特斯拉減少75%碳化硅用量降低造車成本，國內(nèi)新能源車企如何實(shí)現(xiàn)“價(jià)格戰(zhàn)”突圍？

在國內(nèi)新能源車市場，特斯拉稱得上是最大的“鯰魚”，一舉一動(dòng)總能攪動(dòng)起不小的“水花”。

近日，“鯰魚”特斯拉在其投資者活動(dòng)日上公開了備受期待的“秘密宏圖第三篇章（Master Plan Part 3）”，其中一句“下一代平臺(tái)將減少75%的碳化硅使用”一度帶崩相關(guān)板塊，引發(fā)A股碳化硅中的個(gè)股集體跳水。

近兩年，碳化硅在新能源汽車中占據(jù)著重要位置，相關(guān)概念在資本市場上也一度受到熱捧，更具戲劇性的是，特斯拉正是推動(dòng)碳化硅上車的“先驅(qū)”。如今，特斯拉對碳化硅的態(tài)度出現(xiàn)180度大反轉(zhuǎn)，背后的真實(shí)意圖是什么？將會(huì)對國內(nèi)新能源汽車行業(yè)帶來什么影響？造車新勢力又該如何應(yīng)對這次“鯰魚”翻動(dòng)帶來的市場“水花”？

碳化硅“上車”風(fēng)起特斯拉

這兩年，碳化硅的風(fēng)刮了一陣又一陣，這陣風(fēng)的源頭正是特斯拉。

2018年，特斯拉率先在Model 3上應(yīng)用碳化硅，算是第一批吃螃蟹的人。此后，各大新能源車企開始布局碳化硅器件。這股風(fēng)也從國外逐漸吹到國內(nèi)，2020年，比亞迪將自研的碳化硅MOS應(yīng)用在漢EV四驅(qū)版上。

特斯拉為何率先應(yīng)用碳化硅？碳化硅是第三代半導(dǎo)體材料，相較于硅材料，具有大禁帶寬度、高擊穿電場、高飽和電子漂移速度、高熱導(dǎo)率、高抗輻射等特點(diǎn)，適合制造高溫、高壓、高頻、大功率的器件。

在電動(dòng)汽車中，碳化硅主要應(yīng)用于電驅(qū)中的主逆變器，能夠顯著降低電力電子系統(tǒng)的體積、重量，將電池成本減少300至600美元，同時(shí)提高功率密度。另外，碳化硅替代硅可以減少逆變器80%的能量損失，碳化硅芯片還擅長散熱，減少汽車?yán)鋮s系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，帶來每輛車500-1000美元的成本節(jié)約。

日本名古屋大學(xué)教授山本正義指出，這些優(yōu)勢在特斯拉Model 3的設(shè)計(jì)中得到了很好的體現(xiàn)?！癕odel 3 的空氣阻力系數(shù)與跑車一樣低。縮小逆變器的尺寸規(guī)模,使其具有流線型的設(shè)計(jì)?！?/p>

特斯拉 Model 3大獲成功，順利把碳化硅推到了臺(tái)前，一躍成為各大車企的心頭好，也推動(dòng)了多家功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的國際頭部廠商均在擴(kuò)張?zhí)蓟柘嚓P(guān)產(chǎn)能。今年2月，英飛凌才宣布將在德國德累斯頓投資50億歐元建廠，劍指模擬/混合信號(hào)技術(shù)和功率半導(dǎo)體。

而此時(shí)，特斯拉卻調(diào)轉(zhuǎn)車頭，宣布將減少碳化硅用量，真的是碳化硅不香了嗎？

調(diào)轉(zhuǎn)“風(fēng)向”？又貴又少的碳化硅讓人愛恨交加

在特斯拉投資者活動(dòng)日上，特斯拉動(dòng)力總成工程負(fù)責(zé)人科林·坎貝爾提到了兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一是碳化硅晶體管是關(guān)鍵部件，二是它們很貴。由此可以明確的是，特斯拉減少碳化硅用量并不是因?yàn)椤安缓糜谩?，而是“太貴了”！

前面說過，碳化硅能夠幫車企在綜合成本上省錢，但它本身卻并不省錢。

半導(dǎo)體材料的成本與工藝的改進(jìn)、良率的提升、供給端產(chǎn)能的持續(xù)擴(kuò)大等多重因素相關(guān)，而作為新一代半導(dǎo)體材料，碳化硅產(chǎn)業(yè)并不成熟，在工藝、良率和產(chǎn)能方面還都存在不少待解決的問題。

碳化硅在生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在單晶生產(chǎn)周期長、環(huán)境要求高、良率低的問題。碳化硅襯底的生產(chǎn)中的長晶環(huán)節(jié)需要在高溫、真空環(huán)境中進(jìn)行，對溫場穩(wěn)定性要求高，并且其生長速度比硅材料有數(shù)量級(jí)的差異。因此，碳化硅襯底生產(chǎn)工藝難度大，良率不高。

這直接導(dǎo)致了碳化硅襯底產(chǎn)能低、價(jià)格高的問題。2016年，6英寸碳化硅襯底的價(jià)格在2萬元左右，現(xiàn)在最便宜的單價(jià)是6000元左右，行業(yè)巨頭Wolfspeed的單價(jià)仍高達(dá)1.3萬元。雖然碳化硅的價(jià)格呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，但對比硅材料還是有著很大的差距。

除了貴，碳化硅還存在供應(yīng)緊張的問題。2021 年底，碳化硅產(chǎn)品缺少現(xiàn)貨（正常庫存比例小于60%），且交貨周期均較長，達(dá)到 30 周以上。

對于年產(chǎn)百萬規(guī)模的特斯拉而言，持續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)能力和降本是不變的宗旨，“又貴又少”的碳化硅顯然與此不符。

特斯拉減少碳化硅用量，或?qū)⒓觿∑嚒皟r(jià)格戰(zhàn)”

特斯拉之所以減少碳化硅用量，并非因?yàn)樘蓟璨缓茫翘谩?/p>

業(yè)內(nèi)人士分析，特斯拉可能通過升級(jí)800V平臺(tái)，且采用新的封裝技術(shù)來改善碳化硅單管或模塊的性能和散熱能力，最終實(shí)現(xiàn)減少碳化硅用量。特斯拉采用雙面水冷的封裝技術(shù)可能性比較大，該技術(shù)能夠提升碳化硅性能，并且已經(jīng)有小批量生產(chǎn)能力了，國內(nèi)封裝廠已有樣件。

在看到特斯拉通過技術(shù)升級(jí)有望實(shí)現(xiàn)減少碳化硅用量后，國內(nèi)車企感受到了山雨欲來之勢。這意味著特斯拉將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)成本下降，打開新的汽車降價(jià)空間，無疑會(huì)對國內(nèi)新能源汽車市場造成沖擊，國內(nèi)新能源車企在價(jià)格方面將承受更大壓力。

目前，在國補(bǔ)退坡背景下，新能源車市競爭正在加劇，車企將迎接降本增效的挑戰(zhàn)。1月6日，特斯拉中國在官網(wǎng)宣布多款車型降價(jià)，幅度從2萬到4.8萬元不等。CMBI的數(shù)據(jù)顯示，1月9日至1月15日期間，特斯拉在中國的日均銷量較2022年同期大增76%,已至12,654輛。

特斯拉降價(jià)之后，整個(gè)行業(yè)緊隨其后，不僅日系品牌開啟降價(jià)策略，同樣主打智能的國內(nèi)新能源車企也以限時(shí)促銷或金融政策優(yōu)惠等方式加入降價(jià)陣營中，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有極氪、問界、小鵬、零跑、蔚來等超過十多家汽車品牌選擇降價(jià)或變相降價(jià)。

傳統(tǒng)車企因其體量、利潤，還有降價(jià)的空間，然而對尚未盈利的造車新勢力來講，此時(shí)打價(jià)格戰(zhàn)并不利于品牌的長久發(fā)展，但是不降價(jià)則會(huì)面臨生存危機(jī)。近期，蔚來和理想均發(fā)布了2022年的財(cái)報(bào)，年報(bào)主要的問題體現(xiàn)在企業(yè)增收不增利，虧損幅度進(jìn)一步擴(kuò)大。

如今，特斯拉新平臺(tái)減少75%碳化硅用量，同時(shí)還有多項(xiàng)降低成本的舉措，這無疑將會(huì)對國內(nèi)車企造成更大的壓力，如果不采取應(yīng)對措施，難免陷入“降價(jià)怪圈”。

造車新勢力們?nèi)绾螒?yīng)對價(jià)格壓力？碳化硅技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)突圍

一直以來，特斯拉持續(xù)降本的核心都來自技術(shù)創(chuàng)新，國內(nèi)新能源汽車要想在“價(jià)格戰(zhàn)”中實(shí)現(xiàn)突圍，也需盡快進(jìn)行技術(shù)布局。

對國內(nèi)車企來說，實(shí)現(xiàn)碳化硅的技術(shù)創(chuàng)新與突破并不容易。特斯拉為了打破供應(yīng)商的底層數(shù)據(jù)之困，曾強(qiáng)化軟硬件自研，在智能化領(lǐng)域集中發(fā)力，構(gòu)建起了自研芯片的獨(dú)特發(fā)展模式，有大量的底層技術(shù)積累，但國內(nèi)的汽車半導(dǎo)體供應(yīng)鏈卻長期依賴國外廠商。

特斯拉率先在Model 3上以SiC功率器件替換硅基功率器件后，雖然帶來了一片資本競相布局的“藍(lán)?！笔袌?，但是也暴露出國內(nèi)相關(guān)廠商的技術(shù)缺陷。尤其是在碳化硅半導(dǎo)體這樣的新興技術(shù)面前，材料制備技術(shù)、器件制造與封裝工藝、動(dòng)靜態(tài)性能、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化以及可靠性等問題都未完全解決，能實(shí)現(xiàn)碳化硅MOS量產(chǎn)的企業(yè)寥寥無幾。

碳化硅“上車”的難題還未完全解決，特斯拉減少碳化硅用量的消息又讓新挑戰(zhàn)接踵而至，國內(nèi)碳化硅企業(yè)紛紛加快研發(fā)進(jìn)程，降低碳化硅成本。不久前，中科意創(chuàng)成為意法半導(dǎo)體在中國的官方合作公司，意法半導(dǎo)體正是2018年與特斯拉合作開發(fā)出SiC功率器件TPAK（Tesla Pack）模塊的國際半導(dǎo)體巨頭。

中科意創(chuàng)與意法半導(dǎo)體達(dá)成合作后，利用自身驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)、封裝設(shè)計(jì)等資源，對標(biāo)特斯拉TPAK方案并進(jìn)一步優(yōu)化，開發(fā)出碳化硅功率模組STPAK解決方案，該方案實(shí)現(xiàn)了封裝的SiC模塊與散熱器的器件級(jí)大面積銀燒結(jié)，且搭建國內(nèi)首條STPAK模塊模組銀燒結(jié)產(chǎn)線，能夠?qū)崿F(xiàn)2-3倍的散熱效率。

STPAK模組

同時(shí)，為快速讓國產(chǎn)新能源汽車使用上靈活度高、成本更優(yōu)的STPAK模組，中科意創(chuàng)定制了專用驅(qū)動(dòng)芯片，能夠獨(dú)立控制每個(gè)STPAK模塊，避免電流不均衡的問題。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)擁有電機(jī)控制器的產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)開發(fā)能力，在過去的兩年時(shí)間，深度研究動(dòng)態(tài)均流、結(jié)溫估算、效率提升等關(guān)鍵系統(tǒng)問題，并已與國內(nèi)Tier1巨頭基于碳化硅STPAK模組系統(tǒng)方案深度合作。

技術(shù)“溢價(jià)”助力中國車企沖破降價(jià)怪圈

特斯拉減少碳化硅用量，并不是碳化硅方案行不通，恰恰相反，正是碳化硅的多項(xiàng)優(yōu)勢導(dǎo)致新能源車企紛紛追隨特斯拉上車應(yīng)用，導(dǎo)致成本高企、供應(yīng)不足。

如今，特斯拉繼續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢，率先通過技術(shù)創(chuàng)新解決碳化硅應(yīng)用中的高成本問題。未來，一旦特斯拉正式發(fā)布“下一代平臺(tái)”并投入應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了碳化硅用量的減少，特斯拉等外國品牌的電動(dòng)車成本有望進(jìn)一步降低，將對中國汽車品牌形成更大的價(jià)格競爭壓力。

國內(nèi)車企要避免未來遭受價(jià)格壓力，從現(xiàn)在起就回歸創(chuàng)新源頭，邁出追趕的步伐，尋找替代方案，這也是國內(nèi)碳化硅企業(yè)的機(jī)會(huì)。

對于國產(chǎn)碳化硅企業(yè)來說，如果能夠抓住這個(gè)短暫的“窗口期”，實(shí)現(xiàn)碳化硅半導(dǎo)體量產(chǎn)“上車”，同時(shí)降低碳化硅降本，就有望扭轉(zhuǎn)國內(nèi)汽車在“價(jià)格戰(zhàn)”中“被動(dòng)降價(jià)”的局面，以技術(shù)創(chuàng)新所帶來的“溢價(jià)”實(shí)現(xiàn)車企“降價(jià)不虧本”，甚至能夠引領(lǐng)市場走向“低價(jià)時(shí)代”，助力中國新能源汽車品牌借助技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入快速發(fā)展階段，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步“超車”。

審核編輯黃宇