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新能源|第三代半导体爆发前夕，谁在提前布局碳化硅？( 二 )


SiC出现后，由于具备耐高压、耐高频的特性，因此仅用结构更简单的MOSFET器件就能覆盖现在IGBT耐压水平，同时规避硅基IGBT的缺点，耗能更少 。数据统计显示，相同规格的碳化硅基 MOSFET较硅基 IGBT 的总能量损耗可大大降低 70% 。
新能源|第三代半导体爆发前夕，谁在提前布局碳化硅？
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正是因此在Model 3上的成功，让第三代半导体迅速商业化落地，由此也让资本市场注意到了小小元器件的价值 。
02、SiC的“奇点时刻”尽管SiC存在诸多性能上的优势，但明显过高的成本依然限制了它的全面应用 。
硅晶圆制造工艺成熟，硅基器件成本极低 。与之相对，目前商用SiC衬底制备需要用到物理气相传输法（简称PVT法），这种方法需要极高温度，同时生长周期长、控制难度大，良品率低 。此外，SiC硬度极高且脆性高，切割耗时远远高于普通硅片 。
【新能源|第三代半导体爆发前夕，谁在提前布局碳化硅？】这些原因综合起来，造成了碳化硅的高成本难题 。
目前来看，SiC器件成本仍是硅基产品数倍 。但考虑到SiC器件的低能耗优势，以及量产和技术成熟带来的成本下降趋势，在新能源时代，SiC即将迎来属于它的性价比“奇点时刻” 。
新能源|第三代半导体爆发前夕，谁在提前布局碳化硅？
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新能源时代将是SiC的大舞台 。在新能源汽车行业，SiC可用于驱动和控制电机的逆变器、车载充电器和快速充电桩等 。
在逆变器上，一辆使用SiC功率器件的电动汽车，在同等电池条件下，续航能够提升5-10% 。这也是目前碳化硅在新能源汽车应用最多的市场 。而在充电和快充领域，随着成本的降低，碳化硅器件的应用也在逐渐深入 。
此前，小鹏布局的800V高压快充平台，即配置SiC芯片，用以在高压场景中发挥关键性能 。
与此同时，新能源革命还带来了更多应用场景，光电、风电等不规律发电模式，以及配套的储能体系，将成为SiC器件有待开发的庞大市场 。
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如在光伏发电上，目前光伏逆变器龙头企业已采用SiC功率器件替代硅器件 。新基建中，特高压输电工程对SiC器件具有重大需求 。
广而言之，未来SiC将在固态变压器、柔性交流输电、高压直流输电及配电系统等应用方面推动智能电网的发展和变革 。
据Yole预测，SiC器件应用空间将从2020年的6亿美金快速增长至2030年的100亿美金 。华为预计，在2030年光伏逆变器的SiC渗透率将从目前的2%增长至70%以上，在充电基础设施、电动汽车领域的渗透率超过80%，通信电源、服务器电源将全面推广应用 。
乐观估计，属于SiC的大时代即将来临 。
03、国产半导体的突破口从更高维度分析，以SiC为代表的第三代半导体材料，有望成为中国半导体行业的突破口 。
以硅基IGBT为例，全球IGBT等元器件目前仍以英飞凌、安森美、三菱、富士等为主 。数据显示，2019年IGBT模组市场份额CR10占比81.10%，其中仅斯达半导为国内企业，占比仅2.50% 。
虽然在新能源汽车IGBT细分领域上，斯达半导和比亚迪等企业市场份额占比较大 。但在全球硅片产能整体受限的情况下，IGBT产品配额十分匮乏，国产化替代步伐并不算快 。

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