近年來,中國新能源汽車市場呈現出爆發式增長態勢。據中汽協數據,2023年中國新能源汽車銷量高達949.5萬輛,同比增長37.9%,市場占有率攀升至31.6%。展望未來,預計2024年銷量將進一步躍升至1200-1300萬輛,市占率或超45%,并占據全球新能源汽車總銷量的約六成。
新能源汽車行業對能源轉換效率、充電速度及續航時間等要求的不斷提升,催生了對具有高功率密度、耐高溫、耐高壓及小型化優勢的SiC功率器件的強烈需求。SiC(碳化硅)作為一種第三代半導體材料,因其寬帶隙、高電子遷移率、高熱導率和強電場擊穿強度等特性,在新能源汽車領域展現出卓越性能。
SiC功率器件為新能源汽車帶來了兩大顯著優勢:一是提升續航里程,得益于SiC MOSFET的低導通電阻和低開關損耗,新能源汽車電機控制器的損耗可下降70%,進而增加約5%的行駛里程;二是緩解補能焦慮,通過提升充電功率,未來有望實現15分鐘充滿80%電能的快速充電體驗。
隨著SiC功率器件優勢的顯現,采用SiC主驅的乘用車型正逐年增加。2023年,已有45款新款乘用車型搭載了SiC主驅,而在2017年,全球僅有特斯拉的一款車型采用SiC器件。至2023年,采用SiC器件的國產車型累計已達142款,其中乘用車76款。
然而,從SiC功率器件市場格局來看,目前仍由國外廠商主導。TrendForce數據顯示,2023年全球碳化硅功率器件市場中,意法半導體(ST)、安森美(onsemi)、英飛凌(Infineon)、Wolfspeed和羅姆半導體(ROHM)等前五大國外供應商占據了91.9%的市場份額。相比之下,國內SiC產業鏈較為分散,盡管在襯底或外延部分已形成一定規模,但在車規級SiC功率器件方面,國產SiC MOSFET的出貨銷售額仍處于較低水平。
不過,國產SiC廠商正迎頭趕上。一方面,國內SiC產能投資持續增長,預計到2026年,國產SiC襯底產能將滿足約3000萬輛新能源汽車的需求;另一方面,國產SiC器件技術水平與國外差距迅速縮小,部分廠商的產品性能已接近國際一流水平。
以清純半導體為例,該公司以每年一代新產品的節奏快速迭代,其1200V SiC MOSFET的比導通電阻已從第一代的3.3mΩ·cm2降至第二代的2.8mΩ·cm2,并計劃在今年發布第三代產品,比導通電阻將進一步降至2.4mΩ·cm2,與國際巨頭最新產品水平相當。此外,清純半導體的產品在串擾抑制能力、動態參數表現及開關損耗等方面均表現出色,部分產品已應用于新能源汽車領域。
展望未來,隨著全球SiC材料產能的快速擴張和國產SiC器件技術的持續進步,中國有望在全球SiC半導體產業中占據主導地位。激烈的市場競爭將促使國內SiC半導體產品價格下降、質量提升、產能擴大,加速國產替代進程。在完成SiC半導體技術創新及市場教育后,中國將依托巨大的應用市場和高效產能提升,逐步主導全球SiC半導體產業的未來發展。
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