碳化硅產(chǎn)業(yè)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(dǎo)體材料，功率密度和效率優(yōu)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(lǐng)域的應(yīng)用快速增長。

　　因?yàn)槠鸩皆?、布局完整、技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)能充足，三安光電的碳化硅業(yè)務(wù)迎來高成長契機(jī)。“公司的產(chǎn)能規(guī)模位居全球同業(yè)上游水平，規(guī)模優(yōu)勢突出，在促進(jìn)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著重要作用，并通過垂直整合產(chǎn)業(yè)鏈來加強(qiáng)這一優(yōu)勢。”日前，三安光電副董事長、總經(jīng)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(dǎo)體領(lǐng)域深耕二十多年，公司致力于成為全球碳化硅產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。

　　目前，三安光電碳化硅襯底產(chǎn)品良率水平居國內(nèi)前列，且穩(wěn)步提升。公司將繼續(xù)提升技術(shù)優(yōu)勢，并通過戰(zhàn)略合作與市場布局雙管齊下，搶占碳化硅產(chǎn)業(yè)競爭高地。一方面，與意法半導(dǎo)體的戰(zhàn)略合作，加深了三安光電在碳化硅領(lǐng)域的技術(shù)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(fā)與終端用戶的距離，以性能、技術(shù)領(lǐng)先性去引領(lǐng)市場，推動汽車芯片邁向國際標(biāo)準(zhǔn)。

　　增長動能涌現(xiàn)

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境良好

　　全球碳化硅產(chǎn)業(yè)高速增長，國際大廠展望積極。英飛凌預(yù)計，2024財年其碳化硅業(yè)務(wù)收入將增長50%至7.5億歐元;安森美2023年碳化硅業(yè)務(wù)收入超8億美元，預(yù)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(dǎo)體2023年碳化硅業(yè)務(wù)收入達(dá)11.4億美元，預(yù)計其2025年碳化硅業(yè)務(wù)收入將突破20億美元。

　　林科闖表示，政府對新材料產(chǎn)業(yè)的大力支持，以及全球市場對高性能半導(dǎo)體材料的需求旺盛，為國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。

　　憑借出色的材料特性，碳化硅正在國內(nèi)電力電子、射頻等下游應(yīng)用領(lǐng)域加速“出圈”，滲透率不斷走高。根據(jù)第三方市場研究公司Yole預(yù)測，全球碳化硅功率器件市場規(guī)模將從2022年的17.94億美元增至2028年的89.06億美元，年均復(fù)合增長率達(dá)31%。

　　新能源汽車市場的持續(xù)擴(kuò)大，以及800V高壓快充等新技術(shù)的推廣應(yīng)用，已成為驅(qū)動碳化硅產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的關(guān)鍵動能。“碳化硅功率器件及模塊可實(shí)現(xiàn)更快的充電速度、更長的續(xù)航里程以及更高的能效比。”林科闖說，相較于傳統(tǒng)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(shí)現(xiàn)更高的效率。

　　在800V高壓狀態(tài)下,應(yīng)用碳化硅功率器件電驅(qū)比同等硅基IGBT器件電驅(qū)能效增長3%-5%，碳化硅可以在高頻狀態(tài)下穩(wěn)定工作，實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)頻率(約為IGBT的5倍到10倍)，開關(guān)損耗降低超75%;綜合續(xù)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(qū)逆變器、電動壓縮機(jī)、車載充電機(jī)等應(yīng)用。

　　碳化硅功率器件及模塊正加速從高端產(chǎn)品向下滲透。“現(xiàn)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(qū)配置，或只配置主驅(qū)。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(chǎn)品的加速應(yīng)用將帶來規(guī)模效應(yīng)，形成成本降低、售價降低、應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大的良性循環(huán)。

　　在光伏、儲能等可再生能源領(lǐng)域，碳化硅也正大展拳腳。業(yè)內(nèi)人士表示，光伏設(shè)備的技術(shù)趨勢是提高功率，減小體積與重量，提高穩(wěn)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(tǒng)角度看，碳化硅功率器件的應(yīng)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(guān)損耗、高頻、高壓工作的特性，也對逆變器實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行提供了更強(qiáng)保障。

　　全產(chǎn)業(yè)鏈布局

　　技術(shù)產(chǎn)能優(yōu)勢強(qiáng)

　　三安光電是目前國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)布局最為完整的企業(yè)，覆蓋長晶、襯底、外延、器件制造(設(shè)計、制造、封測)等各環(huán)節(jié)?？v觀海外實(shí)力大廠，也幾乎采取了全產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合策略。“這種垂直整合的模式有助于提高生產(chǎn)效率，確保產(chǎn)品質(zhì)量，同時增強(qiáng)對供應(yīng)鏈的把控性和穩(wěn)定性。”林科闖說。

　　襯底環(huán)節(jié)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(chǎn)業(yè)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(shù)積累和全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展策略的正確性，進(jìn)一步奠定了公司的競爭優(yōu)勢。”林科闖表示，“作為國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，我們見證了國內(nèi)碳化硅產(chǎn)量的穩(wěn)步增長，以及技術(shù)進(jìn)步帶來的成本下降和良率提升。”

　　對行業(yè)規(guī)律的深刻理解和對技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)追求，讓三安光電化合物半導(dǎo)體業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)前瞻布局。林科闖介紹，“2014年開始，公司瞄準(zhǔn)化合物半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)，并于同年設(shè)立廈門三安集成，其業(yè)務(wù)主要涵蓋微波射頻、電力電子、光通訊、濾波器等化合物半導(dǎo)體芯片的研發(fā)、代工及服務(wù)。”

　　目前，三安光電碳化硅產(chǎn)能規(guī)模居國內(nèi)前列。公司在湖南長沙建設(shè)碳化硅超級工廠，一期工程產(chǎn)能已達(dá)6英寸碳化硅晶圓20萬片/年，二期工程預(yù)計今年上半年貫通。二期達(dá)產(chǎn)后，項(xiàng)目合計滿產(chǎn)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(shù)與良率方面，三安光電的8英寸碳化硅產(chǎn)品已批量生產(chǎn)，其中襯底產(chǎn)品良率水平居國內(nèi)前列且穩(wěn)步提升。林科闖表示，技術(shù)進(jìn)步和良率提升是降低成本、提高市場競爭力的關(guān)鍵因素。

　　戰(zhàn)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(yè)認(rèn)可，三安光電與意法半導(dǎo)體共同在重慶投資建設(shè)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(lǐng)軍企業(yè)理想汽車成立合資公司，在碳化硅模塊上展開合作。“這體現(xiàn)了公司非常注重縮短終端與研發(fā)的距離，推動產(chǎn)品邁向標(biāo)準(zhǔn)化，通過產(chǎn)品性能、技術(shù)領(lǐng)先去引領(lǐng)市場。”林科闖表示。

　　在林科闖看來，既重視上游供應(yīng)鏈合作，又緊密聯(lián)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(wěn)健發(fā)展的同時，也將為整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步與新能源汽車產(chǎn)業(yè)的成長作出貢獻(xiàn)。

　　成長因素匯聚

　　拓寬碳化硅應(yīng)用范圍

　　目前，三安光電碳化硅產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于光伏、儲能、新能源汽車、充電樁等領(lǐng)域。在新能源汽車產(chǎn)業(yè)，用戶有理想汽車、比亞迪、聯(lián)電、威邁斯、匯川、英搏爾、富特等;在光伏領(lǐng)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(dá)、維諦、長城、歐陸通、科華、英威騰等一線廠商;工業(yè)領(lǐng)域則涵蓋了格力、美的、視源、斯達(dá)、士蘭微、英飛特等著名廠商。

　　分析人士認(rèn)為，多國陸續(xù)推進(jìn)“雙碳”戰(zhàn)略，并且給出禁產(chǎn)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(dǎo)體材料。林科闖表示，產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢愈發(fā)清晰，對企業(yè)而言開拓客戶挑戰(zhàn)越大。“碳化硅的技術(shù)路徑十分明朗。未來，我們希望通過與汽車制造商、技術(shù)合作伙伴以及供應(yīng)鏈伙伴的緊密合作，助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)更環(huán)保、更高效、更節(jié)能的發(fā)展目標(biāo)。”

　　他進(jìn)一步表示，三安光電正緊緊圍繞“橫向外延，縱向整合”的戰(zhàn)略，持續(xù)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加大第二曲線的業(yè)務(wù)增長和盈利能力，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步強(qiáng)化LED產(chǎn)業(yè)的縱深發(fā)展和第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)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(jìn)一步升級，AI應(yīng)用擴(kuò)展，將極大地驅(qū)動半導(dǎo)體應(yīng)用市場回暖，但只有做足了功課，只有準(zhǔn)備好的人才能成為行業(yè)的佼佼者。在射頻和光通訊板塊，公司將聚焦數(shù)據(jù)通訊、光學(xué)感測、激光雷達(dá)等核心增長引擎，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，迅速迭代產(chǎn)品推市場。在LED業(yè)務(wù)板塊，三安Micro LED將加快擴(kuò)產(chǎn)，加速實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益;同時在車規(guī)級LED、植物照明、激光、紫外等著眼技術(shù)突破，加快商業(yè)化進(jìn)程，搶占制高點(diǎn)。公司將充分發(fā)揮自身在Micro LED的技術(shù)優(yōu)勢，加速構(gòu)筑細(xì)分市場的先發(fā)優(yōu)勢。

　　聚焦到碳化硅業(yè)務(wù)方面，林科闖表示，攜手意法半導(dǎo)體，使公司向打造專業(yè)的國際化碳化硅晶圓代工廠的目標(biāo)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。繼在日本、德國、美國設(shè)立研發(fā)機(jī)構(gòu)后，公司在新加坡設(shè)立了研發(fā)機(jī)構(gòu)，為加速“出海”構(gòu)建了堅(jiān)實(shí)的“護(hù)城河”。未來，碳化硅板塊將圍繞車規(guī)級應(yīng)用開發(fā)，加快碳化硅MOSFET的技術(shù)迭代，推動產(chǎn)品性能升級，并迅速擴(kuò)充和布局國際市場。

　　三安光電將繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)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(xù)加大碳化硅材料和器件研發(fā)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(lǐng)域的應(yīng)用，拓寬產(chǎn)品應(yīng)用范圍。此外，公司還將繼續(xù)尋求與國際先進(jìn)企業(yè)的合作機(jī)會，通過技術(shù)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