金年会|金年会·jinnian-SiC器件“上车”新进展:国产力量崛起推动汽车电子革新
2025 14:22:49.11 14:22:49.20 14:22:49

回首已往几年汽车电子范畴的成长,碳化硅(SiC)“上车”一直是备受存眷的热门话题。虽然SiC器件已经经于汽车上实现批量运用,可是受限在SiC器件成真相对于较高,于基数重大的中低端汽车中还有有相称年夜的增加潜力。固然,这取决在SiC器件的成本可否再下探,只有当做本降落到充足多才能吸引更多车厂选择这种器件。

于近日的“第12届中国硬科技财产链立异趋向峰会上”,清纯半导体(宁波)有限公司市场司理詹旭标分享了SiC技能于车载电驱及供电电源范畴的最新趋向。同时,他还有分享了海内外的SiC财产链企业的产能扩张、投资近况,以和SiC器件技能进展。HIMesmc

SiC器件“上车”的最新进展

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于已往5-10年里,中国新能源汽车的迅猛成长。2023年中国新能源汽车销量约为950万辆,市场据有率到达该年汽车总销量的31.6%。估计2024年,中国新能源汽车销量将达1200-1300万辆,市占率或者跨越全世界新能源汽车市场的45%。HIMesmc

于这类配景下,新能源汽车对于车载SiC器件的需求将有几多?HIMesmc

2017年特斯拉发布了全世界首款基在SiC驱逆变器的车型Model3,2020年比亚迪发布了中国首款基在SiC主驱的汽车比亚迪·汉EV。紧接着,接下来几年时间里,各年夜主驱厂及车厂纷纷投身在SiC平台的研发。据《2023碳化硅(SiC)财产调研白皮书》统计,截至2023年,公然的国产SiC车型合计142款,此中乘用车型有76款,仅于2023年新增的款式年夜概就有45款。HIMesmc

现如今,新能源汽车主驱采用的主流器件,仍以750V、1200VSiCMOSFET为主。于当前的400V电压平台上,车厂最先采用750V的SiC器件来替换传统的Si器件,以晋升体系的机能及效率。这类改变是新能源汽车主驱动体系年夜范围运用的要害,由于它满意了对于在更高机能及靠得住性的需求。当前,SiC要于车载主驱中有更年夜范围的商用,其器件机能、质量、价格、产能需要到达一些须要的前提。HIMesmc

SiC晋升续航里程,减缓汽车充电焦急

于新能源汽车范畴,技能的立异始终是鞭策行业成长的焦点动力。跟着电动汽车市场的日趋成熟,消费者对于在车辆的续航能力及充电便捷性提出了更高的要求。为了满意这些需求,汽车制造商及供给商正不停摸索更高效、更靠得住的半导体质料及技能。于如许的配景下,SiC技能的运用显患上尤为主要,如下即是SiC为新能源汽车带来的几年夜益处:HIMesmc

第一,晋升新能源汽车的续航里程。患上益在SiCMOSFETS的低导通电阻、低开关损耗,SiC方案与传统的硅基IGBT方案比拟,能让机电节制器体系削减70%的损耗,从而可为汽车增长5%的行驶里程。第二,解决充电焦急的问题。新能源汽车布满电所破费的时间,比燃油车加满油耗时更久,潜于用户担心新能源汽车不克不及快速充电。新能源汽车行业正经由过程晋升充电功率,来减缓汽车充电慢的问题,估计于2025年能实现15分钟补电80%。

除了了新能源汽车主驱行业以外,充电桩行业也长短常活跃的市场,SiC器件于充电桩范畴的市场范围也很年夜。因为直流快充桩电压需要晋升到800-1000V,所用功率器件耐压必需提高到1200V以上,是以合用在高压、高温工况情况的碳化硅质料,尤其合用在快充桩的市场需求。HIMesmc

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现如今,充电桩市场已经经进入充实竞争的阶段。截至2024年,海内充电桩用SiC器件市场范围已经达25亿人平易近币,中国充电桩保有量到达1000万摆布。根据工信部计划显示,到2025年我国将实现车桩比2:1,2030年车桩比到达1:1。估计到2030年,中国新能源汽车保有量将达6000万辆。以上两组数据象征着,将来5年摆布还有需增长5000万个充电桩。HIMesmc

按照此刻的快充桩的设计方案来看,充电模块中已经经最先采用SiC,加之于DC-DC、PFC的运用,一个充电桩至少会利用8颗SiC器件,以是SiC于充电桩的市场范围也很是年夜。将来,跟着充电桩收集的不停完美,新能源汽车的普和率将进一步提高,这对于在鞭策绿色出行、削减碳排放具备主要意义。HIMesmc

中国SiC财产和技能的近况

虽然海内SiC财产链已经经获得开端的设置装备摆设,国产SiC财产链介入者于质料、衬底、外延、器件等环节均做出了必然的成就,可是此刻SiC市场仍旧外洋企业占主导职位地方。HIMesmc

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据Yole估计,到2025年全世界SiC市场范围将靠近60亿美元,年复合增加率估计约为36.7%。SiC又是市场份额占比很是集中的行业,全世界前5家企业的市场份额合计高达91.9%。今朝,具备市占比上风的SiC头部企业之外企为主,与之比拟,海内SiC的市场份额占比还有比力小。HIMesmc

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再看海内外SiC企业的产能扩张近况。上面这张图网络了外洋重要供给商扩张SiC产能的信息,好比Wolfspeed2023年年产107万片SiC晶圆,该公司规划投入65亿美元扩充产能;Rohm2023年年产40万片SiC晶圆,该公司规划于2021至2027年投入5100亿日元(约合37亿美元)扩充产能;onsemi2023年年产28.8万片SiC晶圆,该公司投入20亿美元扩建长线,并规划到2025年晋升产能至117.6万片/年。HIMesmc

此外,英飞凌于马来西亚居林的200毫米(6英寸)SiC功率半导体晶圆厂(3号工场)一期项目已经在本年8月开业,估计2025年最先量产;意法半导体一方面进级了西西里岛工场,另外一方面与三何在重庆建立合资公司,合资公司投资约220元人平易近币;博世收购美国TSI半导体资产,并投资15亿美元将TSI原产线进级为碳化硅出产线,2026年起该厂有望实现8英寸工艺平台碳化硅器件量产。HIMesmc

詹旭标暗示,与国际SiC巨头的扩产动作比拟,海内厂商针对于SiC的投资较为分离,产能晋升也较为有限。据不彻底统计,国产SiC产能计划投资金额年夜概是1000亿人平易近币,但这些投资很是分离,海内也暂未形成头部SiC企业。HIMesmc

按照海内SiC企业公然的计划,估计到2026年,中国SiC产能、衬底产能将达460万片,这些产能可满意约3000万辆新能源汽车的SiC器件需求。同时2026年中国新能源汽车的产量约莫于2800万至2900万辆之间,以是SiC将进入产能多余阶段。HIMesmc

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别的,跟着全世界SiC质料的产能快速扩大,国产SiC器件的设计及制造快速成长,而且SiC器件产能也连续扩大。除了了于主驱、充电桩上的运用以外,SiC于光伏、储能、充电模块等细分市场的成长也十分迅速,产能多余危机也鞭策SiC主流器件价格于快速降落。从久远来看,财产链企业需提高技能迭代,以此来实现SiC技能的降本。HIMesmc

詹旭标举例称,从去年9月到本年4月,1200V/40mΩSiCMOSFET的平均价格已经经从35元跌到23元,降落幅度到达35%。对于比同类型的1200V/40mΩ硅基IGBT的价格,今朝SiC器件的价格是硅基器件的1.5-2倍。他估计,将来两三年后,SiC器件与同规格IGBT器件的价格对于比数值有望降落到1.2-1.5倍。届时,SiC于将迎来更广漠的市场远景。HIMesmc

国产SiC器件技能进展和成长趋向

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跟着SiC于车载主驱、光储充行业的快速成长,海内SiC财产链也正日益完美。从质料/辅材,到衬底、外延、加工装备,再到设计、代工,SiC财产链环节已经经基本完美。詹旭标评价道,于每一个环节都呈现了一些典型的代表企业,总体技能程度与国际头部企业的差距已经经相称小。HIMesmc

对于比清纯半导体与外洋SiC年夜厂的技能线路。现阶段,清纯半导体的SiC产物平均每年迭代一次,公司第一代SiCMOSFET产物Rsp(导通电阻)为3.3mΩ摆布,到2023年发布的第二代的Rsp已经经到达了2.8mΩ,而ST2022年的1200VMOSFET的Rsp是2.8mΩ。HIMesmc

清纯半导体于本年将发布第三代SiCMOSFET,其Rsp可以做到2.4mΩ,基本与国际巨头的产物对于齐,2025年估计会推出第四代SiCMOSFET,届时导通电阻将更低。此外,詹旭标还有先容说,公司的产物于栅极串扰电压、串扰能力、震荡能力、动态消耗对于比等方面的体现也很是精彩,一些指标甚至优秀国际SiC年夜厂的同代产物。HIMesmc

从SiC质料到市场运用的周全总结

于演讲的末了,詹旭标从SiC质料、器件、工艺、财产成长趋向方面举行了总结。他指出,今朝SiC晶圆主流尺寸是6英寸,接下来的趋向是向进一步降低成本、晋升良率,向年夜尺寸、低缺陷SiC衬底和外延制备标的目的成长;SiC器件方面重要往比导通电阻更低的程度去设计,同时靠得住性或者鲁棒性也逐渐向硅基IGBT对于齐;SiC工艺方面需增强沟道迁徙率。HIMesmc

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别的,SiC财产出现动态成长的趋向,第一阶段是国际芯片供给商主导供给链,海内SiC质料实现部门替换,第二阶段是海内市场实现周全国产替换,国际芯片与终端企业、海内企业睁开周全互助。他扼要总结为如下六点:HIMesmc

第一,SiC半导体财产成长很是迅猛,海内于SiC质料、器件量产已经进入内卷及洗牌快车道;第二,SiC功率器件于光储充的国产替换已经经多量量运用,此刻乐成推进了2-3年,其市场范围正于连续扩展,部门企业已经率先完成100%国产替换;第三,国产车规级SiCMOSFET技能与产能已经对于标国际程度,但因为受各类缘故原由的影响,SiCMOSFET于乘用车主驱运用上仍依靠入口,信赖将来2-3年后这类场合排场将有年夜幅改善;第四,因为竞争激烈及运用场景繁杂,车规级SiCMOSFET靠得住性尺度逐年提高,这也将进一步鞭策设计及制造技能前进;第五,激烈的竞争促使海内SiC半导体产物价格快速降落、质量不停提高、产能连续扩展,主驱芯片国产替换已经经起步并将慢慢上量,这终极将主导全世界SiC供给链;第六,国际企业与海内企业于上风互补的基础上实现强强结合。 责编:Clover.li 本文为国际电子商情原创文章,未经授权禁止转载。请尊敬常识产权,背者本司保留究查责任的权力。-金年会|金年会·jinnian


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