碳化硅--电力半导体产业发展的新机遇

从增长源/下游需求端看,在可预见的未来,新能源汽车(含配套充电桩)将是碳化硅器件最大的应用场景,至少占总需求的50%,增速远快于其他市场。

建设开放型国家创新技术中心和国际化公共研发服务平台。攻克核心技术,丰富创新资源

搭建测试验证和应用示范平台,完善产品测试流程,助力企业创新应用,增强以应用为核心的系统能力,改善产业生态环境,抓住人才、技术、应用、国际合作等重点,完善人才体系。培养创业、创新和工程技术领军人才

加强基础研究,鼓励原始创新,为产业提供人才、技术和创意供给

2.未来增长潜力:新能源汽车应用需求的上升将推动碳化硅器件市场的增长

加强顶层设计,制定规划,集中力量,发展技术,夯实基础。制定战略规划,规划技术发展路线,探索集聚各方资源和资本,促进产业集群,集中优化创新资源。着力克服装备、材料、器件等技术短板

数据来源:Yole报告

碳化硅,功率半导体行业发展的新机遇

除新能源汽车外,轨道交通和特高压电网等特定需求的高压耐压装置仍在开发中,预计2025年后将投入商业使用。

碳化硅器件在电动汽车驱动电机/逆变器(即其动力系统)中的应用可以显著提高续航里程,潜在的应用规模比其他应用要大得多。使用碳化硅装置驱动电机,不仅可以降低功率损耗,提高功率可控性,还可以使设备更小(减少50%左右)、更轻,从而使车辆行驶里程提高510%。或者相应地降低5%到10%的电池成本(每辆车大约200-600美元)。此外,使用碳化硅装置还可以降低制冷系统的成本,延长动力电池的使用寿命,这是有益的,也是无害的。粗略估算,每辆电动车驱动电机使用的碳化硅器件潜在价值是现有应用价值的10倍以上。

目前碳化硅器件主要用于OBC车载充电器和电动汽车的DC-DC变换器,有助于提高电动汽车的充电速度。截至2018年底,全球已有20多家汽车制造商在OBC中使用了碳化硅装置。但其市场价值空间相对有限。

1)碳化硅器件制造成本高。目前碳化硅二极管和MOSFET的成本大约是同类硅产品的2-3倍和5-10倍,而下游客户认为大规模应用碳化硅器件的一般价格区间应该是同类硅器件的1.5倍左右。成本高的主要原因是原材料价格高,特别是衬底硅片,占标准碳化硅器件成本的50%。

如上所述,碳化硅器件性能优势突出,应用场景明确,产业链上下游龙头企业投入积极,但市场渗透率仍然较低。究其原因,它受制于制造成本高和技术成熟度低两个障碍。打破这两个壁垒是技术发展方向的核心。碳化硅器件制造的四个环节(衬底制造、外延制造、芯片工艺、封装测试)各有所长。

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