2022年功率半導體技術與應用研討會透露，國內主流車廠都投入了800V高壓快充技術，部分車企今年已經推出了上市車型，明年主力車型都會配置高壓快充功能。各車廠將在高壓快充全新賽道上一比高下，與之相匹配的SiC(碳化硅)產業鏈有望駛入產業化快車道。然而，碳化硅還有價格和產品結構二個攔路虎，我們看看與會專家的意見分析。今年9月以來，搭載800V高壓SiC器件的量產電動汽車陸續上市。小鵬汽車G9旗艦SUV搭載800V高壓SiC平臺，主要賣點就是超級快充。小鵬汽車董事長兼CEO何小鵬表示，小鵬G9是全球充電最快的量產電動汽車，可實現“充電5分鐘，續航超200公里。”極氪智能旗下威睿電動汽車技術有限公司正式發布了600kW超充技術，并已實現量產，據稱可實現充電5分鐘續航里程增加300公里。哪吒汽車發布浩智800V SiC高性能電驅系統將在2023年搭載上車。

 

 

SiC更適合電動汽車快充

目前電動汽車續航里程已經普遍達到500公里以上，基本可以解決大部分人的出行需求，但充電補能問題仍是新能源汽車普及的最大阻礙。截至2021年底，國內電動汽車的車樁比僅為3:1，距離國家《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020年)》要求的1:1水平相去甚遠。這兩年，車廠集體將目光投向800V高壓快充。目前，電動汽車補能主要有兩種方式：快充和換電。換電是蔚來汽車主推的，而大多數車企主導的是快充方式。快充分為大電流和高電壓兩種。目前，電動汽車快充主流產品，即傳統硅基IGBT功率器件，正在逼近材料特性極限，而下一代半導體材料SiC是更好的材料，尤其是800V高壓以上時，性能優勢更加明顯。SiC有更小的開關損耗、更高電壓等級、更高的工作溫度，更適合電動汽車等超大功率應用場景。但是，SiC目前還不太成熟，材料缺陷率還有待改善，器件設計結構有待優化，價格較高，但肯定是未來的方向。

 

 

SiC投資陸續開花結果

功率器件是電動汽車電力電子系統的“心臟”，承擔著對電能進行轉換和控制的作用，電動汽車對其需求巨大。電動汽車飛速發展，也給了中國企業底氣。中國企業集體在功率器件新賽道SiC產業鏈上發力，包括材料、器件、設備等各環節，投資相當火熱。今年下半年，這些投資陸續開花結果，各種好消息接踵而至。

 

 

11月24日，由中建二局承建的深圳市2022年重大項目——第三代半導體產業園項目廠房區域全面封頂。該項目建成后，將彌補國內6英寸SiC單晶襯底和外延產能缺口，為軌道交通、新能源汽車、智能電網等領域提供原材料保障。該項目投資方深圳市重投天科半導體有限公司的第一大股東，是行業龍頭天科合達。11月中旬，天科合達舉辦了“8英寸導電型SiC襯底”新產品發布會，預計項目明年量產。這一量產時間，緊跟全球步伐。

SiC大規模上車，三原因成加速上車“推手”

IDM產能提升

長期保供協議

中國高端車比例提升

 

當下，SiC能比預測得更快更多上車，主要因素可從產能結構調整、供需關系、市場營銷來進行分析：一是以一線IDM對供應鏈進行了高度的整合，實現了SiC器件產能的持續提升，為SiC器件的大批量上車提供了先決條件；二是IDM與Tie One簽訂有長期保供協議，可以在最大程度上保障車企客戶的用料需求；三是國內新能源車型正逐步向多元化發展，中高端客戶的占有率保持多年增長。碳化硅器件一方面為中高端客戶提供了更為優質的駕乘體驗，另一方面有效緩解了電動汽車的續航焦慮問題，因此廣受新能源車企的青睞。

 

 

從功率半導體供應商的角度來看，成本只是限制SiC大規模上車的一個很小因素，更多是因客戶需求與SiC功率器件產能不匹配造成的結果。

 

碳化硅MOSFET作為大功率器件，相較于硅基IGBT，更多的是起到互補作用。碳化硅MOSFET在一些特定場景具有硅基IGBT所不具備的特性，在電動汽車市場填補了空白。但在太陽能等場景下，碳化硅MOSFET的優勢就無法完整地展現，因此碳化硅在這些場景下更多地是以混合模塊的形式出現。因此，SiC MOSFET會長期地與硅基IGBT以互補的方式相存在。

 

另外，汽車無疑是SiC最大的應用市場，且業內預計到2025年，汽車電子功率器件領域采用SiC技術的占比會超過20%，因此意法半導體、英飛凌、安森美等都在產能擴張、產業整合、技術創新等方面積極布局，以搶占領先地位。

 

影響到SiC器件可靠性、良率的襯底部分占整個價值量將近50%。為抓住供應鏈的“靈魂”，并提供高效可靠的功率器件，碳化硅領域的頭部玩家都紛紛加速垂直整合。全球范圍內，SiC這一產業鏈目前呈現出多極化趨勢，國際大廠均通過收購等方式構建出一條從晶錠生長－晶圓外延－芯片刻蝕－電氣封裝的完整產業鏈，逐步擺脫對于單一原料來源的依賴，并在此基礎上實現有序擴產。

 

總結：

伴隨全球越來越多的車企量產800V高壓平臺方案，SiC功率半導體也成為必然選擇.800V高壓平臺的落地，對于SiC器件而言更多起到錦上添花的作用。電動汽車是SiC最大的應用市場，雖然SiC還存在材料缺陷、價格較高等問題，但肯定是未來的發展方向。

 

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