據(jù)證券時報報導(dǎo),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(dǎo)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(jīng)歷了多年大投入之后,今年碳化硅功率半導(dǎo)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(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)商業(yè)化落地和規(guī)?;M程或?qū)⑻崴佟?/p>

雖然市場產(chǎn)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(zhì)量、提升良率,是國產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體在車上大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。業(yè)內(nèi)認為,這一方面依賴于企業(yè)主體的技術(shù)創(chuàng)新,另一方面也有待芯片、模組、零部件和整車等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的多元協(xié)同。
功率半導(dǎo)體“放量年”
湖南三安半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園,坐落著中國第一條、世界第三條碳化硅全產(chǎn)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(shè)碳化硅等化合物第三代半導(dǎo)體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目,包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝產(chǎn)業(yè)鏈,投資總額160億元。一期工程前年投產(chǎn),如今6英寸碳化硅晶圓產(chǎn)能已經(jīng)爬坡至20萬片/年。
據(jù)湖南三安半導(dǎo)體銷售副總經(jīng)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(dǎo)體步入放量期,三安用于主驅(qū)的碳化硅功率半導(dǎo)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(dǎo)體碳化硅相對目前對比產(chǎn)能會是10倍左右的增加,目標(biāo)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(jīng)成為碳化硅半導(dǎo)體界的重要玩家。半導(dǎo)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(dǎo)體概念公司已經(jīng)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(gòu)預(yù)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(chǎn)業(yè)鏈,國內(nèi)碳化硅芯片類企業(yè)在技術(shù)和產(chǎn)能上存在差距。隨著越來越多廠商的產(chǎn)能擴建和上車提速,差距也在加速縫合。
“汽車市場的結(jié)構(gòu)性缺芯,國產(chǎn)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(shè)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(chǎn)能,屆時碳化硅功率半導(dǎo)體的緊缺狀況或會緩解。
功率半導(dǎo)體漸漸分野,IGBT和碳化硅(SiC)是兩大主流路線。按業(yè)內(nèi)共識,20萬元以內(nèi)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(dǎo)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(dǎo)體很可能走出類似LED的發(fā)展之路?!睆堈骈艑τ浾弑硎?,此前三安光電所主營的LED產(chǎn)業(yè)開始階段價格高企,后來隨著技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)?;?yīng)顯現(xiàn),逐步走入尋常百姓家。
破題降本提質(zhì)
雖然市場產(chǎn)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(shù)倍?!艾F(xiàn)在碳化硅功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝還不夠成熟,良率不太高。如何降低成本、穩(wěn)定質(zhì)量,是國產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體在車上大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)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(zhì)量、長晶效率、切磨拋損耗,則是襯底生產(chǎn)工藝需要攻克的三座大山?!?/p>
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(chǎn)6英寸導(dǎo)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(shù)創(chuàng)新,提高效率和良率;另一方面實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn);此外,還需要設(shè)備、材料國產(chǎn)化。
破題動力之二還在于生態(tài)構(gòu)建。4月7日,中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟功率半導(dǎo)體分會在長沙成立,三安光電、比亞迪、華潤微、斯達半導(dǎo)等上市公司,都有相關(guān)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(chǎn)業(yè),明顯指向汽車芯片產(chǎn)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(chǎn)業(yè)生態(tài),打通標(biāo)準(zhǔn)制訂、檢測認證等各個環(huán)節(jié)。“產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn),進行多方統(tǒng)籌?!?/p>
標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的共同呼聲。士蘭微功率模塊業(yè)務(wù)相關(guān)負責(zé)人說,現(xiàn)在每家車廠需要的功率器件百花齊放,讓供應(yīng)商的研發(fā)力量不能集中,能否讓汽車功率芯片、封裝的標(biāo)準(zhǔn)趨同,有利于集中精力辦大事。
同時,未雨綢繆地避免產(chǎn)能盲目擴張,也是市場關(guān)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(chǎn),但國產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體真正有效產(chǎn)出、達到車規(guī)級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不多,尤其中低端的碳化硅功率半導(dǎo)體存在產(chǎn)能過剩的風(fēng)險?!鞍雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資巨大,最終結(jié)果很可能導(dǎo)致某些企業(yè)倒下,如果不提早進行數(shù)量控制,可能帶來巨大浪費?!辈┦乐袊嚓P(guān)負責(zé)人對記者表示。
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