日期：20211031

专家简介：专家在汽车行业有10多年经验。目前在某国际公司主要负责车用碳化硅（SiC）半导体业务在中国的落地，主要负责业务拓展和潜在合作，与国内大部分功率半导体器件厂商，电控厂商和主机厂都建立了紧密联系和人脉。熟悉SiC半导体芯片，分立器件，模块以及电机电控的应用，市场前景，环境，了解主机厂和Tier1 客户的三电计划和战略。针对SiC和传统IGBT的市场分析，竞品分析，未来预测。

专家介绍：

1、SiC产业链情况：上游衬底→芯片→分立器件→模块

①上游衬底：C、Si高温后通过加热熔化，经过生长炉制作成衬底。

现在主流4、6英寸、未来2-3年8英寸，市场主流公司主要是美国科锐。

国内的公司，目前通过政府的一些补贴，通过其他投资者的一些A轮、B轮、C轮甚至有的已经到IPO阶段，扶持发展非常快，基本上4英寸已经到比较稳定的量产阶段了，6英寸小批量可以出货。

衬底当中主要分两类，一类是高绝缘、高纯度半绝缘型的衬底，这种主要用在5G、工业；一类是N型导电型衬底，主要是车用，碳化硅的器件都是基于N型导电型的衬底在后续加工把它给制作出来。

国内现在正在起步，发展比较快，主要企业有山东天岳、厦门三安等。

②芯片：衬底经过电路刻蚀、外延生长，具体切成一片一片的小片以后，称之为裸芯片。分工业级和汽车级。我们说的所有用在汽车级碳化硅的器件或者模块也好，本质是芯片，只是基于这个芯片进行不同的封装，有封装成分立器件的形式，也有封装成模块的形式。

车规级芯片有认证要求，比较困难。

从工业级到汽车级的转化，对于芯片还存在一个设计的问题，有平面型的设计、沟槽型的设计，沟槽相对比较先进，单位性能下成本做的更低，但是国内现在做沟槽基本上还比较困难，还在平面阶段上。导致一方面从技术上跟国外玩家相比有一定劣势，另外成本很难做下来。

制造也受卡脖子影响，芯片生长过程中必须的设备（如离子注入机），只有国外可以提供，国内拿到比较困难，交货周期比较长，9个月以上。

对于碳化硅芯片，尤其是车规级芯片，国内现在制造是有很大的难度的。

③分立器件：基于传统igbt器件的积累，SiC分立器件基于芯片做常规化固定化的的封装即可，可以用在充电桩里，作为快充应用。

车内的OBC、DC/DC等也是基于分立器件封装的。

④模块：多个芯片以定制化设计进行封装。例如ST给特斯拉model做单管封装，每个里面封了两个芯片，用24个并联，一共48个芯片，封成了一个模块，做在了特斯拉的model3里面；比亚迪汉也是自己做的模块形式。

一定数量芯片封装成为模块，一般不是用充电桩或者是车载充电器里面，一般用在电驱动的逆变器里。

用SiC取代原来igbt，可以实现更高开关频率，更小开关损耗，更低的杂生电感，提升逆变器的综合性能，替代后综合续航可以提高4%-8%。

2、400V和800V电压平台情况：

①400V和800V电压平台是针对整个新能源车整个来讲，不只和电池相关，跟电驱动也密切相关的。

②SiC对于400V下的性能提升不如800V下的大，800V平台下SiC的优势更大，而且800V下SiC价格提升相比较Si不明显。

③800V成为主流趋势，SiC会全面取代igbt。

④800V对车企是有好处的，因为真正对800V有需求的是终端用户，可以快充、驱动能力可以提高，终端用户会有受益。

⑤400V到800V过程中，意味着电芯价格会提高，电驱、OBC价格都会提高（用了SiC和适配800V的电子元器件）。

⑥所以800V是趋势，但不会很快实现：一是取决于电池稳定性和性能的提升；二是需要SiC价格能真正被打下来。比如衬底从4、6寸提高到8寸，芯片单价降低25%-50%，使得在长远来看还可能会使SiC接近IGBT的价格，从而能替代igbt。

Q&A:

1、SiC应用范围和增长点

起步在光伏、电机驱动（工业领域），2025年引领SiC的发展应该会在汽车领域，60%-70%价值量会应用在汽车端，主要是电驱动。

        汽车OBC大概10-20个分立器件，每个器件里有一个芯片；400V提到800V之后，一个电驱动里面需要2套驱动系统，一个驱动系统有1个模块，1个模块估计有30-50个SiC芯片，取决于芯片的面积，这个量会比充电多很多。

2、SiC的优势

续航综合来看提升4%-8%。开关频率更高，损耗变小；尺寸小，从而系统可以做的小，节省出来空间可以让电池用得更多。

3、SiC产品类型和应用得电压段

很宽。车规级650-1200V之间。400V的平台用650V或者750V的碳化硅，如果用800V平台大概用1200V碳化硅器件。

可以应用于更高电压的场景，动车、电力电子，可以用到1700V-3300V。三菱、日立都有一些，包括中车都有相应更高电压的应用。

4、应用推广进度

800V电压平台还比较快，国内的大部分主机厂都有这个意愿，像是现代、吉利都有很明确的800伏计划。最晚估计2025年进入快速发展期、成熟期。

明年是会有很多车型推出来，进入快速发展2023-2024，占比高的话要到2025年。

充电桩问题比较复杂。充电桩分两块，一个是运营方，一个是生产方。运营的决定生产是基于igbt还是SiC。运营方从国家拿补贴，切换意愿不强烈。生产方愿意换，SiC性能提高，且SiC的二极管价格其实已经比较低了。

我们最近听说：从二极管角度来说，碳化硅应用已经逐步开始广泛应用于高速充电桩里面。但是再下一步切到MOS就还需要一点时间。

至于车载充电机，里面用的是碳化硅的分立器件，这个在2007年国内就已经有了，有些车已经用了。

5、SiC的MOS的良率情况

国外估计50%以上，国内目前没有做车规级SiC芯片的。

6、国内的产业情况

斯达和比亚迪主要做碳化硅模块的封装，未来可能会做芯片，但是现在没有。

中车和三安可以做样件、工业级产品，车规级量产的还没有。

衬底，国内天科、天岳、三安，4寸可以量产，6寸小批量做。

7、单管和模块比较：

市场没有主流趋势，现有的主流模块短期内可以，igbt转换成SiC需要重新设计。

类似igbt设计直接切SiC的设计，可以降低成本，开始主机厂可能会这么做。但是直接用会有劣势，模块尺寸太大，小芯片用在大模块里，可以用，但是EMC会下降。

未来肯定会有新设计，但是是不是单管，单管里封几个，目前不一定。

8、竞争格局怎么看

半导体这么热门，国家愿意扶持，国内总要起来的。

9、传统igbt能否转型

可以，而且很多都在这么做。

10、天瑞和天科情况

两家都不错，天科量更大一些，这两家听说都有华为投资的背景。

11、主机厂进展和布局比较不错的

比亚迪很早开始SiC OBC，现在有量产的SiC电驱模块，比亚迪半导体独立出来，自己做SiC芯片，布局比较清晰。

蔚小理肯定会做，明年蔚来有SiC的要上市。

12、平面型和沟槽型的差异

SiC芯片分平面和沟槽，沟槽可以把面积做得更小，和igbt一样。

特斯拉已经再用单管（Model 3），ST基于平面型给他供，可以把价格做的比较低，本身没有特别大的区别。

现有来看ST、科瑞更多是平面型，罗姆是沟槽型，现阶段平面型没有明显劣势，但长远来看，沟槽型会有更大的价格优势。

13、罗姆沟槽型的问题

确实罗姆的沟槽型稳定性、技术成熟度相比较平面型会差一些。因此目前国内也都在平面型开始做，但是相信未来还是做沟槽型。

14、SiC的EMC情况

基于igbt封装，EMC会比较差。SiC未来会有专门的封装出现。

15、衬底的生长速度

生长速度是比较难提高的，没法人为提高。未来可以通过提高良率来提升。

16、车规级难在哪

生产工艺是最难的。目前设计上，平面型是OK，沟槽型有点问题，生产工艺目前还有缺陷。

17、衬底4、6寸到8寸对器件成本影响以及6寸到8寸的难点

6到8寸的成本差异：8寸切出来在6寸的50%-80%，取决于良率。

6到8寸不是一下完成的，需要子晶慢慢生长。没有8英寸的子晶，只能用6英寸从150mm一点点扩到200mm。有了8英寸子晶，才能来做衬底的研发。这部分时间是必须的。

目前快也就是科锐比较快，这个没有办法，起步就比较早。

18、国内MOS和IGBT相比不一样的地方

生产工艺的导入有欠缺，跟国外主流的相比。不能直接用Si的参数来做，需要重新验证，基于验证结果改正设计的。

19、国内厂商情况

处理环节：天科、天岳、三安、同光。

外延：天成

芯片：比较弱

分立器件：基本上都可以做，通富微电

模块：斯达、比亚迪

20、SiC车规等级封装成模组贵多少，下降趋势

Si基1000-1500（750V，600A），SiC 1200V 300-400A，5000以上，现在基本上3-4倍。

未来的话大概2-2.5倍是比较好的平衡点，乐观23年，悲观一点24年。

SiC技术降本只能靠衬底做大、良率做高，不太可能做的更快。

21、800V下SiC相比Si的提升

        用800V是为了实现快充和更大的功率，而实现的过程需要电驱动的变化。

        SiC能为800V带来提升：400V下SiC和Si相比提高1%-2%，400V的SiC到800V的SiC提升0.5%-0.7%。

22、博世和华为进军碳化硅的看法

这两家都会做车规级全栈的产品。相信如果他们要做的话，做应该会比较快，本身基础积累比较好。

华为、博世已经在展出电驱动的东西，已有基于igbt的东西。切到碳化硅他们不一定纯自己做，有的可以收购、有的可以买。

23、外延环节存在的必要性

现在模式SIC衬底的客户是做外延的厂商，其实做外延的厂商只是一个中间步骤，外延要看芯片和主机厂的需求，其实并不直接接触终端客户。

长远来看芯片把外延包进去比较有可能，时间长了外延存在性不是很强。

24、目前碳化硅芯片封装到模组的问题

做碳化硅的不说单管的，就是类似于传统的IGBT模块，它除了尺寸大，EMC的问题，正常温度上限差不多到150度了，但是碳化硅可以工作到175度，有些可以做到200度，第一个就是你用一个更高温度的芯片，外部用的是传统的模块，温度又达不到要求，很容易出问题的，不仅设计上要改，可能用的材料需要改的，相应的都要改材料，有的要用从传统的往陶瓷改。

烧结要买专业设备，国内还没有，要买荷兰有一家公司的烧结设备。

24、PHEV、HEV需求

SiC装配比例会比BEV少，上SiC意义不大；igbt和BEV相差不大。

25、斯达和比亚迪的优势

斯达和比亚迪优势明显，车规经验比较丰富，斯达做了很多车规级模块，比亚迪和斯达有计划自己投SiC芯片。

闻泰SiC和GaN都做，收购了英国Newport，完全吸收转化时间，车规的理解也有欠缺。电控涉及功能安全，像英飞凌卖的好，是有量铺垫，有可靠性，斯达和比亚迪做得久有口碑。文太和主机厂建立关系也需要时间，短期内1-3年有劣势的。

26、排序

目前：比亚迪、斯达、中车

未来：斯达、比亚迪、中车（或许）

作者：调研三人行

链接：https://xueqiu.com/4744484375/201923276

来源：雪球

著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

风险提示：本文所提到的观点仅代表个人的意见，所涉及标的不作推荐，据此买卖，风险自负。