2016年以來特斯拉在新能源汽車上率先引入了碳化硅模塊，但后續產業都一直不溫不火。搭乘國家能源政策東風，隨著電動車，太陽能發電，風電和新一代電力設施加速落地，新能源發展進入全新階段。去年以來碳化硅引發了車企及供應商的重視和布局，包括比亞迪、豐田、大眾、通用、蔚來等一批車企都陸續宣布采用碳化硅方案。什么原因導致碳化硅被追捧？目前碳化硅領域頭部玩家的動向和未來碳化硅潛在市場新機會，筆者借最近的市場熱點和大家盤一盤。

特斯拉、比亞迪領銜，電動汽車加速駛入碳化硅時代

近期，蔚來汽車宣布第二代碳化硅電驅動系統將于2021年底實現量產，搭載在蔚來ET7同步交付。這也意味著，蔚來汽車將成為繼特斯拉、比亞迪之后的全球第三家量產碳化硅技術的車企，也是國內繼比亞迪之后的第二家。

蔚來ET7采用碳化硅電驅系統

圖片來源：蔚來公司

據悉，目前主流電動汽車多是以硅材料的IGBT來作逆變器芯片模組，自2016年特斯拉率先在Model 3使用意法半導體的碳化硅模組，以碳化硅為代表的第三代半導體逐漸進入產業視角。去年比亞迪和今年的蔚來先后應用碳化硅功率器件，進一步助推碳化硅產業需求爆發。

特斯拉領銜，比亞迪、蔚來先后應用碳化硅功率器件

資料來源：各公司官網、半導體八哥整理

浪成微瀾之間，以碳化硅為代表的第三代半導體步入產業化初期，車用功率半導體市場或將面臨變革。

備受汽車界追捧的碳化硅是啥？

簡單聊聊碳化硅的前世今生

按照半導體產業演化歷程，碳化硅屬于第三代半導體材料，因其優越的物理性能——被譽為是5G通信、新能源領域最有潛力的芯片材料。

半導體產業演化歷程

 

SiC功率器件的發展史

資料來源：半導體八阿哥整理

相較于目前汽車領域廣泛應用的硅基功率半導體，碳化硅產品理論性能優勢明顯。碳化硅器件相對于硅器件的優勢主要來自三個方面：降低電能轉換過程中的能量損耗、更容易實現小型化、更耐高溫高壓。

碳化硅為代表的寬禁帶半導體成為未來主要發展方向之一

資料來源：WIND、半導體八阿哥整理

碳化硅為何備受車界追捧

無論從技術還是政策導向來看，電動車轉向碳化硅的趨勢逐漸明朗。主要原因無外乎以下：

• 性能優越，碳化硅適合車內嚴苛環境，使系統效率更高、重量更輕，且結構更緊湊，符合電動車車高續航、輕量化及安全性需要；

• 政策要求，各國功率密度標準持續提升進一步推動碳化硅器件對硅基器件的替代進程；

碳化硅這么棒，車企們都準備用嗎？

從筆者梳理的第三方數據來看，目前主要有特斯拉、比亞迪及蔚來正式推出了碳化硅相關產品。其他車企方面，包括通用、豐田、大眾、長安、小鵬、一汽、東風等都提出了相關的碳化硅應用規劃。

筆者認為，現階段制約碳化硅應用主要原因還在于幾方面：

一是成本問題。根據調研，目前碳化硅單車成本是傳統產品的5倍以上，以目前市場主流的A級車為例，其功率半導體成本約1300元，如果換成碳化硅成本將超過6000元，一定程度上制約了碳化硅功率器件的普及。

二是產能問題，由于工藝復雜導致碳化硅產品良率普遍較低，目前全球碳化硅產能僅40-60萬片，遠遠不能滿足當前新能源汽車發展需求。

我們國內發展的怎么樣了？

近年來，在龐大的市場需求推動下，國內有越來越多的廠商加入了碳化硅技術的研發與量產應用的行列當中。筆者簡單歸類了下，主要有天科合達、天岳等襯底材料廠商，瀚天天成、東莞天域等外延片廠商，器件方面比亞迪、斯達、泰科天潤及基本半導體是其中的佼佼者。

碳化硅產業鏈國內外主要廠商一覽

資料來源：Wind

根據不完全統計，近十年間國內公開的碳化硅項目累計超過60個，投資金額超1300億元，國內市場對于第三代半導體的追捧力度可見一斑。

國內碳化硅半導體項目分布一覽

資料來源：半導體八阿哥整理

從全球市場來看，碳化硅器件市場主要被意法半導體、英飛凌、科銳、羅姆等巨頭廠商壟斷，這幾大巨頭總市占率一度超過90%。

全球碳化硅器件高度壟斷

 

資料來源：Wind、半導體八阿哥整理

國內企業除了比亞迪、三安光電等頭部廠商實現自給自足外，筆者從第三方渠道平臺華強商城來看，目前泰科天潤、基本半導體等廠商也有相關的碳化硅車規級產品在售，可見國內廠商已經初步具備規模化的量產實力。

華強商城碳化硅產品主要在售企業情況

資料來源：華強商城、半導體八阿哥整理

國內部分碳化硅器件企業最新動態一覽

資料來源：半導體八阿哥整理

總體來看，雖然目前碳化硅器件市場相對較小，但行業整體處于快速發展階段，碳化硅在車用市場潛力還遠未被挖掘，國內外廠商之間差距并非我們想象中的那么大，國產廠商抓住全新的半導體替代變革機會尤為重要。

小結

目前業界笑稱“萬物皆可碳化硅”，結合當前碳化硅市場不到十億美元的規模體量，可見未來碳化硅的市場潛力巨大。新能源汽車作為近年來少有的新興產業，全新賽道意味著國產廠商有望一改燃油車時代后市場的尷尬處境，把握產業變革時期由大變強的新發展機遇。