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碳化硅:SiC 上车大势所趋,产业链有望快速崛起
大铭法度 / 2023-11-30 13:31 发布
华为即将发布智界S7 ,采用“巨鲸”800V 高压平台,配备业界最薄的800V 高压电池包,使得手机具有更快的充电速度和更长的续航时间。
碳化硅是800V 高压快充的标配,这种材料相比硅基IGBT 在400V 平台具有更高 的效率。在800V 平台上,碳化硅基NOSFET 的整体系统效率可以提高8%,并且相同规格的尺寸仅为硅基IGBT 的1/10。随着越来越多的汽车制造商开始使用 800V 平台,碳化硅的应用已经成为大势所趋。
一
、 什么是碳化硅碳化硅 (SiC
) 是第三代半导体材料的一种, 主要用来做功率器件, 现在的绝大部分半导体材料都是硅基(Si) , SiC占比不到10%。 SiC 产业链主要包含粉体、 单晶材料、 外延材料、 芯片制备、 功率器件、 模块封装和应用等环节。 按照技术的发展
, 以后从高端开始逐步渗透替代现有的IGBT是一个趋势。 碳化硅器件能承受更大的电流和电压、 更高的开关速度、 更小的能量损失、 更耐高温。 因此用碳化硅的做成的功率模组可以相应的减少了电容、 电感、 线圈、 散热组件的部件, 使得整个功率器件模组更加轻巧、 节能、 输出功率更强, 同时还增强了可靠性, 优点十分明显。 碳化硅的主要应用二、 1
新能源汽车领域) 新能源汽车是 SiC 功率器件最大的应用领域
, 目前是 24 亿美元市场, 2030 年将超过 150 亿美元。 在新能源汽车上, 传统功率器件通常采用 IGBT 技术方案, 但近年来随着材料科技的发展, 碳化硅(SiC)正成为技术热点。 目前
, SiC 已实现了车规级应用, 不过SiC 尚未完全取代 IGBT, 因为这几种材料都有各自的技术优势。 但是SiC 凭借其在性能以及降低整车成本等方面的诸多优势, 正越来越受到新能源汽车市场的青睐, 特别是牵引逆变器中的应用越来越广, 并且该趋势在未来几年会变得更加明显。 目前特斯拉
, 蔚来的ET7都开始应用碳化硅模块。 2
充电基础设施) SiC 在高功率充电桩领域极具竞争优势
。 在汽车厂商的推动下电池电压从 400V 增加到 800V, 充电桩电压从 500V 增加到 1000V, 这也导致充电桩需要采用电压 1200V 的功率部件。 而基于 SiC 技术的功率开关管和功率二极管, 能提供比硅基 IGBT 尺寸更紧凑的解决方案, 更高的效率、 频率都能令高功率充电桩受益。在碳化硅器件的制造成本中,衬底是占比最大的部分,达到47%。衬底是碳化 硅器件的核心部件,其质量和性能对器件的整体性能有着至关重要的影响。此外 ,外延、前段、研发和其他环节的成本也占据了一定的比例。
碳化硅产业链的发展前景十分广阔。预计到2028年,全球碳化硅市场规模将达 到66亿美元,其中新能源汽车市场将占据主导地位。此外,碳化硅单晶硅炉的 市场空间也很大,预计在2023-2026年期间,其市场空间将达到88亿元人民币。
三,相关公司:
第一梯队的公司包括:
天科合达(未上市):在2022年全球碳化硅 (SIC) 市场中占有13%的份额。
天富能源 (91亿):涨停,持有天科合达9 .09%的股份,积极布局碳化硅新材料产业。
天岳先进 (320亿):在2022年全球SIC 市场中占有2%的份额,覆盖2至8英寸全系列。
第二梯队的公司包括:
斯达半导 ( 3 2 3 亿 ) : 作 为 国 内IGBT 模块市场的者,自主开发的SiC MOSFET 模块已在主电机控制器客户处完成验证并开始小批量出货。
民德电子 (53亿):涨停,积极布局碳化硅器件核心环节的全产业链,预计今 年将开始量产碳化硅外延片并具备明确的意向客户,同时将开始量产碳化硅器件
甘化科工 (48亿):涨停,通过参股14 . 32%的苏州错威实现了SiC 功率器件的产业化开发和应用。
第三梯队的公司包括:
晶升股份(78亿):在长晶炉市场中占有29%的份额。
北方华创(1251亿):在长晶炉市场中占有50%的份额。
第四梯队的公司包括:
宇环数控 (38亿):涨停,已推出碳化硅设备的部分样机并在客户现场进行试用。
中芯集成 (369亿):作为国产车规级代工市场的者,实现了大规模车规级 碳化硅MOS 产品的量产,具备每月2000片(6英寸)的产能。
四,国内外碳化硅产能跟踪
1. 天科合达
现有产能: 2-4英寸碳化硅晶片产能达5833片/月; 4-8英寸SiC衬底产能约5833片/月
产能计划: 碳化硅衬底项目预计可年产6英寸碳化硅衬底12万片, 其中6英寸导电型SiC晶片约8.2万片, 6英寸半绝缘型SiC晶片约3.8万片。
2. 天岳先进
现有产能: SiC衬底产能约5583片/月
产能计划: 碳化硅半导体材料项目预计2022年三季度实现一期项目投产, 并计划于2026年实现全面达产, 对应6英寸导电型SiC衬底产能为30万片/年。
3. 河北同光
现有产能: 4-6英寸碳化硅单晶衬底产能8333片/月
产能计划: 计划建设年产60万片碳化硅单晶衬底加工基地, 预计2025年末实现满产运营。
4. 露笑科技
现有产能: 6英寸SiC衬底预计2022年底能实现产能5000片/月
产能计划: 预计在2023年实现年产24万片导电型SiC衬底、 5万片外延片的产能规划。
5. 瀚天天成
现有产能: 6英寸SiC外延片一期产能5000片/月。 二期项目于2022年3月31日顺利竣工, 产能达16666片/月
产能计划: 碳化硅产业园三期项目将于今年年内启动建设, 三期项目产能规模将达140万片。
6. 东莞天域
现有产能: 3英寸、 4英寸SiC外延晶片产能超1666片/月
产能计划: 2022年3月, “ 国产碳化硅外延设备产业化应用” 项目计划年产2万片6英寸碳化硅外延片。
7. 斯达半导
产能计划: SiC研发及产业化项目, 预计达产后将形成年产36万片6英寸SiC功率芯片的生产能力; 拟投2.2947亿元建设车规级全SIC功率模组生产线和研发测试中心, 年产8万颗。
8. 泰科天润
现有产能: 4英寸SiC晶圆线产能666片/月; 一期6英寸SiC晶圆已通线, 产能5000片/月
2021年, 6英寸碳化硅电力电子器件生产线进入量产, 一期产能预计为6万片/年。
9. 华润微
现有产能: 6英寸SiC晶圆生产线产能约为1000片/月。
10. 时代电气
现有产能: 4英寸SiC芯片线833片/月
产能计划: SiC芯片产线扩产项目, 建设工期为24个月, 预计建成后将现有4英寸SiC芯片线年1万片/年的能力提升到6英寸SiC芯片线2.5万片/年。
11. 三安光电
现有产能: 6英寸SiC晶圆产能6000片/月
产能计划: 湖南三安一期项目完成建设并顺利投产, 目前6英寸碳化硅晶圆产能达30000片/月。
12. 士兰微
现有产能: 已实现SiC功率器件中试线通线
产能计划: 士兰明镓拟建设一条6吋SiC功率器件芯片生产线, 建设周期3年, 最终形成年产14.4万片6吋SiC功率器件芯片的产能。
13. Wolfspeed
现有产能: 预计2022年SiC衬底产能折合6英寸达到7.1万片/月
产能计划: 纽约的全球第一座8英寸SiC晶圆厂预计在2022年第三季度量产。
14. II-VI
现有产能: SiC衬底产能折合6英寸达到16666片/月
产能计划: 计划5年内6英寸晶圆产能扩张5-10倍, 8英寸衬底2024年量产。
15. Rohm
产能计划: 预计2025年扩产SiC衬底产能至30-40万片
预计2023年量产8英寸, 计划到2025年投资850亿日元, 使产能提升16倍。免责申明:这是个人操作记录,仅供学习交流,不构成 投资建议,最终是否买卖自己定,盈亏自负!