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碳化硅器件增量加速碳化硅模塊發展

據中國汽車工業協會(hui)統計數據顯示(shi)，2022年新能(neng)源車產銷量分別達705.8萬輛和688.7萬輛，同比分別增(zeng)長96.9%和93.4%，市場占有(you)率達25.6%。

集微咨詢預計，到2025年，全球(qiu)汽(qi)車(che)（包含(han)新能源汽(qi)車(che)、油車(che)及混合動力汽(qi)車(che)）中的功(gong)率器件市場規模將(jiang)達到160億元。

Yole預計2027年全球碳化硅功率(lv)器件市場將增(zeng)長62.97億美元，CAGR達(da)34%。

根據三(san)安(an)集成官網，估計(ji)到(dao)2025年，新能源汽車碳化硅功(gong)率器件用量約219萬片6寸碳化硅晶(jing)圓。

近期羅姆預測，2023年開始，電機(ji)控制器(qi)中的碳化硅比率將會迅速上升，滲透率將會從2022年的9%增(zeng)長到25%。

國內外眾多車企跟(gen)進(jin)碳化(hua)硅模(mo)組

從應(ying)用情(qing)況(kuang)來看，碳化硅功率半導體(ti)首先在高性能車(che)型(xing)中(zhong)取得應(ying)用，隨著碳化硅器(qi)件的工藝升(sheng)級，成本進一步下降后，將逐步滲(shen)透到B級車(che)和部分A級轎車(che)。

2021年(nian)特斯拉(la)Model3的主逆變器率(lv)先采用24個碳(tan)化(hua)硅(gui)MOSFET功率(lv)模塊(kuai)，比(bi)亞(ya)迪也(ye)迅速跟進，在(zai)漢EV上搭載了自主研發的碳(tan)化(hua)硅(gui)功率(lv)模塊(kuai)。

目前，國內如(ru)比(bi)亞迪漢EV、蔚來ET7、小鵬G9、吉利Smart精靈#1等量產車型均有搭(da)載碳(tan)化硅(gui)器件，這也加(jia)速了碳(tan)化硅(gui)功(gong)率模塊(kuai)在國內市場的發展。

吉利Smart精(jing)靈#1采用的是(shi)芯聚能(neng)模(mo)塊(kuai)，小鵬G9的碳化硅模(mo)塊(kuai)自2022年9月(yue)由斯達半(ban)導提供；比亞迪的模(mo)塊(kuai)自供。

Smart精(jing)靈#1、小鵬G9使用(yong)的(de)是芯聚能、斯達半導(dao)等第三方碳化(hua)硅主驅動功率模塊廠商的(de)產(chan)品。

與此同(tong)時(shi)，下游需求還在以極高的速度增長(chang)，隨著(zhu)電動汽車逐步開始推廣800V平臺，需求量還將(jiang)持(chi)續高漲。

2023年，隨著(zhu)產(chan)能的(de)(de)持續(xu)擴張，在(zai)終端產(chan)品上也會更(geng)多地看到(dao)碳化硅器件在(zai)電動汽(qi)車等領域上的(de)(de)應用，市場規模會迎來更(geng)大(da)的(de)(de)增長(chang)。

800V強勢催化(hua)打開碳化(hua)硅(gui)廣闊(kuo)空間(jian)

在新能源車載模塊，碳化硅器件主要應(ying)用(yong)于(yu)電機驅動系統(tong)逆變器、車載DC/DC、車載充電系統(tong)，助力(li)整車提(ti)升加速(su)度、降低系統(tong)成(cheng)本、增加續(xu)航(hang)里程、實現(xian)輕量化。

車用充電(dian)樁方面(mian)，我國存在(zai)巨大市場缺(que)口，截(jie)至2021H1車樁比僅為3.1：1，且快(kuai)速直流充電(dian)樁不(bu)足半數。

因(yin)此需(xu)求(qiu)端(duan)，充電問題造成里(li)程焦(jiao)慮阻(zu)礙了新(xin)能源(yuan)車進一步普及(ji)，800V需(xu)求(qiu)迫切；供給(gei)端(duan)，主(zhu)流車廠加速布局800V平臺及(ji)碳化硅(gui)模塊。

隨著電動汽(qi)車的市占(zhan)率不斷提高，碳化(hua)硅成本下降(jiang)以及產能(neng)的持(chi)續爬升(sheng)，未來無論是800V還(huan)是400V平臺(tai)的電動汽(qi)車都(dou)會陸(lu)續應用到碳化(hua)硅。

2023年(nian)，將(jiang)會是國內碳化硅(gui)產業進入汽車市場的一(yi)個(ge)關鍵節點，2025年(nian)前后就能見(jian)到國產碳化硅(gui)MOSFET在汽車上的大規模(mo)落地。

國(guo)內企業逐步切(qie)入，器件存在突圍(wei)機(ji)會

從市(shi)場占有率來看，碳(tan)化硅功(gong)率器件全球主(zhu)要的(de)市(shi)場份額主(zhu)要掌握(wo)在STM、Wolfspeed、Rohm、Infineon、Onsemi等行業龍頭手中，CR5達(da)91%。

不過，國產廠商如士蘭(lan)微、斯達、華(hua)潤微、安世(shi)等(deng)已(yi)實現器件規(gui)模生產并在功(gong)率MOSFET、IGBT單管(guan)、IGBT模塊等(deng)部(bu)分領域躋身全球前(qian)十(shi)。

根(gen)據CASAResearch數據顯示，士蘭微(wei)投資15億(yi)元(yuan)建設(she)6英寸碳化(hua)硅功(gong)率器件(jian)芯片產線，計(ji)劃產能(neng)達14.4萬片/年，并計(ji)劃投資建設(she)年產720萬塊汽車級功(gong)率模塊封(feng)裝項目；

時代電氣投資4.62億(yi)元(yuan)建設6英寸碳化硅功率(lv)器件芯片(pian)(pian)產線(xian)，計(ji)劃產能達2.5萬片(pian)(pian)/年；

斯達半導體投資(zi)2.29億元(yuan)建設車規級全(quan)碳化硅功率模組生產(chan)線(xian)和(he)研發測試中心(xin)，計劃產(chan)能(neng)達8萬顆/年。

國星光電研究院基于碳(tan)化(hua)硅技(ji)術，全新推出NS62m碳(tan)化(hua)硅MOSFET功(gong)率模塊產品(pin)，可(ke)應用于傳統工控、儲能逆變、UPS、充電樁、軌(gui)道(dao)交通和其(qi)他功(gong)率變換領域(yu)。

在車載充電器領域(yu)，碳化硅(gui)MOSFET的滲透率已(yi)很高。電機控制器將(jiang)是近幾年碳化硅(gui)MOSFET要更高速發展的關鍵因素(su)。

目(mu)前雖然市場(chang)滲透率還不是很高，但是這個領域的(de)市場(chang)規模巨大，已經成為碳(tan)化硅MOSFET最大的(de)應用市場(chang)。

工業級碳化硅二極管模(mo)(mo)塊(kuai)、MOSFET模(mo)(mo)塊(kuai)以(yi)及混合模(mo)(mo)塊(kuai)得到快(kuai)速推廣(guang)應(ying)用，已經可以(yi)滿足百(bai)千瓦級別以(yi)上光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)應(ying)用需(xu)求。

車廠加快碳化硅模塊的(de)研發布局

在幾家造車新勢力高調推出搭載(zai)碳化(hua)硅芯片模(mo)組的(de)主驅逆變(bian)器大功率平臺電動(dong)汽(qi)車后，中國功率半導體上(shang)車進程(cheng)開始進入白熱(re)化(hua)。

在(zai)器件，模(mo)塊及(ji)電(dian)路領域(yu)，中(zhong)國(guo)知識產權參(can)與(yu)(yu)者之間的合(he)作網(wang)絡更加(jia)密集，尤其是研究(jiu)機構和行(xing)業(ye)參(can)與(yu)(yu)者之間。

近年來，中國專利申請主要來自于模塊及電路領域(yu)，雖然(ran)此項活動從2015年才起步，卻已經擁有(you)超(chao)過800份(fen)發明。

2023年(nian)理(li)想汽(qi)車最重要(yao)(yao)的工作是(shi)L7交付(fu)和純電車型發(fa)布交付(fu)，并明確定位(wei)蘇州碳化硅工廠(chang)主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)生產(chan)碳化硅功率模(mo)塊。

蘇州工(gong)廠將基于碳化硅來生產功率模塊(kuai)，這(zhe)(zhe)些模塊(kuai)是(shi)五合一系統一部分；這(zhe)(zhe)些模塊(kuai)對于產品競(jing)爭力有幫助，改善能耗。

今(jin)年1月，理想和三安(an)宣布(bu)共同設(she)立經(jing)營一家合(he)資公司蘇州斯(si)科半導(dao)體(ti)，將主要從事碳化硅芯片(pian)和模塊的研發。

國(guo)內發展碳化硅在技術上有巨(ju)大(da)優(you)勢

相比(bi)于硅基集成電路產業(ye)鏈(lian)，碳化硅由于應用(yong)于功率半(ban)導體為(wei)主，對制(zhi)程(cheng)的需求(qiu)很低(di)，整個產業(ye)鏈(lian)自主化程(cheng)度(du)可以做到很高。

而在市(shi)(shi)場(chang)上，中國電動汽車產業在全球無疑處于領先地位，與此同時，中國還是最大的汽車市(shi)(shi)場(chang)以及汽車生產國。

而目(mu)前全球(qiu)汽(qi)車(che)(che)產業正在(zai)從燃油車(che)(che)往電(dian)動汽(qi)車(che)(che)轉(zhuan)移，電(dian)動汽(qi)車(che)(che)也正在(zai)從400V到800V的高壓架構發展(zhan)。

在一系列(lie)市場需(xu)求的(de)轉(zhuan)變下，碳(tan)化硅對電(dian)(dian)動汽車的(de)能量利用效率、充電(dian)(dian)速(su)度(du)、電(dian)(dian)機(ji)功率等都帶來(lai)巨大的(de)提(ti)升。

這(zhe)對于中國龐(pang)大的(de)汽車產業來(lai)說(shuo)，也是(shi)本土碳化硅行業發(fa)展并搶占(zhan)市場份(fen)額的(de)良(liang)機。

結尾(wei)

今年將會是(shi)國(guo)內碳化硅產業進入汽車(che)(che)市場的一個關鍵節點(dian)，2025年前(qian)后(hou)就能見到國(guo)產碳化硅MOSFET在汽車(che)(che)上的大規模落地。