據證券時報報導，在新能源汽車滲透率穩(wěn)步抬升的同時，頭部車企對于碳化硅功率半導體試水的速度、廣度和深度不斷推進。多家車企及芯片類企業(yè)都向記者確認，經歷了多年大投入之后，今年碳化硅功率半導體將正式進入“上車”放量窗口期，疊加光伏、電力等場景擴容，產業(yè)鏈企業(yè)商業(yè)化落地和規(guī)?；M程或將提速。
雖然市場產銷兩旺，但是我國碳化硅功率器件仍處于早期階段，如何降低成本、穩(wěn)定質量、提升良率，是國產碳化硅功率半導體在車上大規(guī)模應用的關鍵。業(yè)內認為，這一方面依賴于企業(yè)主體的技術創(chuàng)新，另一方面也有待芯片、模組、零部件和整車等產業(yè)鏈企業(yè)的多元協(xié)同。
功率半導體“放量年”
湖南三安半導體產業(yè)園，坐落著中國第一條、世界第三條碳化硅全產業(yè)鏈垂直整合超級工廠項目，僅參觀走廊就超過兩公里。
2020年，三安光電籌劃在長沙成立子公司投資建設碳化硅等化合物第三代半導體的研發(fā)及產業(yè)化項目，包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝產業(yè)鏈，投資總額160億元。一期工程前年投產，如今6英寸碳化硅晶圓產能已經爬坡至20萬片/年。
據湖南三安半導體銷售副總經理張真榕介紹，公司訂單量目前處于飽和狀態(tài)，前兩個月的銷售額均達億元級別。其中，新能源汽車功率半導體步入放量期，三安用于主驅的碳化硅功率半導體有望在今年四季度正式上車。
今年中國電動汽車百人會論壇上，英飛凌科技方面也透露，到2027年，英飛凌第三代半導體碳化硅相對目前對比產能會是10倍左右的增加，目標是達成在2030年左右占有30%的市場份額。
天岳先進、天科合達、爍科晶體……都已經成為碳化硅半導體界的重要玩家。半導體定義汽車的時代，碳化硅在資本市場早已點燃。A股市場中第三代半導體概念公司已經超過80家，氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）等都是其中的代表性材料。有機構預測，去年全球碳化硅器件市場規(guī)模43億美元，2026年有望成長至89億美元。
相較于美國的高比例，以及歐洲完整的產業(yè)鏈，國內碳化硅芯片類企業(yè)在技術和產能上存在差距。隨著越來越多廠商的產能擴建和上車提速，差距也在加速縫合。
“汽車市場的結構性缺芯，國產化是破題辦法之一?！逼嫒鹌囇邪l(fā)總院芯片規(guī)劃總監(jiān)郭宇輝對記者解釋說，“碳化硅芯片項目投資建設期需18-24個月，去年有許多碳化硅項目的投資，要2025年會釋放產能，屆時碳化硅功率半導體的緊缺狀況或會緩解。
功率半導體漸漸分野，IGBT和碳化硅(SiC)是兩大主流路線。按業(yè)內共識，20萬元以內的電動車通常會選用IGBT，20萬元以上的電動車則傾向于碳化硅功率半導體。后者具有損耗小、耐高壓、耐高溫的特性，更為適配高端車型。
“我們認為，碳化硅功率半導體很可能走出類似LED的發(fā)展之路。”張真榕對記者表示，此前三安光電所主營的LED產業(yè)開始階段價格高企，后來隨著技術創(chuàng)新和規(guī)?；@現，逐步走入尋常百姓家。
破題降本提質
雖然市場產銷兩旺，但是我國碳化硅功率器件仍處于早期階段。表征之一是目前成本依然偏高，進而限制了下游起量。
郭宇輝介紹，碳化硅器件的工藝要求高，成本達硅基器件的數倍。“現在碳化硅功率半導體的生產工藝還不夠成熟，良率不太高。如何降低成本、穩(wěn)定質量，是國產碳化硅功率半導體在車上大規(guī)模應用的關鍵所在?！?/p>
張真榕對此表示認可?！疤蓟枰r底目前占碳化硅芯片成本的六成左右，降低襯底成本是重點。晶體質量、長晶效率、切磨拋損耗，則是襯底生產工藝需要攻克的三座大山。”
破題動力之一，來自于企業(yè)創(chuàng)新。近年來，天岳先進投資25億元擴產6英寸導電型碳化硅襯底材料，露笑科技也推出定增募資25.67億元用于大尺寸碳化硅襯底片等項目。張真榕認為，一方面通過技術創(chuàng)新，提高效率和良率；另一方面實現規(guī)模化生產；此外，還需要設備、材料國產化。
破題動力之二還在于生態(tài)構建。4月7日，中國汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟功率半導體分會在長沙成立，三安光電、比亞迪、華潤微、斯達半導等上市公司，都有相關主體成為副理事長單位，而這些主體涵蓋了整車、汽車零部件和芯片三大產業(yè)，明顯指向汽車芯片產業(yè)的上下游更高效的協(xié)同。
理事長董揚表示，分會成立是為了建立產業(yè)生態(tài)，打通標準制訂、檢測認證等各個環(huán)節(jié)?！爱a業(yè)需要建立朋友圈，需要組織生態(tài)，之后還需要有檢測、做標準，進行多方統(tǒng)籌?！?/p>
標準化已經成為業(yè)內的共同呼聲。士蘭微功率模塊業(yè)務相關負責人說，現在每家車廠需要的功率器件百花齊放，讓供應商的研發(fā)力量不能集中，能否讓汽車功率芯片、封裝的標準趨同，有利于集中精力辦大事。
同時，未雨綢繆地避免產能盲目擴張，也是市場關注的重要方面。雖然市場都在奔著彌補市場缺口而迅速擴產，但國產碳化硅功率半導體真正有效產出、達到車規(guī)級質量標準的不多，尤其中低端的碳化硅功率半導體存在產能過剩的風險?！鞍雽w產業(yè)投資巨大，最終結果很可能導致某些企業(yè)倒下，如果不提早進行數量控制，可能帶來巨大浪費?！辈┦乐袊嚓P負責人對記者表示。
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