中国5年计划让芯片基础材料站稳脚跟！碳化硅SiC功率器件市场规模未来3年迅猛扩张

1.  中国5年计划让芯片基础材料站稳脚跟

2.  碳化硅SiC功率器件市场规模未来3年迅猛扩张

近日，第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会在珠海展开。三安光电(600703)副总经理陈东坡在大会上表示，预计在2023-2024年，碳化硅器件在长续航里程的电动车车型的渗透率会到80%—90%。再往后的未来也会在低续航里程的车型中逐步渗透。预计2024年之后，400至500公里续航的电动车碳化硅器件的渗透率会到40%左右。至于400公里续航以下的车型碳化硅器件的渗透率不会太高，2025年之后会达到10%左右。

功率模块决定了新能源车的电渠系统的性能和整车的能源效率，是电动车除成本外第二高的元件，当前功率模块的主流是硅基IGBT。而新能源汽车的高电压、轻量化、高效率需求呼唤性能更高的半导体器件。

作为第三代半导体材料的典型代表，碳化硅(SiC)具有宽的禁带宽度，高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，是高温、高频、大功率应用场合下极为理想的半导体材料。

当前SiC器件的生产工艺和技术日趋成熟，成为了替代IGBT的不二选择。另外，SiC还可以使模块和周边元器件小型化，推动汽车轻量应用，在提升续航里程、缩短充电时间、降低整体成本方面，SiC也起着重要作用。但目前SiC所面临的最主要问题是成本太高，较IGBT没有性价比。据了解，目前SiC功率器件的成本约为Si基IGBT的3-5倍。

有分析认为，随着SiC的规模应用，未来SiC成本有望下降至硅基IGBT的2倍左右。

据了解，特斯拉的Model3和ModelY已经全面升级到SiC的主驱逆变器，明年有望实现所有车型全面应用。在此方面，国内外其它车企例如丰田、比亚迪、蔚来、等都陆续宣布采用碳化硅方案。其中比亚迪汉EV车型上已开始使用自主研发的SicMOSFET(碳化硅功率场效应晶体管)。

除了车企外，华为也在大力布局碳化硅。华为已经入股多家相关公司，包括山东天岳、瀚天天成、天域半导体等碳化硅技术厂商。

据媒体报道，日本企业也在纷纷加码SiC，东芝计划2023年将日本兵库县SiC工厂产量提高到2020年的3倍以上，并尽快提高到10倍，计划2030年获得全球10%以上的份额；罗姆计划2025年之前将SiC功率半导体的产能扩大到5倍以上，吉利汽车的纯电动车已决定采用罗姆的产品；富士电机也在考虑将SiC产品的投产时间比原计划(2025年)提前半年至一年。另外在今年11月安森美也收购了GTAT，主要用于保证未来SiC晶圆供应。

国内厂商SiC方面也不甘示弱，华润微于12月17日发布自主研发量产的1200VSiCMOSFET产品，可应用于新能源汽车OBC、充电桩等场景；三安光电是国内首家完成SiCMOSFET器件量产平台打造的厂商，目前正加快SiC垂直产业链布局；斯达半导的SiC模块已获得多个800V平台电机控制器新定点；欣锐科技是国内高压车载电控系统龙头，全系产品采用SiC功率器件，并拥有大量相关技术储备。

目前SiC主要应用在电动车的主驱逆变器、车载充电器、车外充电器，等装置。

国内某证券曾对SiC的市场空间进行测算：

纯电动汽车:8寸晶圆可以满足13辆车的SiC需求;6寸晶圆可以满足7辆车的SiC需求

假设良率为50%，BEV各部件需要的SiC晶圆面积：逆变器=10平方厘米；OBC=1.8平方厘米；DC/DC=0.9平方厘米，

8英寸=324.29平方厘米，那么1张8寸晶圆可以满足13辆车的SiC需求。6英寸=176.7平方厘米,那么1张6寸晶圆可以满足7辆车的SiC需求。

油电混合车:8寸晶圆可以满足17辆车的SiC需求;6寸晶圆可以满足9辆车的SiC需求

假设良率为50%，BEV各部件需要的SiC晶圆面积：逆变器=8平方厘米；OBC=0.9平方厘米；DC/DC=0.5平方厘米，

8英寸=324.29平方厘米，那么1张8寸晶圆可以满足17辆车的SiC需求。6英寸=176.7平方厘米,那么1张6寸晶圆可以满足9辆车的SiC需求。

我国新能源汽车销量测算(万辆)

纯电动汽车占新能源汽车比重为81%，以此数据假设，我国2021-2025年新能源汽车相关8英寸SiC晶圆需求为25.4万片、32.6万片、41.9万片、53.9万片、69.2万片，6英寸SiC晶圆需求我国为45.1万片、58.0万片、74.5万片、95.8万片、123.1万片。

新能源车销量持续超预期使得SiC MOSFET有望成为最畅销的功率器件，IHS报告显示，2027年SiC功率器件的市场规模有望突破100亿美元，并保持较快增速。另外，据研调机构DIGITIMESResearch预估，2025年SiC在电动车应用的市场规模可至6.5亿美元，2021-2025年，年复合增长率25-30%。

天风证券认为，SiC功率元件有极佳的内在特质：高效率，降低能量损耗；高转换频率，增加能量强度；可在更高的温度下运行，提升长期可靠性。SiC MOSFET相较于传统的Si-IGBT体积缩小了50%，效率提升了2%，器件的使用寿命得到延长。SiC有助于降低电动车用户的使用成本：提升效率以达到节电目的，在相同输出功率下可增加续航里程、提升充电速度，解决新能源汽车痛点。新能源汽车变革下，SiC供不应求，未来有望维持高景气。