新能源與5G的基石

采用碳化硅材料的產(chǎn)品，與相同電氣參數(shù)的產(chǎn)品比較，可縮小50％體積，降低80％能量損耗。

由于這些特性，世界各國對碳化硅材料非常重視，紛紛投入大量精力促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國際上的各大半導體巨頭也都投入巨資發(fā)展碳化硅器件。

近年來碳化硅功率器件在新能源汽車領域滲透率持續(xù)上升，是未來新能源、5G通信領域中SiC、GaN器件的重要原材料。

新能源汽車是增長最快市場

根據(jù)WolfSpeed預測，新能源汽車是SiC器件應用增長最快的市場，預計2022－2026年的市場規(guī)模從16億美元到46億美元，復合年增長率為30％。

目前，全球的碳化硅廠商也在積極尋求合作，紛紛與先進新能源汽車企業(yè)簽訂協(xié)議。

特斯拉Model3所采用的SiCMOSFET功率模塊正是由意法半導體提供的，且后者與碳化硅領先企業(yè)Woifspeed簽訂了150mm碳化硅晶圓擴展協(xié)議，旨在為全球的SiC晶圓供給加碼。

意法半導體還于2021年6月與雷諾集團達成戰(zhàn)略合作，以提供用于電動和混合動力汽車的SiC功率器件供應，此舉旨在降低汽車的電池成本、增加充電里程、縮短充電時間最終使成本降低近30％。

日本先進半導體制造商ROHM也于2021年9月與吉利汽車達成合作，后者將使用ROHM提供的SiC功率器件實現(xiàn)高效的逆變效率和充電性能，從而進一步提高用戶體驗。

WolfSpeed也為鄭州宇通集團提供了1200V的SiC功率器件，后者交付的首輛電動客車采用了碳化硅解決方案。

實現(xiàn)高壓快充的關(guān)鍵是通過增大電流或提升電壓來提升充電功率，但由于最大的充電電流提升存在可預見的上限，所以只能靠提升電壓。

800v高壓平臺將成為主要車廠的重點布局方向，幾乎所有的車企規(guī)劃中都已開始布局超級快充車型及相關(guān)技術(shù)研發(fā)。

華潤微已實現(xiàn)第四代650V的SiC JBS產(chǎn)品研發(fā)，綜合技術(shù)質(zhì)量已達世界先進水平，同時其1200V的SiC MOSFET也已完成樣品制造，預計將在未來兩年內(nèi)進行規(guī)模生產(chǎn)。

斯達半導體新增多個使用全SiC MOSFET模塊的800V系統(tǒng)的主電機控制器項目定點，將對公司2023年－2029年SiC模塊銷售增長提供持續(xù)推動力。

士蘭微同時也加快SiC MOSFET功率器件的研發(fā)，推出自產(chǎn)芯片的車用SiC功率模塊。

露笑科技和斯達半導體也積極投入碳化硅器件生產(chǎn)，并廣泛布局光伏業(yè)務。

太陽能光伏緊隨其后

光伏新能源市場發(fā)展空間廣闊，碳化硅材料仍有較大潛在空間。

而根據(jù)［十四五］規(guī)劃要求，2025年要實現(xiàn)單位GDP能源消耗降低13．5％，光伏等新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間廣闊。

2020年，全球光伏能源需求為130GW，樂觀情況下預計2025年該項指標將到達330GW，以20．48％的CAGR快速增長。

目前，全球的光伏IGBT市場規(guī)模約為23億元，碳化硅器件占比約為35％，該滲透率仍將繼續(xù)增長。

碳化硅制造的高電壓MOSFET具有優(yōu)越的開關(guān)性能，其功能不受溫度影響，由此能很好地在升溫系統(tǒng)中保持穩(wěn)定效力。

此外，SiC MOSFET也可以在具備高轉(zhuǎn)換頻率的同時，擁有99％以上的逆變效率。

因此，盡管碳化硅器件具有較高的制造成本，但其高導熱率、高擊穿電場、低損耗等特性，都使得光伏系統(tǒng)效率更高，從而進一步降低成本。

國內(nèi)方面，三安集成也已完成SiC器件的量產(chǎn)平臺打造，其首發(fā)產(chǎn)品1200V80m碳化硅MOSFET已實現(xiàn)了一系列性能和可靠性測試，可應用于光伏系統(tǒng)組成。

碳化硅充電樁市場

2020年我國主要以私人和交流充電樁為主，兩者分別占比57．45％和61．67％，是碳化硅器件的主要應用方向。

我國充電樁數(shù)量仍然低于480萬的預期規(guī)劃，供不應求仍將推動充電樁數(shù)量迅速增長，從而創(chuàng)造巨大的市場需求并推動行業(yè)增長。

預計2025年中國新能源汽車保有量將突破2500萬輛，則充電樁數(shù)量推算約為800萬個，復合增長率將達到41．42％。

充電樁需求仍存在較大的增長空間，車樁比例仍將進一步趨近合理化，從而推動碳化硅市場的發(fā)展。

目前，ROHM已經(jīng)推出了基于碳化硅的充電基礎設施解決方案，從而應用于高效和小型化的大功率充電樁。

安森美也在開發(fā)用于直流充電樁的碳化硅功率器件和模塊，希望構(gòu)建更高功率的充電方式，并通過AC－DC和DC－DC級的升壓轉(zhuǎn)換器提高充電效率。

碳化硅器件龍頭都在進行充電樁技術(shù)模塊的研發(fā)，英飛凌、Wolf Speed、STM等公司都在積極進入碳化硅充電樁市場。

結(jié)尾：

SiC器件發(fā)展分為三個發(fā)展階段：2019－2021年為初期，2022－2023年為拐點期，2024－2026年為爆發(fā)期。

SiC隨著在新能源汽車、充電基礎設施、5G基站、工業(yè)和能源等應用領域展開，需求迎來爆發(fā)增長。