolfspeed進行了大規(guī)模的資產(chǎn)剝離，其利潤率很可能在未來563年仍將為負(fù)值。作為一家IDM公司，該公司的生產(chǎn)成本很高，因為支撐其利潤支出的主要是碳化硅這條主營業(yè)務(wù)，容錯率低且缺少市場風(fēng)險分?jǐn)倷C制。

寫在最后

除了耗材和設(shè)備之外，業(yè)界對SiC和GaN寬禁帶半導(dǎo)體材料未來發(fā)展的一大障礙逐漸形成了這樣一個共識：缺人才。在“集微訪談”第126期“推動碳化硅發(fā)展，中國方向?qū)α藛帷惫?jié)目中，美國WBG半導(dǎo)體電力電子制造研究所，PowerAmerica常務(wù)董事和首席技術(shù)官Victor Veliadis曾對此問題做過專門分析。這也是為何像Wolfspeed這樣的頭部碳化硅晶圓供應(yīng)商一定要依托精英高校和科研智庫，在美國東北部形成人才集群效應(yīng)的重要原因。

某上海知名硅晶圓制造商董事長在接受采訪時，曾在這個問題上對集微網(wǎng)打了一個精妙的比方：“我開個館子，擅長做淮揚菜，如果要做粵菜，我就要問問看我有沒有粵菜師傅，不能說我吃過兩口粵菜，我就想著要去干了。我有硅的人才，但是在碳化硅方面很缺人，國內(nèi)很多廠商的碳化硅技術(shù)，還處在開盲盒的階段。”

人才的培養(yǎng)和積累是長久之功，也是“豪賭”背后最大的籌碼之一。

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