電動(dòng)汽車(chē)或成為碳化硅器件最大的應(yīng)用市場(chǎng)

數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2027年，汽車(chē)市場(chǎng)導(dǎo)電型碳化硅功率器件規(guī)模達(dá)49.86億美元，占比79.2%，能源、工業(yè)和交通應(yīng)用市場(chǎng)占比分別降至7.3%，8.7%和3.0%。

按照電學(xué)性能的不同，碳化硅材料制成的器件分為導(dǎo)電型碳化硅功率器件和半絕緣型碳化硅射頻器件，兩種類(lèi)型碳化硅器件的終端應(yīng)用領(lǐng)域不同。其中，導(dǎo)電型碳化硅功率器件是通過(guò)在低電阻率的導(dǎo)電型襯底上生長(zhǎng)碳化硅外延層后進(jìn)一步加工制成，包括造肖特基二極管、MOSFET、IGBT等，主要用于電動(dòng)汽車(chē)、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、充電等領(lǐng)域。

Yole數(shù)據(jù)顯示，2021年汽車(chē)市場(chǎng)導(dǎo)電型碳化硅功率器件規(guī)模達(dá)6.85億美元，占比62.8%，能源、工業(yè)和交通應(yīng)用市場(chǎng)占比分別為14.1%，11.6%和7.2%。預(yù)計(jì)到2027年，汽車(chē)市場(chǎng)導(dǎo)電型碳化硅功率器件規(guī)模達(dá)49.86億美元，占比79.2%，能源、工業(yè)和交通應(yīng)用市場(chǎng)占比分別降至7.3%，8.7%和3.0%。

圖：2027 年導(dǎo)電型碳化硅功率器件下游應(yīng)用占比預(yù)測(cè)

據(jù)相關(guān)市場(chǎng)報(bào)告，在多種應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中，碳化硅功率器件在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的市場(chǎng)增速高于高壓充電樁、光伏發(fā)電和交通軌道領(lǐng)域，需求量大大增加。我們知道，碳化硅在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域主要用于主驅(qū)逆變器、車(chē)載充電系統(tǒng)(OBC)、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(車(chē)載 DC/DC)和非車(chē)載充電樁。

特別是在電動(dòng)汽車(chē)主驅(qū)逆變器中，相比Si-IGBT，碳化硅MOSFET具有明顯優(yōu)勢(shì)。一是碳化硅MOSFET功率轉(zhuǎn)換效率更高，電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航距離可延長(zhǎng)5-10%，即在同樣續(xù)航里程的情況下可削減電池容量，降低電池成本;二是碳化硅MOSFET的高頻特性可使逆變器線圈、電容小型化，電驅(qū)尺寸可大幅減少，可聽(tīng)噪聲的降低能減少電機(jī)鐵損;三是碳化硅MOSFET可承受更高電壓，在電機(jī)功率相同的情況下可以通過(guò)提升電壓來(lái)降低電流強(qiáng)度，從而使得束線輕量化，節(jié)省安裝空間。

雖然當(dāng)前碳化硅器件單車(chē)價(jià)格高于Si-IGBT，但上述優(yōu)勢(shì)可降低整車(chē)系統(tǒng)成本。以特斯拉Model 3為例，其首次將Si IGBT替換為SiC器件，汽車(chē)逆變器效率大幅提升。當(dāng)前比亞迪、蔚來(lái)、小鵬、保時(shí)捷等車(chē)廠正在轉(zhuǎn)向在電驅(qū)中使用碳化硅MOSFET器件，而且在車(chē)廠逐漸形成趨勢(shì)。

截至2022年底，全國(guó)新能源汽車(chē)保有量達(dá)1310萬(wàn)輛，占汽車(chē)總量的4.10%，同比增長(zhǎng) 67.13%。其中，純電動(dòng)汽車(chē)保有量1045萬(wàn)輛，占新能源汽車(chē)總量的79.78%。根據(jù)全球碳化硅領(lǐng)域龍頭廠商Wolfspeed公司的預(yù)測(cè)，到2026年汽車(chē)中逆變器所占據(jù)的碳化硅價(jià)值量約為83%，是電動(dòng)汽車(chē)中價(jià)值量最大的部分;其次為OBC，價(jià)值量占比約為15%;DC-DC轉(zhuǎn)換器中，SiC價(jià)值量占比在2%左右。

審核編輯：湯梓紅