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碳化硅器件增量加速碳化硅模塊發展

據(ju)中國汽車(che)工業協會統(tong)計數據(ju)顯示，2022年新能源車(che)產(chan)銷量分(fen)別達(da)705.8萬(wan)輛(liang)和688.7萬(wan)輛(liang)，同比分(fen)別增長96.9%和93.4%，市場占有率達(da)25.6%。

集微咨詢(xun)預計，到2025年(nian)，全球(qiu)汽車（包(bao)含新能源汽車、油車及混合(he)動力(li)汽車）中的(de)功率器(qi)件市場規模(mo)將達到160億(yi)元(yuan)。

Yole預計2027年(nian)全球碳(tan)化硅功(gong)率器件市場將增長62.97億美(mei)元(yuan)，CAGR達34%。

根據三安集成官網，估計(ji)到2025年(nian)，新能源汽車碳(tan)化硅功率器件用量約(yue)219萬(wan)片6寸碳(tan)化硅晶圓。

近期羅姆預測，2023年開始，電機(ji)控制器中的(de)(de)碳化硅比率(lv)(lv)將(jiang)會迅速上升，滲(shen)透率(lv)(lv)將(jiang)會從2022年的(de)(de)9%增(zeng)長到25%。

國(guo)內外眾多(duo)車(che)企(qi)跟進碳化硅模組

從應(ying)用(yong)情況來看，碳(tan)化(hua)硅功(gong)率半導體首先在高性能車(che)型中取得應(ying)用(yong)，隨著(zhu)碳(tan)化(hua)硅器件的工藝升級，成本進一步下(xia)降后，將逐步滲透到B級車(che)和部分(fen)A級轎車(che)。

2021年特斯拉(la)Model3的主逆變器率先采用(yong)24個碳(tan)化硅MOSFET功率模(mo)塊(kuai)，比亞(ya)迪(di)也迅速跟進，在漢EV上搭載(zai)了自主研發的碳(tan)化硅功率模(mo)塊(kuai)。

目前，國內如比亞迪漢EV、蔚來ET7、小鵬G9、吉利Smart精(jing)靈(ling)#1等量(liang)產車型(xing)均有(you)搭載(zai)碳化(hua)硅器件，這也加速了(le)碳化(hua)硅功率(lv)模塊在國內市場的發展。

吉利Smart精靈#1采用的是芯聚(ju)能模塊(kuai)，小鵬G9的碳化硅模塊(kuai)自(zi)2022年9月由斯達半導提供；比亞迪的模塊(kuai)自(zi)供。

Smart精靈#1、小鵬G9使用的(de)是芯(xin)聚能、斯達半導(dao)等第三方碳化硅主驅動(dong)功率模塊廠商(shang)的(de)產品。

與此(ci)同(tong)時，下(xia)游(you)需(xu)求還在(zai)以(yi)極(ji)高的速度增長，隨著電動汽車逐(zhu)步開(kai)始推廣800V平臺，需(xu)求量還將持續高漲。

2023年，隨著產(chan)(chan)能的持續擴張，在(zai)終端產(chan)(chan)品(pin)上也會(hui)更多(duo)地(di)看到碳(tan)化硅器件在(zai)電動汽車等領域上的應用，市(shi)場(chang)規模會(hui)迎來更大的增(zeng)長。

800V強勢催化打(da)開碳化硅廣闊(kuo)空間

在新能源車(che)載模(mo)塊，碳化硅器件主要應用于(yu)電機驅動系統(tong)逆變器、車(che)載DC/DC、車(che)載充(chong)電系統(tong)，助力整(zheng)車(che)提升加(jia)速度、降低系統(tong)成(cheng)本、增加(jia)續航里(li)程、實(shi)現輕量化。

車(che)用(yong)充電樁方面，我國存在巨大(da)市場缺口，截(jie)至2021H1車(che)樁比僅為3.1：1，且快速直(zhi)流充電樁不足半數。

因此需求(qiu)(qiu)端(duan)，充電問題造成里程焦慮阻礙了新能源(yuan)車進一步普及，800V需求(qiu)(qiu)迫切；供(gong)給端(duan)，主流車廠加(jia)速布(bu)局800V平臺(tai)及碳(tan)化硅模塊(kuai)。

隨著電(dian)動汽車(che)的市占率不斷提高(gao)，碳(tan)化硅(gui)成本下降以及產能的持續(xu)爬升，未來無論是800V還是400V平臺的電(dian)動汽車(che)都會陸(lu)續(xu)應用(yong)到碳(tan)化硅(gui)。

2023年，將會是國內碳化硅產業進(jin)入汽車市場的一個關鍵節點，2025年前后(hou)就(jiu)能見到(dao)國產碳化硅MOSFET在汽車上的大規模落地。

國內企(qi)業逐步切入，器件存在突圍機會(hui)

從市(shi)(shi)場(chang)占有率來看，碳化硅(gui)功率器件全球主要的市(shi)(shi)場(chang)份額主要掌(zhang)握(wo)在STM、Wolfspeed、Rohm、Infineon、Onsemi等行業(ye)龍頭手中，CR5達91%。

不過，國產(chan)廠商(shang)如士蘭(lan)微、斯達(da)、華潤微、安世(shi)等(deng)已實(shi)現器件規模生產(chan)并在(zai)功率MOSFET、IGBT單(dan)管、IGBT模塊(kuai)等(deng)部分領域躋身全球前十。

根據CASAResearch數(shu)據顯示，士蘭(lan)微(wei)投資15億元建(jian)設6英(ying)寸碳化硅(gui)功率器件芯片產(chan)線，計(ji)劃(hua)產(chan)能(neng)達14.4萬(wan)片/年(nian)(nian)，并計(ji)劃(hua)投資建(jian)設年(nian)(nian)產(chan)720萬(wan)塊汽車級功率模(mo)塊封裝項目；

時代電氣投資4.62億元建設6英寸碳化硅功(gong)率器件芯片產線，計劃產能(neng)達(da)2.5萬片/年；

斯達半(ban)導體投資(zi)2.29億元建設車規(gui)級(ji)全碳化硅功(gong)率模組生產線和研發測試中心，計劃(hua)產能達8萬顆/年。

國星光電研究(jiu)院(yuan)基于碳化硅技術，全新推出NS62m碳化硅MOSFET功率(lv)模塊(kuai)產(chan)品(pin)，可應用于傳統工控、儲能逆變(bian)、UPS、充(chong)電樁、軌道交(jiao)通(tong)和其他功率(lv)變(bian)換領域。

在車載充電器領域，碳化(hua)硅(gui)MOSFET的滲透率已很高。電機控制(zhi)器將是近幾年碳化(hua)硅(gui)MOSFET要(yao)更(geng)高速發展的關鍵因素。

目前雖(sui)然市場(chang)滲透率還不是(shi)很高(gao)，但是(shi)這個(ge)領域的市場(chang)規模巨大，已(yi)經成為碳(tan)化硅MOSFET最大的應(ying)用市場(chang)。

工業級(ji)碳化硅二(er)極管模(mo)塊(kuai)(kuai)、MOSFET模(mo)塊(kuai)(kuai)以及混合(he)模(mo)塊(kuai)(kuai)得到(dao)快(kuai)速推廣應(ying)用，已經可(ke)以滿(man)足百千瓦級(ji)別以上(shang)光(guang)伏逆變(bian)器的應(ying)用需求(qiu)。

車廠加快(kuai)碳化硅(gui)模塊的(de)研發布局(ju)

在幾家造(zao)車新勢力高(gao)調推出搭載碳化硅芯片模組的主驅逆(ni)變器大功(gong)率平臺電動汽車后(hou)，中國功(gong)率半導(dao)體上車進程開始進入白熱(re)化。

在器件(jian)，模塊及電路(lu)領域(yu)，中國知識產權參(can)與(yu)者之間的合作網絡(luo)更加密集，尤其(qi)是研究機(ji)構和行業參(can)與(yu)者之間。

近年來(lai)，中國專利申請主要來(lai)自于模(mo)塊及電路領域，雖(sui)然此項活動從2015年才(cai)起(qi)步(bu)，卻已經擁有超過800份發明(ming)。

2023年理想汽車(che)最重要(yao)的工(gong)作是L7交付和純電(dian)車(che)型發布交付，并明確定(ding)位蘇州(zhou)碳(tan)化硅(gui)工(gong)廠(chang)主要(yao)是生產碳(tan)化硅(gui)功率模塊(kuai)。

蘇州(zhou)工廠將基于(yu)碳化硅來(lai)生產(chan)功(gong)率模(mo)(mo)塊，這(zhe)些(xie)模(mo)(mo)塊是(shi)五合(he)一系統一部(bu)分；這(zhe)些(xie)模(mo)(mo)塊對(dui)于(yu)產(chan)品競(jing)爭力有(you)幫助，改(gai)善能耗。

今年1月，理想(xiang)和(he)三安宣布共(gong)同(tong)設立經營一家合資公司蘇(su)州斯科(ke)半導(dao)體，將主要從事碳化硅芯片(pian)和(he)模塊的研發。

國內發展(zhan)碳化硅在技(ji)術上有巨大(da)優勢

相(xiang)比(bi)于硅基(ji)集成電(dian)路產業(ye)鏈(lian)，碳化(hua)硅由于應用于功率半導體為主(zhu)，對制程的需求很低，整個產業(ye)鏈(lian)自主(zhu)化(hua)程度可以做到很高。

而在(zai)市場上，中(zhong)國(guo)電動汽車產業在(zai)全球無(wu)疑處于(yu)領先地位，與此同時，中(zhong)國(guo)還是最大的汽車市場以及汽車生產國(guo)。

而(er)目前(qian)全(quan)球汽車產業正在從燃油(you)車往電動(dong)汽車轉(zhuan)移，電動(dong)汽車也正在從400V到800V的高壓架(jia)構發展。

在一系列市場需求的(de)轉變下，碳化硅對電動汽車的(de)能(neng)量(liang)利用效(xiao)率(lv)、充電速度、電機功(gong)率(lv)等都帶來巨大的(de)提升。

這(zhe)對于中國(guo)龐大的汽車產業來說，也是本(ben)土碳化硅(gui)行(xing)業發展并(bing)搶占(zhan)市(shi)場份額的良(liang)機(ji)。

結尾

今年將會是(shi)國內(nei)碳化硅產(chan)業進(jin)入汽車(che)市場的(de)一個關鍵節點，2025年前(qian)后就能見到國產(chan)碳化硅MOSFET在汽車(che)上的(de)大規(gui)模(mo)落地。