近期，三安光電拿下38億碳化硅大單，結(jié)合此前理想和三安聯(lián)手布局碳化硅的舉措，可以很明顯看到，在新能源汽車快速放量下，碳化硅也迎來它的新時代。

需求端：新能源大勢所趨，碳化硅加速“上車”

2021年以來，以中國為代表的新能源乘用車市場像開了掛一般，呈現(xiàn)出前所未有的火爆走勢，從其節(jié)節(jié)攀升的市場滲透率上可以明顯感受到。

圖表：2015-2022年全球及中國新能源汽車銷量

資料來源：Wind、芯八哥整理

新能源汽車作為碳化硅器件件最大的下游應(yīng)用市場，受益于終端需求驅(qū)動，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，2021年全球碳化硅功率器件市場規(guī)模約10.9億美元，其中汽車用碳化硅市場規(guī)模達6.9億美元，占比達63%。隨著碳化硅在新能源汽車滲透率快速提升，其市場規(guī)模也將不斷擴大。

圖表：2021-2027年全球碳化硅器件市場規(guī)模情況

資料來源：Yole、芯八哥整理

具體看，SiC功率器件在新能源汽車中主要應(yīng)用于主驅(qū)逆變器、OBC、DC/DC車載電源轉(zhuǎn)換器和大功率DC/DC充電器領(lǐng)域。隨著未來800V電壓平臺推出，在大功率，大電流條件下減少損耗、增大效率和減小器件尺寸，電機控制器的主驅(qū)逆變器將不可避免從硅基IGBT替換為SiC基MOS模塊，存量替代市場空間巨大。

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從頭部主機廠的動態(tài)來看，自2018年特斯拉在Model 3上規(guī)模化使用ST的碳化硅模組以來，行業(yè)龍頭的引領(lǐng)作用下，至2020年比亞迪的漢EV、2021年蔚來的ET5/7先后開始引入碳化硅功率器件，今年包括小鵬、現(xiàn)代、通用及奔馳等一批汽車主機廠逐漸規(guī)劃碳化硅產(chǎn)品的“上車”，行業(yè)迎來發(fā)黃金展期。

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供給端：海外大廠主導(dǎo)，國產(chǎn)供應(yīng)鏈快速發(fā)展

從整體市場布局看，目前碳化硅器件尤其是車用碳化硅功率器件市場主要由海外大廠掌控，包括ST（意法半導(dǎo)體）、Wolfspeed（科銳）、Infineon（英飛凌）、ROHM（羅姆）及ONSemi（安森美）等頭部IDM廠商深耕車用市場多年，跨足上游材料長晶到加工器件等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，與各大車企及Tier1廠商合作緊密，市場優(yōu)勢明顯。

圖表：2021年全球車規(guī)級碳化硅器件企業(yè)占比

資料來源：Yole、芯八哥整理

以ST為例，其通過率先打入特斯拉供應(yīng)鏈，目前在車規(guī)級碳化硅模塊應(yīng)用市場占比約37%；Infineon依托其在車規(guī)級功率器件方面的技術(shù)積淀，近兩年市占率快速提升；比較具有代表性的廠商中，以O(shè)NSemi為例，其看好并積極“押注”車規(guī)級碳化硅產(chǎn)品，2021年通過收購襯底供應(yīng)商GTAT，搭建了從碳化硅晶錠、襯底、器件生產(chǎn)到模塊封裝的垂直整合模式，建立了自己獨特的競爭優(yōu)勢。

國產(chǎn)廠商方面，車用SiC功率器件供應(yīng)商主要有三安光電、比亞迪半導(dǎo)體、斯達半導(dǎo)、聞泰科技及基本半導(dǎo)體等集芯片設(shè)計、制造、封測為一體的IDM廠商，但由于技術(shù)積淀、起步較晚等多方面原因，其在在整體車規(guī)級市場占比較少。近年來，可以看到國內(nèi)碳化硅IDM廠商也逐漸向集團式整合制造的結(jié)構(gòu)發(fā)展，持續(xù)完善垂直整合布局，加大加大研發(fā)投入、擴產(chǎn)，不斷強化競爭力。

從企業(yè)上車情況來看，ST重點以特斯拉為主，產(chǎn)能供不應(yīng)求；Infineon通過與大眾、現(xiàn)代及國內(nèi)小鵬等車企合作，市場份額快速增長；Wolfspeed主要以上游襯底擴產(chǎn)為主，器件布局為輔；ROHM和ONSemi加大產(chǎn)業(yè)鏈布局，成效顯著；比亞迪半導(dǎo)體依托母公司需求，以自用為主，發(fā)展迅速；三安光電產(chǎn)線逐漸建成，產(chǎn)品處于規(guī)模送樣驗證階段；泰科天潤、斯達半導(dǎo)體及基本半導(dǎo)體等受限于良率及材料方面限制，尚處于起量階段。

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Tier1方面，以博世、博格華納及大陸集團為代表頭部廠商積極擴大在碳化硅產(chǎn)品市場布局，800V高壓平臺是Tier1較為關(guān)注的熱點。

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綜上，與國外大廠相比，國內(nèi)車用碳化硅功率器件發(fā)展相對緩慢，市場占有率明顯偏低。作為全球最大的新能源汽車市場，長期看國內(nèi)碳化硅器件本土化需求具有很大的發(fā)展空間，隨著國產(chǎn)廠商碳化硅材料技術(shù)不斷取得突破，以及芯片結(jié)構(gòu)及模塊封裝工藝趨于成熟，頭部廠商在車用碳化硅市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

大勢預(yù)判：碳化硅國產(chǎn)化未來發(fā)展的挑戰(zhàn)與機會

從今年1-9月資本市場融資情況來看，碳化硅等第三方半導(dǎo)體、功率器件應(yīng)用等投資熱度居高不下，二級市場的相關(guān)碳化硅概念股也持續(xù)升溫，行業(yè)發(fā)展具備良好的天時地利人和。

圖表：資本市場聚焦功率器件、AI等細(xì)分賽道

資料來源：Wind、芯八哥整理

相對而言，和其他差距較大的芯片對比看，國內(nèi)在碳化硅、氮化鎵等第三代半導(dǎo)體與頭部廠商站有望在同一起跑線上的機會。當(dāng)然，我們也應(yīng)該看到，在專利布局、技術(shù)代差、量產(chǎn)水平、良率及應(yīng)用穩(wěn)定性等方面，國產(chǎn)廠商還有較長的路要走。

資料來源：芯八哥整理

北京大學(xué)教授、寬禁帶半導(dǎo)體研究中心主任沈波曾提出，包括ST、Infineon及ROHM等碳化硅模塊都已通過車規(guī)級認(rèn)證，產(chǎn)品逐漸走向規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。反觀國內(nèi)，主要量產(chǎn)應(yīng)用的產(chǎn)品仍以碳化硅二極管為主，車規(guī)級碳化硅MOSFET、IGBT等估計到明年才能實現(xiàn)小批量量產(chǎn)，大規(guī)模上量有待觀察。

國內(nèi)領(lǐng)先的碳化硅器件廠商泰科天潤曾提到，在碳化硅器件方面，國產(chǎn)碳化硅二極管基本上水平和國外差距不大，但碳化硅MOSFET國內(nèi)外差距還是有至少1-2代的差距；可靠性方面，國內(nèi)廠家需要在推廣市場的過程中逐步積累相關(guān)經(jīng)驗；產(chǎn)業(yè)鏈方面，國外廠家針對碳化硅的材料優(yōu)勢，相關(guān)匹配的產(chǎn)業(yè)鏈都做了對應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計，使之能更加契合的體現(xiàn)碳化硅的材料優(yōu)勢。總的來看，國內(nèi)該領(lǐng)域仍處于后發(fā)追趕階段。

從筆者的角度來看，在國內(nèi)外新能源（汽車、光伏及儲能等）產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展驅(qū)動下，尤其是車規(guī)級類應(yīng)用，國內(nèi)外碳化硅IDM廠商都在積極擴大產(chǎn)能，未來2-3年車規(guī)級碳化硅仍處于供不應(yīng)求階段。現(xiàn)階段，國內(nèi)碳化硅器件廠商具備較好的發(fā)展“紅利”期，未來幾年內(nèi)加快車規(guī)產(chǎn)品認(rèn)證、整合上下游供應(yīng)鏈、提升批量制造能力和良率，這將是關(guān)系到國產(chǎn)廠商是否有機會取得“質(zhì)變”發(fā)展的關(guān)鍵。