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官方商城碳化硅（SiC）是一種應(yīng)用十分普遍的人造材料，因具有高硬度、耐高溫、耐磨、耐熱震、耐腐蝕、良好導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和吸收電磁波等特殊性能，除用作磨料外，在冶金、化工、陶瓷、航空航天等各工業(yè)部門(mén)均有廣泛應(yīng)用。碳化硅在新能源汽車(chē)上的應(yīng)用主要有充電模塊、車(chē)載充電機(jī)、壓縮機(jī)、變換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等部件。
在新能源汽車(chē)中，功率器件是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分，對(duì)其效率、功率密度和可靠性起著主導(dǎo)作用。目前，新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)部分主要就硅基功率器件組成。隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，對(duì)電驅(qū)動(dòng)的小型化和輕量化提出了更高的要求。
新能源汽車(chē)用功率器件需求量大
功率器件產(chǎn)品中，MOSFET和IGBT是汽車(chē)電子的核心。MOSFET產(chǎn)品是功率器件市場(chǎng)應(yīng)用最多的產(chǎn)品，占功率半導(dǎo)體分立器件市場(chǎng)的35．4％；IGBT是功率器件中增長(zhǎng)最為迅速的產(chǎn)品，占總市場(chǎng)的25％，其作為新能源汽車(chē)必不可少的半導(dǎo)體器件，下游需求相當(dāng)強(qiáng)勁。
相比于傳統(tǒng)燃油車(chē)，新能源汽車(chē)功率器件使用量更大。據(jù)分析，在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)上，功率半導(dǎo)體裝機(jī)價(jià)值為71美元，占據(jù)車(chē)用半導(dǎo)體總價(jià)值的21％；而對(duì)于混合動(dòng)力車(chē)，則在傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車(chē)基礎(chǔ)上新增的功率半導(dǎo)體價(jià)值為354美元，占據(jù)新增總價(jià)值的76％；在純電動(dòng)車(chē)上，功率半導(dǎo)體價(jià)值為387美元，占據(jù)車(chē)用半導(dǎo)體總價(jià)值的55％。
新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量迅速增長(zhǎng)，下游市場(chǎng)需求可觀。在2007年，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)的總生產(chǎn)量為2179輛，而在2017年，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了819991輛，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了驚人的93％，且同比增長(zhǎng)均穩(wěn)定在50％以上。而新能源汽車(chē)銷(xiāo)量則從2011年的15736輛增長(zhǎng)到了2018年的6185699萬(wàn)輛，增長(zhǎng)了392倍。
充電樁是新能源汽車(chē)必不可少的配套設(shè)備，充電樁用功率器件主要是MOSFET芯片和IGBT芯片。據(jù)悉，到2020年國(guó)內(nèi)充換電站數(shù)量將達(dá)到1．2萬(wàn)個(gè)，充電樁達(dá)到450萬(wàn)個(gè)。
SiC晶圓供不應(yīng)求，國(guó)際大廠紛紛加碼
值得一提的是，由于SiC的技術(shù)、資金門(mén)檻都很高，且目前單晶生長(zhǎng)緩慢、品質(zhì)不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致生產(chǎn)出的SiC晶圓良率不高、成本相對(duì)高，新入局的SiC晶圓廠商普遍處于虧損狀態(tài)。
美國(guó)、日本、歐洲在SiC領(lǐng)域起步早，6英寸碳化硅襯底已經(jīng)量產(chǎn)，8英寸已研制成功，僅Cree一家便占據(jù)了SiC襯底市場(chǎng)約40％份額。
國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體突破曙光初現(xiàn)
IGBT是新能源汽車(chē)電機(jī)控制系統(tǒng)和充電樁的核心器件，新能源汽車(chē)市場(chǎng)的增長(zhǎng)必將帶動(dòng)功率半導(dǎo)體的發(fā)展。我國(guó)雖是全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó)，半導(dǎo)體市場(chǎng)需求占全球市場(chǎng)約40％，但各類(lèi)半導(dǎo)體器件和芯片的國(guó)產(chǎn)率卻很低。
大陸地區(qū)功率半導(dǎo)體企業(yè)的產(chǎn)品主要集中在中低端領(lǐng)域，各類(lèi)功率半導(dǎo)體器件和功率IC的國(guó)產(chǎn)化率不足50％，進(jìn)口可替代空間巨大。目前國(guó)內(nèi)在主流的第三代半導(dǎo)體材料為碳化硅與氮化硅領(lǐng)域積極布局，前者多用于高壓場(chǎng)合如智能電網(wǎng)、軌道交通等；后者則在高頻領(lǐng)域如5G通信領(lǐng)域有更大的應(yīng)用。
在碳化硅方面，國(guó)內(nèi)公司已經(jīng)逐步形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，可以生產(chǎn)新一代的碳化硅功率半導(dǎo)體；在氮化鎵材料方面，國(guó)際市場(chǎng)也處于起步研究階段，市場(chǎng)格局尚不明朗，但國(guó)內(nèi)諸多高等院校、研究機(jī)構(gòu)、公司廠商已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，擁有諸多的專(zhuān)利技術(shù)。
