INVESTMENT PERSPECTIVE

投研视角

一文看懂“碳化硅”产业链
来源:锐意资本 发布时间:2022-09-09

碳化硅材料(以下简称SiC),由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,其应用场景十分丰富,是第三代半导体的核心材料;目前由于新能源车以及光伏、特高压等赛道的高景气,SiC在资本市场获得了显著的关注;今天的文章,我们将详细介绍碳化硅在车规角度的供需情况以及产业细节等。

 

市场需求方面:每家车企预测都很大,几乎都是 30-50 万辆/年,有的达到 100 万辆/年。但合理估计,欧美约 10 家主流厂商,每家约 20-30 万辆/年,总计 200-400 万辆/年;一个晶圆能做6-7 辆车,因此需晶圆产能约 30 万片/年。预计 2025 年汽车市场的需求为 70 万片,2030年约 200 万片。

 

目前众多车企对 SiC 需求量很大,2024 年 800V 车型基本标配 SiC 作为主驱。

 

不同参数下,SiC模块的性能展示不一样,实测数据显示:400V 下,SiC 代替 IGBT 效率能提高 3.5%-4%,800V 下能提升 7%-8%;

 

目前汽车主驱、OBC 的 SiC 模块价格水平到什么水准了?

 

1)高端车 OBC 的 SiC 模块约 120-150 美元,用十几颗 SiC MOS,每颗 7-8 美元,还

用一些 IGBT,加起来是一百多美元;

2)主推的主驱 SiC 模块方案用 Hybrid PACK,一个模块用 48 颗芯片,考虑到良率和用材较好,如 DBC 的氮化硅、银烧结,成本很贵,售价约 600-700 美元,能供 220kW的电机;

3)OBC 和主驱是使用 SiC 最多的两部分,加起来约 800 美元。

 

结构方面,主驱模块对应芯片、衬底价值量分布占比情况——芯片占 60%-70%;以 1200V SiC MOS 为例,衬底价值量占约 50%;外延占 20%;Frontend(前道)占 10%-20%;封装占 30%。

 

目前碳化硅衬底的价值占比最大,也是供应链短板和缺货点。封装成本也包括良率,国产封装厂、纯封装代工厂最大问题在于良率难以控制,折合成本就很高,SiC 芯片贵,因此良率比 IGBT 重要很多。

 

目前,SiC衬底方面,Wolfspeed 产能最大,占 9 成;安森美去年收购了 GTAT 作为内部供应商做垂直整合,约占 1 成,还有其他供应商在评估,但都是海外供应商。目前衬底还没有国产合格供应商,其产能、良率、一致性都和国际大厂区别较大。

 

产品认证周期的角度,以 ET7 为例,从 2020 年 6 月立项开始做,到 2022 年 Q1 SOP,大约需要 1.5-2 年。

 

国产衬底厂商情况:包括天科合达、天岳、三安、露笑科技等,天科、天岳已经有了订单;三安性能和良率不高,科锐良率有 70%及以上,三安只有 50%左右;露笑还需要评估。

 

器件厂商:三安、斯达、中车、瞻芯、派恩杰,派恩杰和瞻芯小型创业公司比较有潜力,从设计开始投产线,也有车规、工业应用在做;中车不错,有产能就可以自己做模块,但也要找代工;三安规模很大,但只限于二级管还有点市场,可能因为器件设计和良率问题,MOSFET 并不强。

 

综上的情况来看,目前SIC在车规角度的需求还是十分迫切和旺盛的,但是由于供给角度的不明朗、上游的高壁垒导致了竞争格局的分散,未来这个产业还会出现诸多的黑马和弯道超车的企业;对于国内的企业来说,也是一次难得的时代机遇。

 


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