碳化硅产品在新能源车主驱模块中性能表现优异，能够提升电池续航能力并大幅节约成本，特斯拉、蔚来等车厂的高端车型已应用碳化硅产品，且未来将有更多车型采用。公司化合物半导体逐步进入放量窗口期，未来成长动能充沛。
作为第三代半导体材料的典型代表，碳化硅（SiC）被认为是功率半导体行业进步的主要方向。新能源汽车是碳化硅功率器件的主要应用场景，同时功率器件也是汽车电动化的主要增量。
越来越多企业盯上了碳化硅这一赛道。7月12日晚间，三安光电公告称，长沙集芯投资合伙企业(有限合伙)(简称 “长沙集芯”)拟向公司控股股东三安电子增资50亿元，本次增资完成后，长沙集芯持有三安电子股权比例为11.124%，控股股东三安集团持股比例从68.539%降至60.915%，公司控股股东和实控人未发生变动。
随着新能源汽车行业持续高景气，LED芯片龙头厂商三安光电正在发力车规级芯片，大规模投资碳化硅领域。三安光电表示，公司碳化硅二极管超过60种产品已进入量产阶段。
国资资本注资50亿
公告称，公司控股股东三安集团与长沙集芯签署的《关于厦门三安电子有限公司之增资协议》约定，长沙集芯向公司控股股东三安电子增资50亿元，其中4931.03万元计入三安电子注册资本，其余49.51亿元计入三安电子资本公积金。本次增资完成后，长沙集芯将成为三安电子的第四位股东，持有三安电子股权比例为11.124%。
公告显示，本次增资后，三安电子股东股权结构出现变动。控股股东三安集团的出资比例从原先68.539%降至60.915%；第二大股东长沙建芯产业投资基金合伙企业(有限合伙)出资比例从26.439%降至23.498%；股东鄂州葛店安芯产业投资基金合伙企业(有限合伙)的出资比例从5.022%降至4.463%。
公告显示，三安电子为三安光电的控股股东，持有公司股份占公司总股本的27.10%。同时，三安集团持有三安光电5.44%股份。本次控股股东股权结构变动后，三安光电控股股东和实控人均未发生变动。公司实控人林秀成持有三安集团59.68%的股权，并通过三安集团和三安电子间接控制公司32.54%的股份。
来源：公司公告
值得一提的是，和第二大股东长沙建芯一样，此次向三安电子增资的长沙集芯也具有国资背景。天眼查显示，长沙城市发展集团有限公司持有长沙集芯90%股份。据集团官网介绍，长沙城发集团成立于2019年9月，是长沙市国资委全额出资的市属投资类创新型企业集团，集团总资产超2400亿元。
碳化硅：性能卓越，成本趋降
碳化硅的优越性能是碳化硅快速发展的底层逻辑之一。
相比于硅，碳化硅具有十倍的击穿电场强度、三倍的禁带、两倍的极限工作温度和超过两倍的饱和电子漂移速率。同时，碳化硅还具有三倍的热导率，这意味着三倍于硅的冷却能力。
高饱和漂移速度带来更低的电阻和更小的能量损耗，还能够达到缩小体积的效果。
相同规格的碳化硅MOSFET和硅基MOSFET，前者的导通电阻降低为后者的1/200，尺寸减小为1/10；使用相同规格的碳化硅MOSFET和硅基IGBT的逆变器，前者总能量损失小于后者的1/4。
以罗姆公司设计的碳化硅逆变器为例，使用全碳化硅模组后，主逆变器尺寸降低43%，重量降低6kg。
上述优势给碳化硅材料在功率半导体、光伏逆变器、高频器件中的应用提供了有力支撑。杨承晋表示，硅基IGBT面向电高压领域，其耐高温耐高压性能不及碳化硅MOSFET，随着电高压对电流的需求越来越大，碳化硅MOSFET的优势也愈加明显。
但仅凭材料性能优势还远远不够，对于企业来说，碳化硅商业前景面临的最直接的问题之一就是成本，这也是当下碳化硅MOSFET替代硅基IGBT被讨论最多的话题。
“虽然碳化硅晶体管带来更大价值，但仍面临一些技术性和商业性的挑战。”三安光电董事长特别助理、北京三安光电公司总经理陈昭亮表示，材料衬底方面，由于碳化硅衬底生产效率低，成本比硅晶片高出许多，再加上后期的外延、芯片制造及器件封装等低成品率，导致碳化硅器件价格居高不下。“根据行业预测，目前批量化价格仍是硅基IGBT的3-5倍。”
不过碳化硅MOSFET成本在持续往下走。一方面，市场规模扩大，产业有了规模效应，各个环节的成本自然下降，同时也能吸引更多的投资，从而扩大产能。“成本下降最大的环节来自于衬底和外延。此外，随着产能的扩大，代工的成本也可能会下降。” 杨承晋透露。
另一方面，碳化硅的卓越性能也能够带来外围成本的下降。“总体而言，使用碳化硅MOSFET的系统比使用IGBT成本增加约10%，随着碳化硅材料价格进一步下降，估计明后年就会差不多接近。”
杨承晋表示，“由于价格优势，IGBT原来的市场还是在的。从另一个角度看，包括新能源汽车、风光储等，在强调性能、效率、体积的应用领域，应该都会优先采用碳化硅MOSFET，如果不在乎这些指标，更在乎成本的应用领域，还是会用IGBT。”
碳化硅业务成三安光电“第二增长曲线”
随着下游新能源汽车需求旺盛，三安光电正加速化合物半导体扩产建设。
目前，三安光电（600703.SH）打造了国内第一条、全球第三条碳化硅垂直整合（IDM）产业链，完成了碳化硅全产业链的建设，包括长晶衬体制作、外延生长、芯片制作、封装等环节，目前累计客户已超过200多家。
2021年湖南三安半导体正式点亮投产，其总投资达到160亿元，拥有覆盖碳化硅晶体生长到功率器件封测的全产业链生产的能力，预计将实现年销售收入120亿元。
三安光电日前在投资者互动平台表示，公司加快化合物集成电路产品营收增长。目前，公司化合物半导体集成业务射频前端、电力电子、光通讯、滤波器产能正在扩张，并已在逐步释放产能。全资子公司湖南三安现有碳化硅产能3,000片/月已投片生产，公司在车载充电机领域拥有威迈斯、弗迪动力(比亚迪)等客户，已实现稳定供货。
另外，三安光电全资子公司湖南三安半导体与理想汽车的关联公司共同设立合资公司，主营电力电子元器件的制造和销售、半导体分立器件的制造和销售等。
碳化硅是新一代半导体的重要模块，未来前景广阔。半导体行业分析机构Yole数据显示，2021年全球碳化硅器件市场规模约10亿美元，预计到2027年，碳化硅器件的市场规模将超过70亿美元。
光大证券表示，碳化硅产品在新能源车主驱模块中性能表现优异，能够提升电池续航能力并大幅节约成本，特斯拉、蔚来等车厂的高端车型已应用碳化硅产品，且未来将有更多车型采用。公司化合物半导体逐步进入放量窗口期，未来成长动能充沛。
本文参考中国证券报、第一财经、新浪新闻资料综合报道
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