SiC大规模上车，三原因成加速上车“推手”

2022-12-27 来源：

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2022年功率半导体技术与应用研讨会透露，国内主流车厂都投入了800V高压快充技术，部分车企今年已经推出了上市车型，明年主力车型都会配置高压快充功能。各车厂将在高压快充全新赛道上一比高下，与之相匹配的SiC(碳化硅)产业链有望驶入产业化快车道。然而，碳化硅还有价格和产品结构二个拦路虎，我们看看与会专家的意见分析。今年9月以来，搭载800V高压SiC器件的量产电动汽车陆续上市。小鹏汽车G9旗舰SUV搭载800V高压SiC平台，主要卖点就是超级快充。小鹏汽车董事长兼CEO何小鹏表示，小鹏G9是全球充电最快的量产电动汽车，可实现“充电5分钟，续航超200公里。”极氪智能旗下威睿电动汽车技术有限公司正式发布了600kW超充技术，并已实现量产，据称可实现充电5分钟续航里程增加300公里。哪吒汽车发布浩智800V SiC高性能电驱系统将在2023年搭载上车。

SiC大规模上车，三原因成加速上车“推手”

SiC更适合电动汽车快充

目前电动汽车续航里程已经普遍达到500公里以上，基本可以解决大部分人的出行需求，但充电补能问题仍是新能源汽车普及的最大阻碍。截至2021年底，国内电动汽车的车桩比仅为3:1，距离国家《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》要求的1:1水平相去甚远。这两年，车厂集体将目光投向800V高压快充。目前，电动汽车补能主要有两种方式：快充和换电。换电是蔚来汽车主推的，而大多数车企主导的是快充方式。快充分为大电流和高电压两种。目前，电动汽车快充主流产品，即传统硅基IGBT功率器件，正在逼近材料特性极限，而下一代半导体材料SiC是更好的材料，尤其是800V高压以上时，性能优势更加明显。SiC有更小的开关损耗、更高电压等级、更高的工作温度，更适合电动汽车等超大功率应用场景。但是，SiC目前还不太成熟，材料缺陷率还有待改善，器件设计结构有待优化，价格较高，但肯定是未来的方向。

SiC大规模上车，三原因成加速上车“推手”

SiC投资陆续开花结果

功率器件是电动汽车电力电子系统的“心脏”，承担着对电能进行转换和控制的作用，电动汽车对其需求巨大。电动汽车飞速发展，也给了中国企业底气。中国企业集体在功率器件新赛道SiC产业链上发力，包括材料、器件、设备等各环节，投资相当火热。今年下半年，这些投资陆续开花结果，各种好消息接踵而至。

SiC大规模上车，三原因成加速上车“推手”

11月24日，由中建二局承建的深圳市2022年重大项目——第三代半导体产业园项目厂房区域全面封顶。该项目建成后，将弥补国内6英寸SiC单晶衬底和外延产能缺口，为轨道交通、新能源汽车、智能电网等领域提供原材料保障。该项目投资方深圳市重投天科半导体有限公司的第一大股东，是行业龙头天科合达。11月中旬，天科合达举办了“8英寸导电型SiC衬底”新产品发布会，预计项目明年量产。这一量产时间，紧跟全球步伐。

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IDM产能提升

长期保供协议

中国高端车比例提升

当下，SiC能比预测得更快更多上车，主要因素可从产能结构调整、供需关系、市场营销来进行分析：一是以一线IDM对供应链进行了高度的整合，实现了SiC器件产能的持续提升，为SiC器件的大批量上车提供了先决条件；二是IDM与Tie One签订有长期保供协议，可以在最大程度上保障车企客户的用料需求；三是国内新能源车型正逐步向多元化发展，中高端客户的占有率保持多年增长。碳化硅器件一方面为中高端客户提供了更为优质的驾乘体验，另一方面有效缓解了电动汽车的续航焦虑问题，因此广受新能源车企的青睐。

SiC大规模上车，三原因成加速上车“推手”

从功率半导体供应商的角度来看，成本只是限制SiC大规模上车的一个很小因素，更多是因客户需求与SiC功率器件产能不匹配造成的结果。

碳化硅MOSFET作为大功率器件，相较于硅基IGBT，更多的是起到互补作用。碳化硅MOSFET在一些特定场景具有硅基IGBT所不具备的特性，在电动汽车市场填补了空白。但在太阳能等场景下，碳化硅MOSFET的优势就无法完整地展现，因此碳化硅在这些场景下更多地是以混合模块的形式出现。因此，SiC MOSFET会长期地与硅基IGBT以互补的方式相存在。

另外，汽车无疑是SiC最大的应用市场，且业内预计到2025年，汽车电子功率器件领域采用SiC技术的占比会超过20%，因此意法半导体、英飞凌、安森美等都在产能扩张、产业整合、技术创新等方面积极布局，以抢占领先地位。

影响到SiC器件可靠性、良率的衬底部分占整个价值量将近50%。为抓住供应链的“灵魂”，并提供高效可靠的功率器件，碳化硅领域的头部玩家都纷纷加速垂直整合。全球范围内，SiC这一产业链目前呈现出多极化趋势，国际大厂均通过收购等方式构建出一条从晶锭生长－晶圆外延－芯片刻蚀－电气封装的完整产业链，逐步摆脱对于单一原料来源的依赖，并在此基础上实现有序扩产。

总结：

伴随全球越来越多的车企量产800V高压平台方案，SiC功率半导体也成为必然选择.800V高压平台的落地，对于SiC器件而言更多起到锦上添花的作用。电动汽车是SiC最大的应用市场，虽然SiC还存在材料缺陷、价格较高等问题，但肯定是未来的发展方向。

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