需求引爆SiC，“抱大腿”的車(chē)廠都經(jīng)歷了什么？

2016年以來(lái)特斯拉在新能源汽車(chē)上率先引入了碳化硅模塊，但后續(xù)產(chǎn)業(yè)都一直不溫不火。搭乘國(guó)家能源政策東風(fēng)，隨著電動(dòng)車(chē)，太陽(yáng)能發(fā)電，風(fēng)電和新一代電力設(shè)施加速落地，新能源發(fā)展進(jìn)入全新階段。去年以來(lái)碳化硅引發(fā)了車(chē)企及供應(yīng)商的重視和布局，包括比亞迪、豐田、大眾、通用、蔚來(lái)等一批車(chē)企都陸續(xù)宣布采用碳化硅方案。什么原因?qū)е绿蓟璞蛔放酰磕壳疤蓟桀I(lǐng)域頭部玩家的動(dòng)向和未來(lái)碳化硅潛在市場(chǎng)新機(jī)會(huì)，筆者借最近的市場(chǎng)熱點(diǎn)和大家盤(pán)一盤(pán)。

特斯拉、比亞迪領(lǐng)銜，電動(dòng)汽車(chē)加速駛?cè)胩蓟钑r(shí)代

近期，蔚來(lái)汽車(chē)宣布第二代碳化硅電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將于2021年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，搭載在蔚來(lái)ET7同步交付。這也意味著，蔚來(lái)汽車(chē)將成為繼特斯拉、比亞迪之后的全球第三家量產(chǎn)碳化硅技術(shù)的車(chē)企，也是國(guó)內(nèi)繼比亞迪之后的第二家。

蔚來(lái)ET7采用碳化硅電驅(qū)系統(tǒng)

圖片來(lái)源：蔚來(lái)公司

據(jù)悉，目前主流電動(dòng)汽車(chē)多是以硅材料的IGBT來(lái)作逆變器芯片模組，自2016年特斯拉率先在Model 3使用意法半導(dǎo)體的碳化硅模組，以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)視角。去年比亞迪和今年的蔚來(lái)先后應(yīng)用碳化硅功率器件，進(jìn)一步助推碳化硅產(chǎn)業(yè)需求爆發(fā)。

特斯拉領(lǐng)銜，比亞迪、蔚來(lái)先后應(yīng)用碳化硅功率器件

資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)、半導(dǎo)體八哥整理

浪成微瀾之間，以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體步入產(chǎn)業(yè)化初期，車(chē)用功率半導(dǎo)體市場(chǎng)或?qū)⒚媾R變革。

備受汽車(chē)界追捧的碳化硅是啥？

簡(jiǎn)單聊聊碳化硅的前世今生

按照半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)演化歷程，碳化硅屬于第三代半導(dǎo)體材料，因其優(yōu)越的物理性能——被譽(yù)為是5G通信、新能源領(lǐng)域最有潛力的芯片材料。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)演化歷程

 

SiC功率器件的發(fā)展史

資料來(lái)源：半導(dǎo)體八阿哥整理

相較于目前汽車(chē)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的硅基功率半導(dǎo)體，碳化硅產(chǎn)品理論性能優(yōu)勢(shì)明顯。碳化硅器件相對(duì)于硅器件的優(yōu)勢(shì)主要來(lái)自三個(gè)方面：降低電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量損耗、更容易實(shí)現(xiàn)小型化、更耐高溫高壓。

碳化硅為代表的寬禁帶半導(dǎo)體成為未來(lái)主要發(fā)展方向之一

資料來(lái)源：WIND、半導(dǎo)體八阿哥整理

碳化硅為何備受車(chē)界追捧

無(wú)論從技術(shù)還是政策導(dǎo)向來(lái)看，電動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向碳化硅的趨勢(shì)逐漸明朗。主要原因無(wú)外乎以下：

• 性能優(yōu)越，碳化硅適合車(chē)內(nèi)嚴(yán)苛環(huán)境，使系統(tǒng)效率更高、重量更輕，且結(jié)構(gòu)更緊湊，符合電動(dòng)車(chē)車(chē)高續(xù)航、輕量化及安全性需要；

• 政策要求，各國(guó)功率密度標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)提升進(jìn)一步推動(dòng)碳化硅器件對(duì)硅基器件的替代進(jìn)程；

碳化硅這么棒，車(chē)企們都準(zhǔn)備用嗎？

從筆者梳理的第三方數(shù)據(jù)來(lái)看，目前主要有特斯拉、比亞迪及蔚來(lái)正式推出了碳化硅相關(guān)產(chǎn)品。其他車(chē)企方面，包括通用、豐田、大眾、長(zhǎng)安、小鵬、一汽、東風(fēng)等都提出了相關(guān)的碳化硅應(yīng)用規(guī)劃。

筆者認(rèn)為，現(xiàn)階段制約碳化硅應(yīng)用主要原因還在于幾方面：

一是成本問(wèn)題。根據(jù)調(diào)研，目前碳化硅單車(chē)成本是傳統(tǒng)產(chǎn)品的5倍以上，以目前市場(chǎng)主流的A級(jí)車(chē)為例，其功率半導(dǎo)體成本約1300元，如果換成碳化硅成本將超過(guò)6000元，一定程度上制約了碳化硅功率器件的普及。

二是產(chǎn)能問(wèn)題，由于工藝復(fù)雜導(dǎo)致碳化硅產(chǎn)品良率普遍較低，目前全球碳化硅產(chǎn)能僅40-60萬(wàn)片，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前新能源汽車(chē)發(fā)展需求。

我們國(guó)內(nèi)發(fā)展的怎么樣了？

近年來(lái)，在龐大的市場(chǎng)需求推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)有越來(lái)越多的廠商加入了碳化硅技術(shù)的研發(fā)與量產(chǎn)應(yīng)用的行列當(dāng)中。筆者簡(jiǎn)單歸類(lèi)了下，主要有天科合達(dá)、天岳等襯底材料廠商，瀚天天成、東莞天域等外延片廠商，器件方面比亞迪、斯達(dá)、泰科天潤(rùn)及基本半導(dǎo)體是其中的佼佼者。

碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)內(nèi)外主要廠商一覽

資料來(lái)源：Wind

根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近十年間國(guó)內(nèi)公開(kāi)的碳化硅項(xiàng)目累計(jì)超過(guò)60個(gè)，投資金額超1300億元，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于第三代半導(dǎo)體的追捧力度可見(jiàn)一斑。

國(guó)內(nèi)碳化硅半導(dǎo)體項(xiàng)目分布一覽

資料來(lái)源：半導(dǎo)體八阿哥整理

從全球市場(chǎng)來(lái)看，碳化硅器件市場(chǎng)主要被意法半導(dǎo)體、英飛凌、科銳、羅姆等巨頭廠商壟斷，這幾大巨頭總市占率一度超過(guò)90%。

全球碳化硅器件高度壟斷

 

資料來(lái)源：Wind、半導(dǎo)體八阿哥整理

國(guó)內(nèi)企業(yè)除了比亞迪、三安光電等頭部廠商實(shí)現(xiàn)自給自足外，筆者從第三方渠道平臺(tái)華強(qiáng)商城來(lái)看，目前泰科天潤(rùn)、基本半導(dǎo)體等廠商也有相關(guān)的碳化硅車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品在售，可見(jiàn)國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)初步具備規(guī)模化的量產(chǎn)實(shí)力。

華強(qiáng)商城碳化硅產(chǎn)品主要在售企業(yè)情況

資料來(lái)源：華強(qiáng)商城、半導(dǎo)體八阿哥整理

國(guó)內(nèi)部分碳化硅器件企業(yè)最新動(dòng)態(tài)一覽

資料來(lái)源：半導(dǎo)體八阿哥整理

總體來(lái)看，雖然目前碳化硅器件市場(chǎng)相對(duì)較小，但行業(yè)整體處于快速發(fā)展階段，碳化硅在車(chē)用市場(chǎng)潛力還遠(yuǎn)未被挖掘，國(guó)內(nèi)外廠商之間差距并非我們想象中的那么大，國(guó)產(chǎn)廠商抓住全新的半導(dǎo)體替代變革機(jī)會(huì)尤為重要。

小結(jié)

目前業(yè)界笑稱(chēng)“萬(wàn)物皆可碳化硅”，結(jié)合當(dāng)前碳化硅市場(chǎng)不到十億美元的規(guī)模體量，可見(jiàn)未來(lái)碳化硅的市場(chǎng)潛力巨大。新能源汽車(chē)作為近年來(lái)少有的新興產(chǎn)業(yè)，全新賽道意味著國(guó)產(chǎn)廠商有望一改燃油車(chē)時(shí)代后市場(chǎng)的尷尬處境，把握產(chǎn)業(yè)變革時(shí)期由大變強(qiáng)的新發(fā)展機(jī)遇。