新能源汽車對碳化硅的需求量 2026年車用碳化硅器件市場

• 黃江 2023年7月21日 來源：新浪 935 58
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碳化硅單晶制備一直是全球性難題，晶體生長工藝的穩(wěn)定性難以保證。碳化硅整個產(chǎn)業(yè)鏈大致上可以分成襯底、外延、器件3類廠商，然而在這一環(huán)接一環(huán)的生產(chǎn)程序上，目前每個環(huán)節(jié)的良品率都不是很高，生產(chǎn)的襯底很難合格，導致最終的器件成本極高，同時性能也不穩(wěn)定，產(chǎn)量難

碳化硅作為第三代半導體材料擁有良好的發(fā)展前景，新能源汽車是其核心驅(qū)動力，其次為光伏及工控領域的器件應用。

市場分析機構Yole預計，全球碳化硅功率器件市場將從2021年的10.90億美元增長至2027年的62.97億美元，年復合增長率達34%。集邦咨詢則預計2026年車用碳化硅器件市場將達到39.4億美元。

全球碳化硅功率器件市場供應問題

3月初，埃隆·馬斯克在投資者大會上宣布：未來要削減特斯拉75%的碳化硅用量。而當年正是特斯拉率先在Model 3主驅(qū)的逆變器上使用碳化硅，一手開辟了碳化硅“上車”的先河。

業(yè)內(nèi)分析，特斯拉之所以棄“碳”而行，可能是出于成本、產(chǎn)能等多方位考量做出的無奈選擇。有消息人士分析，此舉與其碳化硅供應商有很大關系，也有人認為電動汽車巨頭擔心碳化硅良品率低和供應能力不足。

碳化硅單晶制備一直是全球性難題，晶體生長工藝的穩(wěn)定性難以保證。碳化硅整個產(chǎn)業(yè)鏈大致上可以分成襯底、外延、器件3類廠商，然而在這一環(huán)接一環(huán)的生產(chǎn)程序上，目前每個環(huán)節(jié)的良品率都不是很高，生產(chǎn)的襯底很難合格，導致最終的器件成本極高，同時性能也不穩(wěn)定，產(chǎn)量難以保證。

新能源汽車對碳化硅的需求量很大，而供應又遲遲跟不上車企產(chǎn)能擴張的節(jié)奏。有國內(nèi)碳化硅頭部廠商表示：“我們目前沒有多余碳化硅產(chǎn)能外供，雖然特斯拉喊出‘減碳’，但實際上碳化硅的使用量在逐年增加并沒有減少，市場需求強勁?！?/p>

江西新能源科技職業(yè)學院新能源汽車技術研究院院長張翔也表示：“相較于傳統(tǒng)硅材料，碳化硅材料性質(zhì)更匹配高壓平臺，具備耐壓能力強、效率高、體積小等優(yōu)勢，當前仍是新能源車電驅(qū)動方案的最優(yōu)選擇?！?/p>

由此可見，減用碳化硅只是新能源汽車企業(yè)出于精打細算的綜合抉擇，并不是改弦更張、另起爐灶。

根據(jù)中研普華研究院《2022-2026年中國碳化硅行業(yè)競爭格局及發(fā)展趨勢預測報告》顯示：

碳化硅應用前景廣闊，國內(nèi)企業(yè)也看準了這個賽道。“但是碳化硅晶體生長極其困難，20世紀90年代只有少數(shù)發(fā)達國家掌握晶體生長和加工技術，我國碳化硅技術起步相對較晚，目前國內(nèi)企業(yè)正在碳化硅領域奮起直追?！标愋↓堈f。

以6英寸碳化硅襯底為例，國內(nèi)良品率大概有40%，海外有60%～70%。另外，碳化硅半導體場效應晶體管分為平面類和溝槽類，在同等條件下，溝槽類更具備成本和性能優(yōu)勢，但國內(nèi)企業(yè)需要跨過巨大的專利鴻溝。

業(yè)內(nèi)人士指出，當前碳化硅的下游需求依舊旺盛，特別是車用級碳化硅襯底產(chǎn)能仍偏緊，國內(nèi)業(yè)界對于碳化硅國產(chǎn)替代的呼聲非常高。國家也意識到了這個問題，在《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中提出，將加速推動以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體新材料新技術產(chǎn)業(yè)化進程，催生一批高速成長的新材料企業(yè)。更值得注意的是，目前已有要對中國禁售碳化硅等產(chǎn)業(yè)高精尖設備的跡象，所以碳化硅國產(chǎn)化之路勢在必行。

現(xiàn)在業(yè)內(nèi)已經(jīng)紛紛行動起來，布局碳化硅產(chǎn)業(yè)，加入碳化硅的國產(chǎn)化隊伍。據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年國內(nèi)新立項、簽約的碳化硅項目投資額超過476億元，而2018年這個數(shù)字還只有50億元。

業(yè)內(nèi)人士指出，隨著未來兩三年產(chǎn)能密集釋放，國內(nèi)碳化硅市場供需將會趨于平衡，成本將加速下降。屆時，國內(nèi)碳化硅中低端產(chǎn)品的市場競爭或?qū)⒏蛹ち遥瑯I(yè)內(nèi)需要在技術突破上重點發(fā)力，實現(xiàn)彎道超車和自主可控，縮小與國際巨頭的差距，爭取在碳化硅高端市場分得一杯羹。

功率半導體正從傳統(tǒng)硅基功率器件IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、MOSFET(金氧半場效晶體管)，走向以SiC(碳化硅)和GaN(氮化鎵)為代表的時代。

在這條賽道上，企業(yè)融資并購、廠商增資擴產(chǎn)、新玩家跑步入場、新項目不斷涌現(xiàn)。

多位長期關注功率半導體發(fā)展的專業(yè)人士對《中國經(jīng)營報》記者表示，伴隨著 5G、物聯(lián)網(wǎng)、新能源等行業(yè)的迅速發(fā)展，具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、熱導率、電子飽和速率及抗輻射能力的碳化硅、氮化鎵等為代表的第三代半導體材料進入快速發(fā)展階段，市場前景廣闊。

由于 SiC器件具有耐高溫、低損耗、導熱性良好、耐腐蝕、強度大、高純度等優(yōu)點，并且在禁帶寬度、絕緣擊穿場強、熱導率以及功率密度等參數(shù)方面要遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)硅基半導體。

與碳化硅一樣，氧化鎵同樣被業(yè)內(nèi)所看好，但是，氧化鎵還有諸多技術瓶頸待突破。比如，由于高熔點、高溫分解以及易開裂等特性，大尺寸氧化鎵單晶制備較難實現(xiàn)，距離真正規(guī)?；?、商業(yè)化量產(chǎn)還需要一定時間。

根據(jù)TrendForce集邦咨詢《2023 SiC功率半導體市場分析報告》，隨著Infineon、ON Semi等與汽車、能源業(yè)者合作項目明朗化， 2023年整體SiC功率元件市場規(guī)模有望增長至22.8億美元，年成長率為41.4%。同時，受惠于電動汽車及可再生能源等下游主要應用市場的強勁需求，2026年SiC功率元件市場規(guī)模有望達到53.3億美元。另Yole數(shù)據(jù)顯示，預計到2023年，全球碳化硅材料滲透率有望達到3.75%。

海內(nèi)外巨頭也紛紛錨定了這一藍海市場。汽車半導體芯片巨頭瑞薩電子在日前宣布，將于2025年開始使用SiC來生產(chǎn)降低損耗的下一代功率半導體產(chǎn)品，計劃在目前生產(chǎn)硅基功率半導體的群馬縣高崎工廠進行量產(chǎn)，但具體投資金額和生產(chǎn)規(guī)模尚未確定。

值得注意的是，瑞薩電子此前很少涉及SiC相關業(yè)務，不過，作為新玩家，瑞薩社長兼CEO柴田英利表示，“在功率半導體上、我們起步非常慢。客戶對瑞薩IGBT的評價非常高、會將這些評價活用至SiC業(yè)務上?，F(xiàn)在SiC市場仍小，但將來毫無疑問會變得非常大。”

《2022-2026年中國碳化硅行業(yè)競爭格局及發(fā)展趨勢預測報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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  2022-2026年中國碳化硅行業(yè)競爭格局及發(fā)展趨勢預測報告

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