每天資訊第三代半導體材料SiC:5年成長7倍,兩隻龍頭超100億佈局

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第三代半導體材料SiC:5年成長7倍,兩隻龍頭超100億佈局

電動化只是新能源車的第一步,充電慢、里程焦慮依然是電動車的短板,為了解決這兩個問題,各大車企技術路線有所不同,但綜合來看大致有四種,超級充電、換電模式、加大電池能量密度和更省電。

要實現超級充電和更省電,SiC器件大有用武之地,是未來發展的方向。根據Wolfspeed,如果車載模組和充電樁採用SiC器件,汽車電池充電系統成本將下降15%,在400V相同充電速度下,SiC充電量較矽材料可以翻倍。

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另外,SiC器件相較矽基器件還能提高控制效率,減少70%的功率損耗,減少80%的電控系統體積,減輕汽車重量,提升10%以上的續航里程,整車成本降低200-800美元。

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第三代半導體材料:SiC

半導體材料經過70年的發展,如今已有三代,矽是第一代,碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)是第三代,不同材料間並沒有先進落後之分,主要是材料的特性不同,應用領域不同。

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矽材料在積體電路等低壓、低頻應用場景仍被廣泛應用,但難以滿足高功率、高頻率器件的需求,第三代半導體材料與前兩代相比,更適合製備耐高壓、高頻、抗輻射的功率器件,是電動車、5G基站、衛星等領域的理想材料。

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未來新能源車是碳化矽功率器件增長的主要拉動力。

碳化矽突破瓶頸,價格變得甜蜜

雖然碳化矽有諸多效能優勢,新能源車用了不僅充電快還節能,Wolfpseed推出首款碳化矽MOSFET也已經十年了,但現在用在電動車上的碳化矽器件比例依然很低,除了特斯拉Model 3和比亞迪漢四驅版,之前少有電動車應用。

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主要原因還是貴,早些時候我打算買一塊6寸碳化矽晶圓拿來觀賞,但報價上萬,而12寸的矽晶圓才幾百塊,可見價格之高。

但隨著產品迭代、良率提升、尺寸升級、產能擴充,碳化矽襯底價格快速下探,碳化矽器件廣泛應用的甜蜜期已經來了。

根據CASA,2020 年底650V SiC SBD均價為1。58元/A,同比下降13。2%,與Si器件的價差約3。8倍;1200V SiC SBD均價為3。83元/A,同比下降8。6%,與Si器件差距約4。5倍。

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據CASA調研,實際成交價低於公開報價,約為公開報價的60%-70%,實際成交價與Si器件價差已經縮小至2-2。5倍之間,已經達到了價格甜蜜點。

若考慮節省的系統成本、能耗等因素,碳化矽器件已經具備一定競爭力,在下游新能源車、光伏逆變器等領域很可能加速滲透。

碳化矽器件相較矽基器件,情況類似新能源車與燃油車,優勢明顯,而成本也會高一點,但瓶頸已經突破,拐點已經到來了。

碳化矽成長空間巨大

根據CASA統計,2020年我國第三代半導體電力電子總產值約為44。7億元(包括碳化矽、氮化鎵),產品滲透率僅為1。56%,低於全球的4。2%-4。5%的平均水平,CASA預計,未來5年SiC、GaN器件應用市場有望以45%的複合增長率增長至2025年的300億,5年將近7倍。

第三代半導體材料SiC:5年成長7倍,兩隻龍頭超100億佈局

新能源車是碳化矽材料應用的核心領域,隨著替代矽基材料,新能源車的應用比例還將提高。

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根據國盛證券的測算,若2025年全球新能源汽車出貨量1800萬~2000萬輛,考慮 SiC 晶圓隨著技術成熟價格下降,假設單價約2000美元/片,則預計到2025年新能源汽車僅逆變器SiC 需求空間彈性中樞在59~65億美元。

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碳化矽器件產業鏈