电动车长续航呼唤更强器件

在近日举办的2021年第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会上，三安光电副总经理陈东坡预计，在2023-2024年，长续航里程的车型基本上80-90%、甚至100%都会导入碳化硅（SiC）器件。400-500公里续航里程的车型，他预计将在2024年之后开始导入（SiC），这一类车整体渗透率将达到40%左右。对于400公里以下的这一类车型，他预计2025年以后才会逐步跟进，而且这一类车型，整体渗透率也不会很高，预估在10%左右。
当前，硅基IGBT是车用功率模块的主流，决定了新能源车电驱动系统的关键性能和整车的能源效率，是除电池之外成本第二高的元件。
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。据了解，目前车企打造800V高压平台的出路，都是在IGBT上做文章，用SiC器件替代目前的硅基IGBT，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。
随着SiC器件生产工艺和技术日趋成熟，“性价比”是阻碍SiC取代IGBT的最大难题，目前SiC功率器件的成本约为Si基IGBT的3-5倍。规模应用是推动SiC成本迅速下降的关键，未来伴随SiC产能的逐渐释放，成本有望下降至硅基IGBT的2倍左右。
特斯拉的Model 3和Model Y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。陈东坡表示，OBC（电动汽车车载充电机）场景下，比亚迪、大众、吉利导入较多，也比较成熟；主驱方面目前有量产能力的仅有比亚迪和特斯拉，虽然吉利、北汽等有一些相对明确的计划，但比较而言，理想、小鹏等造车新势力在SiC模组导入方面会更积极一些。
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，其中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，并保持较快增速。另据研调机构DIGITIMES Research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，年增率介于25-30%。
这一背景下，SiC龙头供应商纷纷积极扩产。近期日经报道，日本企业纷纷加大在SiC的投入，其中罗姆计划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；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；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。
国内厂商中，华润微于12月17日发布自主研发量产的1200V SiC MOSFET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SiC MOSFET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。
另外，东尼电子、新洁能近期均宣布将以定增方式募资，建设SiC项目，其中东尼电子计划年产12万片SiC半导体材料，新洁能计划推进SiC功率器件及封测的研发及产业化。