碳化硅產業前景廣闊 電動汽車引擎啟動

　　碳化硅作為一種新型的寬禁帶半導體材料，功率密度和效率優勢明顯，疊加市場價格下探，正讓其在電動汽車、光伏等新能源領域的應用快速增長。

　　因為起步早、布局完整、技術領先、產能充足，三安光電的碳化硅業務迎來高成長契機。“公司的產能規模位居全球同業上游水平，規模優勢突出，在促進產品轉型中發揮著重要作用，并通過垂直整合產業鏈來加強這一優勢。”日前，三安光電副董事長、總經理林科闖在接受中國證券報記者專訪時表示，三安光電已在化合物半導體領域深耕二十多年，公司致力于成為全球碳化硅產業的領導者。

　　目前，三安光電碳化硅襯底產品良率水平居國內前列，且穩步提升。公司將繼續提升技術優勢，并通過戰略合作與市場布局雙管齊下，搶占碳化硅產業競爭高地。一方面，與意法半導體的戰略合作，加深了三安光電在碳化硅領域的技術積累，也打開了更廣闊的國際市場。另一方面，三安光電正在力爭不斷縮短研發與終端用戶的距離，以性能、技術領先性去引領市場，推動汽車芯片邁向國際標準。

　　增長動能涌現

　　產業發展環境良好

　　全球碳化硅產業高速增長，國際大廠展望積極。英飛凌預計，2024財年其碳化硅業務收入將增長50%至7.5億歐元;安森美2023年碳化硅業務收入超8億美元，預計2024年全球碳化硅市場增速為20%-30%，而其將以市場增速的2倍增長;意法半導體2023年碳化硅業務收入達11.4億美元，預計其2025年碳化硅業務收入將突破20億美元。

　　林科闖表示，政府對新材料產業的大力支持，以及全球市場對高性能半導體材料的需求旺盛，為國內碳化硅產業提供了良好的發展環境。

　　憑借出色的材料特性，碳化硅正在國內電力電子、射頻等下游應用領域加速“出圈”，滲透率不斷走高。根據第三方市場研究公司Yole預測，全球碳化硅功率器件市場規模將從2022年的17.94億美元增至2028年的89.06億美元，年均復合增長率達31%。

　　新能源汽車市場的持續擴大，以及800V高壓快充等新技術的推廣應用，已成為驅動碳化硅產業高速發展的關鍵動能。“碳化硅功率器件及模塊可實現更快的充電速度、更長的續航里程以及更高的能效比。”林科闖說，相較于傳統硅基器件，碳化硅功率器件及模塊具有更高的飽和電子遷移率和擊穿電壓，這意味著碳化硅功率器件及模塊能在更高的電壓和電流下工作，從而實現更高的效率。

　　在800V高壓狀態下,應用碳化硅功率器件電驅比同等硅基IGBT器件電驅能效增長3%-5%，碳化硅可以在高頻狀態下穩定工作，實現更快的開關頻率(約為IGBT的5倍到10倍)，開關損耗降低超75%;綜合續航里程提升6%-8%。目前，碳化硅功率器件及模塊在一輛電動汽車中的價值約為1500美元至2000美元，覆蓋主驅逆變器、電動壓縮機、車載充電機等應用。

　　碳化硅功率器件及模塊正加速從高端產品向下滲透。“現在售價為20萬元以上的800V電動汽車，碳化硅功率器件滲透率約為一半，可以全驅配置，或只配置主驅。對于售價在20萬元以下的電動汽車，碳化硅功率器件滲透率快速提升，整車配置只是時間問題。”林科闖說，產品的加速應用將帶來規模效應，形成成本降低、售價降低、應用進一步擴大的良性循環。

　　在光伏、儲能等可再生能源領域，碳化硅也正大展拳腳。業內人士表示，光伏設備的技術趨勢是提高功率，減小體積與重量，提高穩定性。從單品看，碳化硅功率器件比硅基器件要貴2倍-3倍。但從系統角度看，碳化硅功率器件的應用使得散熱器、電容電感等被動器件減小，而碳化硅功率器件低開關損耗、高頻、高壓工作的特性，也對逆變器實現光伏發電系統高效、經濟和穩定運行提供了更強保障。

　　全產業鏈布局

　　技術產能優勢強

　　三安光電是目前國內碳化硅產業布局最為完整的企業，覆蓋長晶、襯底、外延、器件制造(設計、制造、封測)等各環節。縱觀海外實力大廠，也幾乎采取了全產業鏈垂直整合策略。“這種垂直整合的模式有助于提高生產效率，確保產品質量，同時增強對供應鏈的把控性和穩定性。”林科闖說。

　　襯底環節價值量最高，占碳化硅功率器件及模塊成本超過40%，而且襯底良率的提升將對整體器件良率起到重要作用。由于產業鏈上下游的高度耦合，芯片良率的提升將帶動單晶圓供車量直線上升。“近年來，我們與理想汽車等一線汽車廠商的相繼合作，說明了公司深厚的技術積累和全產業鏈發展策略的正確性，進一步奠定了公司的競爭優勢。”林科闖表示，“作為國內碳化硅產業的領軍企業，我們見證了國內碳化硅產量的穩步增長，以及技術進步帶來的成本下降和良率提升。”

　　對行業規律的深刻理解和對技術創新的持續追求，讓三安光電化合物半導體業務實現前瞻布局。林科闖介紹，“2014年開始，公司瞄準化合物半導體集成電路產業，并于同年設立廈門三安集成，其業務主要涵蓋微波射頻、電力電子、光通訊、濾波器等化合物半導體芯片的研發、代工及服務。”

　　目前，三安光電碳化硅產能規模居國內前列。公司在湖南長沙建設碳化硅超級工廠，一期工程產能已達6英寸碳化硅晶圓20萬片/年，二期工程預計今年上半年貫通。二期達產后，項目合計滿產6英寸碳化硅晶圓36萬片/年，8英寸碳化硅晶圓48萬片/年。

　　技術與良率方面，三安光電的8英寸碳化硅產品已批量生產，其中襯底產品良率水平居國內前列且穩步提升。林科闖表示，技術進步和良率提升是降低成本、提高市場競爭力的關鍵因素。

　　戰略合作與市場布局方面，三安光電雙管齊下。一方面，得益于行業認可，三安光電與意法半導體共同在重慶投資建設8英寸碳化硅外延、芯片代工廠。另一方面，三安光電與新能源汽車領軍企業理想汽車成立合資公司，在碳化硅模塊上展開合作。“這體現了公司非常注重縮短終端與研發的距離，推動產品邁向標準化，通過產品性能、技術領先去引領市場。”林科闖表示。

　　在林科闖看來，既重視上游供應鏈合作，又緊密聯系終端客戶的雙向策略，將使三安光電能夠更好地把握市場脈搏，在推動公司穩健發展的同時，也將為整個半導體產業的進步與新能源汽車產業的成長作出貢獻。

　　成長因素匯聚

　　拓寬碳化硅應用范圍

　　目前，三安光電碳化硅產品已廣泛應用于光伏、儲能、新能源汽車、充電樁等領域。在新能源汽車產業，用戶有理想汽車、比亞迪、聯電、威邁斯、匯川、英搏爾、富特等;在光伏領域，用戶包括陽光電源、古瑞瓦特、錦浪、固德威、上能等;電源用戶則包括臺達、維諦、長城、歐陸通、科華、英威騰等一線廠商;工業領域則涵蓋了格力、美的、視源、斯達、士蘭微、英飛特等著名廠商。

　　分析人士認為，多國陸續推進“雙碳”戰略，并且給出禁產燃油車的時間表，也將直接利好以碳化硅為代表的第三代半導體材料。林科闖表示，產業發展趨勢愈發清晰，對企業而言開拓客戶挑戰越大。“碳化硅的技術路徑十分明朗。未來，我們希望通過與汽車制造商、技術合作伙伴以及供應鏈伙伴的緊密合作，助力新能源汽車產業實現更環保、更高效、更節能的發展目標。”

　　他進一步表示，三安光電正緊緊圍繞“橫向外延，縱向整合”的戰略，持續調整產業結構，加大第二曲線的業務增長和盈利能力，實現進一步強化LED產業的縱深發展和第三代半導體產業的飛躍式成長。

　　林科闖表示，成功不會給予“躺平”的人。隨著全球人工智能化進一步升級，AI應用擴展，將極大地驅動半導體應用市場回暖，但只有做足了功課，只有準備好的人才能成為行業的佼佼者。在射頻和光通訊板塊，公司將聚焦數據通訊、光學感測、激光雷達等核心增長引擎，加強團隊建設，迅速迭代產品推市場。在LED業務板塊，三安Micro LED將加快擴產，加速實現規模效益;同時在車規級LED、植物照明、激光、紫外等著眼技術突破，加快商業化進程，搶占制高點。公司將充分發揮自身在Micro LED的技術優勢，加速構筑細分市場的先發優勢。

　　聚焦到碳化硅業務方面，林科闖表示，攜手意法半導體，使公司向打造專業的國際化碳化硅晶圓代工廠的目標邁出了堅實的一步。繼在日本、德國、美國設立研發機構后，公司在新加坡設立了研發機構，為加速“出海”構建了堅實的“護城河”。未來，碳化硅板塊將圍繞車規級應用開發，加快碳化硅MOSFET的技術迭代，推動產品性能升級，并迅速擴充和布局國際市場。

　　三安光電將繼續擴大產能，特別是在8英寸碳化硅襯底和外延片，以滿足日益增長的市場需求。同時，公司將繼續加大碳化硅材料和器件研發的投入，降低成本，以滿足新能源汽車市場對高性能碳化硅功率器件的不斷增長的需求，并加快探索碳化硅在光伏、儲能、充電樁等領域的應用，拓寬產品應用范圍。此外，公司還將繼續尋求與國際先進企業的合作機會，通過技術交流和市場合作，提升自身的國際競爭力。

　　來源：中國證券報 記者 吳科任