2016年以來特斯拉在新能源汽車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。搭乘國家能源政策東風(fēng)，隨著電動(dòng)車，太陽能發(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。去年以來碳化硅引發(fā)了車企及供應(yīng)商的重視和布局，包括比亞迪、豐田、大眾、通用、蔚來等一批車企都陸續(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)向和未來碳化硅潛在市場新機(jī)會(huì)，筆者借最近的市場熱點(diǎn)和大家盤一盤。

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

近期，蔚來汽車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ET7同步交付。這也意味著，蔚來汽車將成為繼特斯拉、比亞迪之后的全球第三家量產(chǎn)碳化硅技術(shù)的車企，也是國內(nèi)繼比亞迪之后的第二家。

蔚來ET7采用碳化硅電驅(qū)系統(tǒng)

圖片來源：蔚來公司

據(jù)悉，目前主流電動(dòng)汽車多是以硅材料的IGBT來作逆變器芯片模組，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、蔚來先后應(yīng)用碳化硅功率器件

資料來源：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，車用功率半導(dǎo)體市場或?qū)⒚媾R變革。

備受汽車界追捧的碳化硅是啥？

簡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

資料來源：半導(dǎo)體八阿哥整理

相較于目前汽車領(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)勢明顯。碳化硅器件相對(duì)于硅器件的優(yōu)勢主要來自三個(gè)方面：降低電能轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗、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)體成為未來主要發(fā)展方向之一

資料來源：WIND、半導(dǎo)體八阿哥整理

碳化硅為何備受車界追捧

無論從技術(shù)還是政策導(dǎo)向來看，電動(dòng)車轉(zhuǎn)向碳化硅的趨勢逐漸明朗。主要原因無外乎以下：

• 性能優(yōu)越，碳化硅適合車內(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)車車高續(xù)航、輕量化及安全性需要；

• 政策要求，各國功率密度標(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，車企們都準(zhǔn)備用嗎？

從筆者梳理的第三方數(shù)據(jù)來看，目前主要有特斯拉、比亞迪及蔚來正式推出了碳化硅相關(guān)產(chǎn)品。其他車企方面，包括通用、豐田、大眾、長安、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：

一是成本問題。根據(jù)調(diào)研，目前碳化硅單車成本是傳統(tǒng)產(chǎn)品的5倍以上，以目前市場主流的A級(jí)車為例，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40-60萬片，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前新能源汽車發(fā)展需求。

我們國內(nèi)發(fā)展的怎么樣了？

近年來，在龐大的市場需求推動(dòng)下，國內(nèi)有越來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。筆者簡單歸類了下，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)、泰科天潤及基本半導(dǎo)體是其中的佼佼者。

碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈國內(nèi)外主要廠商一覽

資料來源：Wind

根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近十年間國內(nèi)公開的碳化硅項(xiàng)目累計(jì)超過60個(gè)，投資金額超1300億元，國內(nèi)市場對(duì)于第三代半導(dǎo)體的追捧力度可見一斑。

國內(nèi)碳化硅半導(dǎo)體項(xiàng)目分布一覽

資料來源：半導(dǎo)體八阿哥整理

從全球市場來看，碳化硅器件市場主要被意法半導(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90%。

全球碳化硅器件高度壟斷

 

資料來源：Wind、半導(dǎo)體八阿哥整理

國內(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)商城來看，目前泰科天潤、基本半導(dǎo)體等廠商也有相關(guān)的碳化硅車規(guī)級(jí)產(chǎn)品在售，可見國內(nèi)廠商已經(jīng)初步具備規(guī)?；牧慨a(chǎn)實(shí)力。

華強(qiáng)商城碳化硅產(chǎn)品主要在售企業(yè)情況

資料來源：華強(qiáng)商城、半導(dǎo)體八阿哥整理

國內(nèi)部分碳化硅器件企業(yè)最新動(dòng)態(tài)一覽

資料來源：半導(dǎo)體八阿哥整理

總體來看，雖然目前碳化硅器件市場相對(duì)較小，但行業(yè)整體處于快速發(fā)展階段，碳化硅在車用市場潛力還遠(yuǎn)未被挖掘，國內(nèi)外廠商之間差距并非我們想象中的那么大，國產(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“萬物皆可碳化硅”，結(jié)合當(dāng)前碳化硅市場不到十億美元的規(guī)模體量，可見未來碳化硅的市場潛力巨大。新能源汽車作為近年來少有的新興產(chǎn)業(yè)，全新賽道意味著國產(chǎn)廠商有望一改燃油車時(shí)代后市場的尷尬處境，把握產(chǎn)業(yè)變革時(shí)期由大變強(qiáng)的新發(fā)展機(jī)遇。