4年增加10倍產能,半導體巨頭看好這一賽道,國產替代有戲
“預計到 2027 年,英飛凌的碳化硅產能將增加 10 倍。”
在 3 月 14 日舉辦的英飛凌 2023 年度媒體交流會上,英飛凌科技全球高級副總裁及大中華區總裁、英飛凌大中華區電源與傳感系統事業部負責人潘大偉說道。
在英飛凌看來,碳化硅作為新材料新技術蘊含著龐大的市場潛力,尤其在新能源汽車對碳化硅的需求非常強勁。“碳化硅上車的產業化進程不斷提速。”潘大偉表示。
事實上,從英飛凌在本次媒體交流會傳達的信息來看,汽車已經成為貫穿英飛凌三大發展動向(萬物互聯、能源效率、未來出行)的核心發力版塊。
同時,作為英飛凌全球最大區域市場,中國市場更是英飛凌緊緊咬住的重鎮之地。
英飛凌“盯緊”最大增量市場
數據顯示,2022 財年英飛凌全球營收達到 142.18 億歐元,利潤達 33.78 億歐元,利潤率為 23.8%。
在潘大偉看來,英飛凌營收實現增長的原因之一是抓住低碳化、數字化的發展趨勢,另一方面是得益于 P2S 戰略,從硬件到軟件功能的全棧布局以及數字營銷模式和戰略合作伙伴集群。
其中,大中華區業務營收占比高達 37%,依然是英飛凌全球最大的區域市場。另外,就與英飛凌相關的市場而言,大中華區的相關市場規模也遠超世界其他主要發達經濟體所在地區。
數據顯示,2022 年,英飛凌大中華區業務相關市場達到 1801.4億歐元,比其他地區總和還要多近 300 億歐元。據英飛凌預計,2022-2026 年,大中華區與英飛凌業務相關市場規模增量將達到 204.7 億歐元,同樣是最大的增量市場。
從具體業務來看,汽車電子居于所有業務營收首位,占比 45%,緊隨其后的是電源與傳感系統,工業功率控制,安全互聯系統,占比分別為 29%、13%、13%。
事實上,隨著新能源汽車市場快速增長,汽車相關的業務在英飛凌內部的權重也越來越高,其未來發展方向也始終與汽車行業息息相關。
碳化硅迎來“高光時刻”
近年來,在新能源汽車、5G、物聯網等產業發展的推動下,碳化硅的市場需求逐漸提升,尤其是隨著電動汽車和光伏、風電等新能源產業對大功率、低能耗、小體積功率器件需求的不斷提高,碳化硅也隨之迎來了屬于它“高光時刻”。
TrendForce集邦咨詢預估,2022年車用SiC功率元件市場規模將達到10.7億美元,至2026年將攀升至39.4億美元。面對巨大的市場需求,全球碳化硅市場牽起了擴產浪潮。
國內方面,據化合物半導體市場不完全統計,僅2022年,國內新立項/簽約的碳化硅項目投資額超過476億。
國際方面,各大巨頭更是不遺余力的建廠、擴產。除了Wolfspeed官宣建廠之外,意法半導體總裁兼CEO Jean-Marc Chery也于近日在最新財報會議上表示,2023年計劃在資本支出上投資約40億美元,主要用于擴充12英寸晶圓廠、碳化硅產能。
英飛凌表示,未來幾年內,可再生能源發電及儲能、電動汽車及相關基礎設施的商業機會巨大。意法半導體也表示,“現在的新車,只要能用碳化硅的地方,便不會再用傳統功率器件”。
最新碳化硅器件產能進展
從全球SiC器件市場份額來看,意法半導體占據的市場份額達到40%,排名第一,英飛凌其次,占據22%的市場份額。
在SiC產能方面,襯底和外延方面國內公司產能以4英寸為主,向6英寸過渡,而國際上已實現6英寸商用化,各龍頭公司紛紛開啟8英寸布局,國內產能仍落后一定差距。國內襯底端(天科合達、天岳先進)、外延端(瀚天天成)廠商布局6英寸SiC,器件端廠商也在開發6英寸SiC芯片產線。
國內廠商SiC器件產品最新進展,從應用領域來看,斯達、BYD、時代在新能源車領域已有SiC模塊應用,其中時代電氣擁有覆蓋全電壓等級的SiC芯片產品。
各公司SiC器件價格對比,整體來看呈現出器件越高端,價格越高的趨勢。 SiC二極管均價達兩位數,SiC MOSFET模塊均價甚至高達上千元,主要由于模塊內包含多個SiC二極管和SiC MOSFET單管的組合價格所致。
國內廠商泰科天潤、斯達半導布局碳化硅器件,表現出比硅基器件高一個量級的價格端優勢。在SiC二極管方面,國內廠商泰科天潤均價達到11元/顆,高于普通硅基二極管均價;在SiC MOSFET模塊方面,斯達半導均價達到3775元/模塊,明顯高于硅基IGBT模塊均價。
國內產品相比于國際龍頭廠商單價更低,主要可能來源于國產替代的成本價格優勢及國際競品的性能優勢。
氮化鎵將成為新趨勢?
就在特斯拉召開投資者日的同一天,汽車芯片龍頭企業英飛凌宣布,以8.3億美元收購氮化鎵功率半導體制造商GaN Systems,意在加強其氮化鎵產品組合,進一步鞏固英飛凌在電源系統領域的地位。目前,雙方已簽署最終協議。
據了解,GaN Systems是專注于氮化鎵功率半導體的廠商,可以滿足包括消費電子、數據中心服務器、電源、可再生能源系統、工業電機和汽車電子等領域的產品需求。英飛凌首席執行官Jochen Hanebeck表示:“氮化鎵技術的突破正在為節能減碳提供全新的解決方案。氮化鎵技術在移動充電樁、數據中心電源、住宅太陽能逆變器和電動汽車車載充電器等應用中的采用正盛,市場增長迅猛。收購GaN Systems將顯著加速英飛凌的氮化鎵技術路線圖。”
隨著AI、5G通信、新能源汽車等技術的發展,氮化鎵功率器件在速度、效率、耐高溫等方面均優于傳統硅器件,在功率系統領域具有廣泛的應用前景。市場調研組織Yole預計,到2027年,氮化鎵功率器件市場規模有望達到20億美元,而2021年僅為1.26億美元。電動汽車將成為氮化鎵功率器件的下一波增長點,預計到2027年,氮化鎵功率器件在電動汽車的市場規模將超過2.27億美元,2021—2027年年復合增長率將達到99%。
“新能源汽車中的部分應用場景對于電壓的需求在650V~1000V,因此,新能源汽車領域也成為了碳化硅和氮化鎵的主要競爭領域,例如電源驅動、車載充電OBC以及車載DCDC。”復旦大學工程與應用技術研究院研究員雷光寅向《中國電子報》記者介紹到。
從商業領域看,碳化硅和氮化鎵的潛力市場均主要集中在新能源汽車電力電子器件。預計到2025年,全球應用于新能源汽車的碳化硅和氮化鎵電力電子器件市場規模有望超過25億美元。李龍表示,碳化硅在新能源汽車領域的市場優勢主要體現在提升續航里程和減少電源轉換系統體積等,而氮化鎵在新能源汽車領域的應用預計在2025年前后逐步開始鋪開,其主要市場優勢體現為大幅縮短新能源汽車的充電時間,以及減少電源轉換系統體積等。
雖然,在新能源汽車領域,碳化硅的市場應用仍更勝一籌,但是隨著中低壓氮化鎵技術不斷成熟,競爭力不斷提升,將大大加速氮化鎵在新能源汽車領域的生態發展。據了解,全球功率器件約68%的應用在0~900V的區間,該電壓區間也是氮化鎵的主要適用領域。據測算,全球氮化鎵功率器件的潛在市場規模約300億美元。未來,中低壓氮化鎵功率器件將有望在消費電子、汽車、工業等領域中煥發更大的活力。
盡管近期氮化鎵在車用市場確實有所突破,一些供應商已經開始與車企合作驗證產品。但TrendForce集邦咨詢分析師龔瑞驕指出,從整體來看,由于可靠性等原因,當前氮化鎵車用市場仍不成熟,短期內將以車載充電器(OBC)作為突破點,這幾年可能會有小批量滲透,在400V系統中與碳化硅形成一定競爭,但在800V系統,氮化鎵還做不到。
