新能源汽車(chē)與SiC技術(shù)的崛起:中國(guó)市場(chǎng)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

新能源汽車(chē)行業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速，已成為全球最耀眼的產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)預(yù)測(cè)，2023年中國(guó)新能源汽車(chē)銷量將達(dá)到950萬(wàn)輛，市場(chǎng)占比高達(dá)31.6%。到2024年，年銷量有望進(jìn)一步攀升至1200-1300萬(wàn)輛，市場(chǎng)占比可能超過(guò)45%，并占據(jù)全球年產(chǎn)銷量的60%。這一趨勢(shì)讓人聯(lián)想到光伏行業(yè)的崛起，新能源汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展似乎正沿著相似的軌跡前進(jìn)。

在SiC（碳化硅）技術(shù)的應(yīng)用方面，自特斯拉在2017年推出首款基于SiC主驅(qū)的汽車(chē)后，中國(guó)企業(yè)如比亞迪等也于2020年前后開(kāi)始跟進(jìn)。隨后，各大汽車(chē)制造商和主驅(qū)制造商紛紛投身SiC平臺(tái)的研發(fā)。到2023年，已公開(kāi)的國(guó)產(chǎn)SiC車(chē)型已達(dá)142款，標(biāo)志著新能源汽車(chē)采用SiC的市場(chǎng)已全面打開(kāi)。

在E維智庫(kù)第12屆中國(guó)硬科技產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新趨勢(shì)峰會(huì)暨百家媒體論壇上，清純半導(dǎo)體（寧波）有限公司市場(chǎng)經(jīng)理詹旭標(biāo)對(duì)車(chē)載SiC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及國(guó)內(nèi)車(chē)載SiC技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行了深入分析和解讀。

詹旭標(biāo)指出，SiC技術(shù)為新能源汽車(chē)帶來(lái)了諸多優(yōu)勢(shì)。目前，車(chē)機(jī)主驅(qū)應(yīng)用的主流器件為1200V SiC MOSFET，而400V平臺(tái)則逐步采用750V SiC進(jìn)行替代。SiC器件的性能、質(zhì)量、價(jià)格及產(chǎn)能是主驅(qū)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵考量因素。

在提升續(xù)航里程方面，SiC MOSFET憑借低導(dǎo)通電阻和低開(kāi)關(guān)損耗，相比傳統(tǒng)硅IGBT方案，電機(jī)控制器系統(tǒng)損耗可降低70%，從而增加5%的行駛里程。此外，SiC的應(yīng)用還有助于緩解補(bǔ)能焦慮，通過(guò)提高充電功率，預(yù)計(jì)到2025年，用戶將能在15分鐘內(nèi)補(bǔ)充80%的電能。

充電樁行業(yè)作為新能源汽車(chē)市場(chǎng)的另一大活躍領(lǐng)域，已進(jìn)入充分競(jìng)爭(zhēng)階段。目前，國(guó)內(nèi)充電樁保有量約900-1000萬(wàn)臺(tái)，2024年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)25億人民幣。根據(jù)規(guī)劃，到2030年，汽車(chē)保有量將達(dá)到6000萬(wàn)輛，車(chē)樁比達(dá)到1:1，意味著未來(lái)4-5年內(nèi)還需新增約5000萬(wàn)個(gè)充電樁。目前，充電模塊已開(kāi)始采用SiC，并在DC-DC轉(zhuǎn)換及PFC應(yīng)用中廣泛使用，每個(gè)充電樁至少使用8個(gè)以上SiC器件，市場(chǎng)規(guī)模潛力巨大。

然而，盡管?chē)?guó)內(nèi)SiC產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但全球SiC市場(chǎng)仍由國(guó)外企業(yè)引領(lǐng)。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，全球SiC市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將接近60億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率有望達(dá)到36.7%左右。市場(chǎng)前五強(qiáng)企業(yè)的合計(jì)市場(chǎng)份額高達(dá)91.9%，國(guó)內(nèi)企業(yè)的市場(chǎng)份額相對(duì)較小。

在產(chǎn)能方面，盡管?chē)?guó)內(nèi)產(chǎn)能規(guī)劃已達(dá)千億級(jí)別，但分布過(guò)于分散，頭部企業(yè)尚未形成明顯優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)到2026年，國(guó)內(nèi)SiC襯底規(guī)劃產(chǎn)能將達(dá)到460萬(wàn)片，若這些產(chǎn)能能順利轉(zhuǎn)化為量產(chǎn)，將能滿足大約3000萬(wàn)輛新能源汽車(chē)的需求。這可能導(dǎo)致SiC行業(yè)面臨內(nèi)卷和產(chǎn)能過(guò)剩的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)方面，主流SiC MOSFET技術(shù)呈現(xiàn)出穩(wěn)健發(fā)展的態(tài)勢(shì)，其設(shè)計(jì)方案主要分為平面柵結(jié)構(gòu)和溝槽柵結(jié)構(gòu)兩大類。國(guó)內(nèi)SiC器件技術(shù)進(jìn)展迅速，產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善，從材料到設(shè)計(jì)、代工等各個(gè)環(huán)節(jié)均已形成較為成熟的體系。清純半導(dǎo)體等國(guó)內(nèi)企業(yè)已在主驅(qū)領(lǐng)域推出了多款產(chǎn)品，其性能與國(guó)際一流水平相當(dāng)，并在某些方面表現(xiàn)更佳。

展望未來(lái)，國(guó)內(nèi)SiC半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正蓬勃發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，已進(jìn)入快速洗牌階段。盡管在乘用車(chē)主驅(qū)應(yīng)用上還暫時(shí)需要依賴進(jìn)口，但預(yù)計(jì)未來(lái)2-3年內(nèi)將顯著改善。隨著國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET技術(shù)的快速發(fā)展和國(guó)際先進(jìn)水平的差距不斷縮小，部分領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)并跑甚至領(lǐng)跑。國(guó)內(nèi)SiC半導(dǎo)體產(chǎn)品因競(jìng)爭(zhēng)而價(jià)格迅速下降，質(zhì)量不斷提升，產(chǎn)能逐步擴(kuò)大，有望最終主導(dǎo)全球供應(yīng)鏈。