$天岳先进(SH688234)$  

作为价值占比最大的汽车半导体,功率半导体如今也正在向高压化、低损耗发展。800V平台已经成为行业共识。小鹏、极氪、广汽埃安、长安、长城、理想等多家车企先后发布800V平台架构或规划,满足现在的客户对高续航里程和快充的普遍需求。

由于是800V高压,自然对电控有更高的要求。而SiC(碳化硅)在中高端场景优势更明显,特别是需要高压、高能量密度的应用场景,如充电桩、车载充电机、及电驱系统。自然而然,越来越多的新能源车企把碳化硅作为新的材料应用到电驱动系统中。

作为第三代化合物半导体材料,碳化硅拥有不少优越的物理性能,比如高禁带宽度(对应高击穿电场和高功率密度)、高电导率、高热导率等。尤其在800V的趋势下,其能耗优势、开关效率、体积重量等参数全方面优于现在的IGBT。

随着中国新能源汽车的增长,碳化硅的需求还在持续增加。

“目前行业开始切换SiC芯片,从而也带动SiC器件应用于充电桩领域的市场,去年市场规模达到0.47亿,今年预估接近1.8亿,2024年3.68亿,2025年是7.6亿;当下主流桩企均已切换SiC充电模块,市场规模发展比预测要快一年。”深圳市盛弘电气股份有限公司高级产品经理肖宏晓说道。

上汽英飞凌汽车功率半导体(上海)有限公司总经理陶青也表示:“预测在2028年采用碳化硅的纯电车型数量将超过采用IGBT的纯电车型的数量。预计2033年将有40%的纯电车型主驱系统采用800V高压平台,而800V高压平台中80%将采用碳化硅器件。加上400V的碳化硅,我们预计在2033年碳化硅器件在纯电车型的渗透率将达到60%以上。”

不过和和锂、MCU的逻辑一样,碳化硅同样是上游产能集中,而且以海外厂商为主导。

目前全球碳化硅产业格局呈现美国、欧洲、日本为主。其中美国占有全球碳化硅产量的70%-80%,碳化硅晶圆市场龙头CREE一家市占率就高达6成之多;欧洲则是拥有完整的碳化硅衬底、外延、器件以及应用产业链;而日本是设备和模块开发方面的领先者。

相对于硅,碳化硅器件的生产难度更高,生产效率更低,生产成本也更高。以晶锭为例,硅一般可以在72小时内拉伸出2米的晶柱,而碳化硅需要168小时才能完成约40毫米的晶柱生长,而且碳化硅晶柱生长需要耗费大量的电力,成本高昂。

“整车厂对SiC的认识基本上没有疑问,唯一的障碍就是现在碳化硅的器件价格还是要到硅的4-5倍,可能对车厂的应用和推广来说是一个很大的障碍,但是后面会通过一些技术的进步,碳化硅的成本会随着电动汽车行业的快速发展和大规模应用落地而快速下降。”肖宏晓说道。

从某种程度上来说,汽车芯片前两年的极端困境也只是“芯荒”的开始,如今只不过是“松口气”而已,汽车芯片的供应还面临多方面挑战。如何把握黄魁所说的20年黄金发展周期,将是所有车企和芯片企业要攻克的课题。

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