硅基|市场前景看涨企业发力布局碳化硅半导体暗战升级( 二 )

北京天科合达半导体股份有限公司副总经理刘春俊表示，由于碳化硅具有开关速度快、开关损耗小的优势，是实现新能源汽车电机控制器功率密度提升的关键要素。事实上，行业人士已形成共识，第三代半导体碳化硅的普及和应用是电驱动系统发展的必然趋势。
据采访人员了解，采用碳化硅器件的电驱系统，体积可减小40％，重量可减轻30％，效率可提升10％。同时，碳化硅器件的能量损失更小。相较于硅基IGBT，采用碳化硅MOSFET的电动汽车，续驶里程更长，可增加5％～10％，因为减少能量损耗能够直接提高车辆续驶里程。
得益于碳化硅材料的独特优势，近年来，产业链上下游企业纷纷对此展开布局。当前，碳化硅二极管和MOSFET管器件在新能源汽车的车载电源系统上已获得应用，而行业也在期待碳化硅功率模块在新能源汽车上全面替代硅基IGBT模块。
特劳德克介绍称，目前碳化硅市场占比不足4％，但到2026年前后，这个数字有望增至30％，氮化镓占比或达5％，碳化硅和氮化镓在今后的功率半导体市场会有更多的增长机会。
此外，储能市场也是碳化硅应用的重要领域。根据中商情报网数据，使用碳化硅功率器件可使转换效率从96％提高至99％以上，能量损耗降低50％以上，设备循环寿命提升50倍。
深圳古瑞瓦特新能源有限公司副总经理兼研发总监吴良材表示，发展家庭能源系统在欧美市场是比较流行的一个趋势。整个家庭中的能源由光伏提供，包含光伏储能与电动汽车。碳化硅高导热性、高耐温性、宽禁带和高击穿场强的性能非常适合这一场景应用。事实上，特斯拉就已构建一个以太阳能屋顶系统和Powerwall为核心的能源系统，其投建光储充一体化超级充电站工作原理是将太阳能转化为电能，并通过Powerwall存储相关能量，并将这些电能再以充电的形式补给电动汽车，由此形成一个能量使用的闭环。
全产业链布局竞争暗流涌动
当前，全球多个国家和地区对碳化硅的发展都有比较明确的产业政策，企业间的竞争也不断加速。目前，碳化硅器件市场的头部企业包括意法半导体、Wolfspeed、罗姆半导体、英飞凌、艾森美、三菱电机等。这些企业对于碳化硅板块未来的预期都非常高。
一些整车企业在碳化硅的应用上也较为积极。特斯拉是率先使用碳化硅功率器件的车企，其Model 3、Model Y采用意法半导体的碳化硅MOSFET模块，显著提升了车辆续驶里程和其他性能。2020年，比亚迪高端车型“汉”也配装碳化硅功率模块。比亚迪预计到2023年，将在旗下电动汽车上实现碳化硅器件对硅基IGBT器件的全面替代。
据悉，不少车企已将碳化硅电机控制器列入新项目开发计划。小鹏汽车、蔚来汽车都官宣，要使用碳化硅的工艺器件模块。此外，丰田、大众、北汽、一汽、理想汽车业都有使用碳化硅工艺器件的计划。
在刘春俊看来，国际上碳化硅的产业链已完全成熟，中国的碳化硅产业链发展比较快，目前形成了完全的产业链，从衬底-外延-器件-应用，我国企业都占据了一定的市场份额和地位。
以英飞凌的IGBT为例，国内企业的IGBT产品与之相比至少还有两代以上的差距，约为8～10年。因此，国内碳化硅企业肩负着攻克“卡脖子”技术的使命。
有业内人士对采访人员表示，国内外约有碳化硅器件企业20多家，能够供应碳化硅MOSFET的企业也不断出现。自主碳化硅器件与碳化硅电机的商业化落地，不仅意味着新技术的飞跃，而且将进一步打破IGBT被外资企业垄断的局面。
据刘春俊介绍，天科合达半导体完成了6英寸导电型和半圆型碳化硅衬底的产业化，“未来5年，6英寸产品将是市场的主流，8英寸产品也在逐步量产，我们计划明年实现量产，其他家也在积极做量产的准备。”

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