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碳化硅会是今年汽车半导体投资的热门赛道吗?

发布者:唐山市国新耐火材料有限公司发表时间:2022-02-16

  集微网消息,当前公共充电桩存在充电功率低、分布不均衡等痛点,难以满足用户“快速补能”的需求,未来在高速公路、公共充电场站等场所,发展大功率高压快充是重点方向。

  回顾2021年,电动车在“补能”环节的痛点问题将在2022年电动车渗透率进一步提升的过程中升级并爆发,成为行业高度关注的焦点,也将是产业要重点解决的一个环节。

  华为智能电动领域副总裁彭鹏指出,大功率高压快充不仅能够从技术层面解决充电慢的难题,还可以带来新的商业模式,帮助充电运营商提升单位时间的盈利能力,从而解决当前充电桩投资回报率低的问题。

  展望2022年,车桩将往大功率高压快充方向加速发展,在此过程中,由于疫情期间的半导体供应链危机和卡脖子问题,国内半导体器件厂商将在产能扩充周期长、产能分配不均等挑战下,迎来布局高压充电生态的机遇;在新机遇下,第三代半导体器件能否在高压平台上大展身手?

  800V高压平台产业化落地

  目前,国内已有小鹏汽车、广汽埃安、比亚迪、吉利极氪、理想汽车、北汽极狐、东风旗下的岚图汽车等7家车企已经或者正在布局800V快充技术,并有望在今明两年陆续实现量产。

  电动车往高压平台产业发展,在补能环节,需要充电桩也要达到800V高压平台与之匹配。

  广汽埃安能源部部长刘志辉表示:“广汽埃安积极布局高压快充领域,今年8月份推出6C快充电池和A480超充桩,能够实现高压880V,大480kW充电功率。埃安希望通过大功率高压快充技术,助力客户实现加油一样的充电体验。”

  理想汽车副总裁孙广敏也透露:“理想汽车纯电平台正在布局,采用高压架构,初期会自建大功率高压充电桩,满足理想用户快速补电需求。”

  广东芯聚能半导体有限公司芯聚能总裁周晓阳告诉集微网,“2021年,基本上每一个造车新势力,或者传统汽车制造商造新能源汽车时都在考虑800V平台。”

  从车企的情况不难看出,新车上高压架构的初期,高压充电桩主要还是由车企来供应。一方面,充电桩运营商的布局进度与车企的布局进度存在一定的时间差,而且,充电桩企业对800V平台未来发展持有谨慎态度,他们布局新充电桩优先考虑的是盈利能力和投资回报率的问题。这需要车、桩企业之间互相协同。目前,华为数字能源技术有限公司正在尝试协同车企在做这件事。

  另一方面,是国内相关的充电桩标准落地问题。充电桩的推广使用需要建立在标准之上,企业需要基于统一的标准去生产和铺设对应的桩。好消息是,相关标准将落地。据中国电力企业联合会副秘书长刘永东透露,在充电桩端,高压快充核心部件变动小,适合提前规划布局,高压涉及的绝缘、散热、安全等技术已成熟。中电联正在加速推进标准化建设,ChaoJi标准可满足1000V/500A的大功率充电。

  不难看出,从车、桩等企业的态度以及相关标准制定进度来看,2022年,800V高压平台有望在国内迎来快速发展,国内车企和相关零部件厂商的产品逐步落地。

  高压器件升级成刚需,第三代半导体“快上车”

  即便产业往800V高压平台发展,但在初期也要遵循循序渐进的发展规律,先是在高端车型上率先使用,而后再往低端车型下放推广使用。

  中国电动汽车百人会新能源研究院副院长高翔表示,在车端,快充电池、PTC、空调等核心部件产业链技术已成熟,具备量产化能力。核心SiC功率器件国产化水平相对薄弱,下一步电动汽车百人会依托其“提链计划”继续推进国内的车规标准,并在试点及政策层面为行业提供支撑。

  在核心部件产业化落地中,800V主驱逆变器的技术突破是关键。周晓阳指出,800V主驱逆变器应用SiC将是大势所趋。

  SiC器件具有高频率、高效率、小体积等优点,800V电压平台升级也是其渗透率提升动力之一,未来将伴随着800V平台推广而大规模应用。

  据了解,新能源车中OBC、DC/DC、电机控制器等都已经或将大规模应用SiC器件,ST预计52%的SiC器件将会应用在汽车领域,将会是SiC大的应用市场。

  在2021年第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会上,三安光电副总经理陈东坡预计,在2023-2024年,长续航里程的车型基本上80-90%、甚至100%都会导入碳化硅(SiC)器件。在日前举办的2021年第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会上,三安光电副总经理陈东坡预计,在2023-2024年,长续航里程的车型基本上80-90%、甚至100%都会导入碳化硅器件。

  目前,不少车企也已开始“尝鲜”,汉车型已经搭载SiC功率器件、小鹏P7车型也采用了SiC器件,蔚来ET7将搭载SiC器件。

  在汽车上成功打开应用市场,无疑将加速第三代半导体的上车速度。对碳化硅产业链企业而言,如何合理规划布局,将对未来市场表现有着至关重要的影响。

  海外大厂向上延伸,国内厂商更重应用端

  值得注意的是,海外市场方面,从罗姆、安森美、台积电等大厂动作来看,各家都在竭力向上游延伸,入局外延片、衬底(外延片所用材料)等环节。

  环球晶强调,目前第三代半导体主要瓶颈便在于外延片。集邦咨询化合物半导体分析师龚瑞骄也曾指出,由于价值占比、供应链、技术、专利壁垒高企,衬底是SiC晶圆产能的关键制约点,未来取得SiC衬底资源将成为进入下一代电动车功率器件的入场门票。

  根据Yole测算,仅碳化硅器件中的功率器件的市场规模将从2019年的5.41亿美元增长至2025年的25.62亿美元,复合年增长率约30%。器件及应用市场的快速发展催生出碳化硅衬底材料的旺盛需求。

  A股产业链中,刚上市的天岳先进募资20亿元,投建碳化硅衬底项目;时代电气、斯达半导、比亚迪半导体、华润微、士兰微等均已布局SiC功率半导体器件;此外,湖南三安1月24日宣布,其在长沙制造的碳化硅(SiC)二极管量产出货后通过客户验证,其入选汽车芯片推荐目录的碳化硅二极管已接连获得汽车行业客户订单。

  在零部件布局方面,欣锐科技已布局小三电中的OBC,产品主要配套吉利汽车、小鹏汽车、东风本田、广汽本田、现代汽车等国内外知名整车厂商,目前绝大多数产品已经应用SiC功率器件;瑞可达是高压连接器厂商;精进电动9月推出250kW碳化硅复合冷却三合一电驱动总成,已经获得大众商用车集团Traton SiC控制器的定点,预计将于2024年初量产。

  在汽车正发生变革的当下,汽车赛道和半导体赛道出现了大融合,在汽车核心技术升级的过程中孕育着新的机会。2022年,随着800V高压平台的推进,未来将有更多的SiC器件在车上搭载。国内外产业链企业也将在SiC这一细分赛道展开竞赛。

  集微咨询高级分析师朱航欧指出:“车规级功率器件市场,目前国内已有众多企业推出了相应产品,并已陆续开始进行上车验证,但由于验证周期较长,期待国内企业在2022年下半年开始有实际的落地应用。总的来说,企业数量持续增加,产线加快建设,供应链开始逐步成型,产业链自主可控能力增强。期待企业在抢占市场的同时,加强自身修炼,重视产品开发,能够真正引导未来市场。”

  (校对/日新)

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