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　　近期國內外多家企業(yè)紛紛布局碳化硅產(chǎn)業(yè)，引起業(yè)內強烈關(guān)注。合盛硅業(yè)控股子公司寧波合盛新材已成功研發(fā)碳化硅半導體材料并具備量產(chǎn)能力；揚杰科技計劃在江蘇揚州建設6英寸碳化硅晶圓生產(chǎn)線(xiàn)；SK集團宣布其位于釜山的新工廠(chǎng)將投入批量生產(chǎn)；德國晶圓代工廠(chǎng)X-Fab計劃投資2億美元提高碳化硅半導體產(chǎn)量。

 

　　但與此形成巨大反差的是，不久前特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克宣布特斯拉下一代電動(dòng)車(chē)將大幅削減75%的碳化硅用量。

 

　　碳化硅應用市場(chǎng)究竟前景如何，剛剛起步的國內碳化硅產(chǎn)業(yè)化之路該如何走?

 

　　市場(chǎng)前景廣闊

 

　　“碳化硅作為第三代半導體材料擁有良好的發(fā)展前景，新能源汽車(chē)是其核心驅動(dòng)力，其次為光伏及工控領(lǐng)域的器件應用。”時(shí)代伯樂(lè )投資總監朱斌斌指出。

 

　　“和第一代以硅為主、第二代以砷化鎵為主的半導體材料相比，碳化硅具有禁帶寬度大、飽和電子遷移率高、導熱性能等優(yōu)勢，特別適合于做大功率、耐高溫、耐高壓的半導體器件。”中國科學(xué)院物理研究所研究員陳小龍說(shuō)。

 

　　市場(chǎng)分析機構Yole預計，全球碳化硅功率器件市場(chǎng)將從2021年的10.90億美元增長(cháng)至2027年的62.97億美元，年復合增長(cháng)率達34%。集邦咨詢(xún)則預計2026年車(chē)用碳化硅器件市場(chǎng)將達到39.4億美元。

 

　　國際大廠(chǎng)對碳化硅未來(lái)的前景也一片樂(lè )觀(guān)。比如德國半導體大廠(chǎng)英飛凌就表示：“現在的新車(chē)只要能用碳化硅的地方，便不會(huì )再用傳統功率器件。”

 

　　成本和產(chǎn)量是瓶頸

 

　　既然業(yè)內普遍看好碳化硅市場(chǎng)，那為何特斯拉要棄“碳”而行?

 

　　3月初，埃隆·馬斯克在投資者大會(huì )上宣布：未來(lái)要削減特斯拉75%的碳化硅用量。而當年正是特斯拉率先在Model 3主驅的逆變器上使用碳化硅，一手開(kāi)辟了碳化硅“上車(chē)”的先河。

 

　　業(yè)內分析，特斯拉之所以棄“碳”而行，可能是出于成本、產(chǎn)能等多方位考量做出的無(wú)奈選擇。有消息人士分析，此舉與其碳化硅供應商有很大關(guān)系，也有人認為電動(dòng)汽車(chē)巨頭擔心碳化硅良品率低和供應能力不足。

 

　　碳化硅單晶制備一直是全球性難題，晶體生長(cháng)工藝的穩定性難以保證。碳化硅整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈大致上可以分成襯底、外延、器件3類(lèi)廠(chǎng)商，然而在這一環(huán)接一環(huán)的生產(chǎn)程序上，目前每個(gè)環(huán)節的良品率都不是很高，生產(chǎn)的襯底很難合格，導致最終的器件成本極高，同時(shí)性能也不穩定，產(chǎn)量難以保證。

 

　　新能源汽車(chē)對碳化硅的需求量很大，而供應又遲遲跟不上車(chē)企產(chǎn)能擴張的節奏。有國內碳化硅頭部廠(chǎng)商表示：“我們目前沒(méi)有多余碳化硅產(chǎn)能外供，雖然特斯拉喊出‘減碳’，但實(shí)際上碳化硅的使用量在逐年增加并沒(méi)有減少，市場(chǎng)需求強勁。”

 

　　江西新能源科技職業(yè)學(xué)院新能源汽車(chē)技術(shù)研究院院長(cháng)張翔也表示：“相較于傳統硅材料，碳化硅材料性質(zhì)更匹配高壓平臺，具備耐壓能力強、效率高、體積小等優(yōu)勢，當前仍是新能源車(chē)電驅動(dòng)方案的最優(yōu)選擇。”

 

　　由此可見(jiàn)，減用碳化硅只是新能源汽車(chē)企業(yè)出于精打細算的綜合抉擇，并不是改弦更張、另起爐灶。

 

　　國產(chǎn)化加速推進(jìn)

 

　　碳化硅應用前景廣闊，國內企業(yè)也看準了這個(gè)賽道。“但是碳化硅晶體生長(cháng)極其困難，20世紀90年代只有少數發(fā)達國家掌握晶體生長(cháng)和加工技術(shù)，我國碳化硅技術(shù)起步相對較晚，目前國內企業(yè)正在碳化硅領(lǐng)域奮起直追。”陳小龍說(shuō)。

 

　　集邦咨詢(xún)化合物半導體分析師龔瑞驕介紹說(shuō)，以6英寸碳化硅襯底為例，國內良品率大概有40%，海外有60%～70%。另外，碳化硅半導體場(chǎng)效應晶體管分為平面類(lèi)和溝槽類(lèi)，在同等條件下，溝槽類(lèi)更具備成本和性能優(yōu)勢，但國內企業(yè)需要跨過(guò)巨大的專(zhuān)利鴻溝。

 

　　業(yè)內人士指出，當前碳化硅的下游需求依舊旺盛，特別是車(chē)用級碳化硅襯底產(chǎn)能仍偏緊，國內業(yè)界對于碳化硅國產(chǎn)替代的呼聲非常高。國家也意識到了這個(gè)問(wèn)題，在《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》中提出，將加速推動(dòng)以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體新材料新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，催生一批高速成長(cháng)的新材料企業(yè)。更值得注意的是，目前已有要對中國禁售碳化硅等產(chǎn)業(yè)高精尖設備的跡象，所以碳化硅國產(chǎn)化之路勢在必行。

 

　　現在業(yè)內已經(jīng)紛紛行動(dòng)起來(lái)，布局碳化硅產(chǎn)業(yè)，加入碳化硅的國產(chǎn)化隊伍。據不完全統計，2022年國內新立項、簽約的碳化硅項目投資額超過(guò)476億元，而2018年這個(gè)數字還只有50億元。

 

　　業(yè)內人士指出，隨著(zhù)未來(lái)兩三年產(chǎn)能密集釋放，國內碳化硅市場(chǎng)供需將會(huì )趨于平衡，成本將加速下降。屆時(shí)，國內碳化硅中低端產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭或將更加激烈，業(yè)內需要在技術(shù)突破上重點(diǎn)發(fā)力，實(shí)現彎道超車(chē)和自主可控，縮小與國際巨頭的差距，爭取在碳化硅高端市場(chǎng)分得一杯羹。