碳化硅高歌猛进，比亚迪特斯拉新车型开端选用

近来，特斯拉发布了一款新车型——Model S Plaid。该车的立异之一是搭载了由碳化硅（SiC）为首要器材的逆变器。因为SiC MOSFET具有更好的耐高压、高温、高频功能，加载到逆变器之后，协助Model S Plaid成为现在全球加速最快的量产车型（0～100km/h加速仅需2.1秒）。除此之外，比亚迪·汉EV高功能四驱版别也搭载了SiC器材，为国内首款选用SiC技能的车型。蔚来方案本年发布的纯电轿车也将搭载选用SiC模块的第二代电驱渠道。跟着越来越多新能源车型选用碳化硅器材，显示出碳化硅对传统车用硅基IGBT的代替现已逐步打开，为碳化硅工业的展开呈现出杰出的远景。

碳化硅器材进入干流新车型

特拉斯是全球首先选用碳化硅逆变器的车企。2018年特斯拉在Model 3上最首要的一项立异便是选用了意法半导体推出的650V SiC MOSFET逆变器。比较Model x等车型上选用的IGBT，SiC MOSFET能带来5%～8%的逆变器功率进步，对电动车的续航才能有着明显进步。2020年特拉斯推出Model Y，动力模块后轮驱动也选用了SiC MOSFET。加上最新发布的Model S Plaid，至今特斯拉已有3款车型选用了SiC技能。此举也让碳化硅成为业界重视的焦点。

承受记者采访时，意法半导体总裁兼首席执行官Jean-Marc Chery标明，电动轿车特别是与SiC相关的车用场景对改善逆变器、车载充电机和DC/DC变换器功能的要求非常激烈。英飞凌轿车事务部车辆运动使用营销高档司理Naoki Hayashi也标明，与硅基IGBT比较，碳化硅能够进步5%～10%的电池使用率。

除了使用于新能源轿车之外，碳化硅器材在新能源发电、轨道交通、航天航空等范畴也有着宽广的展开潜力。此前因为本钱问题、器材功能不稳定，约束了碳化硅器材的使用，但跟着技能不断改善，这些问题正在得到解决。

依据Cree公司猜测，SiC逆变器能够进步5%～10%的续航才能，节约400美元～800美元的电池本钱（80kWh电池、102美元/kWh）。相关组织研讨也标明，虽然在一辆电动车上选用SiC会多花200美元～300美元，但整车本钱能够节约2000美元，比方节约600美元电池本钱、节约600美元轿车空间本钱，以及节约1000美元散热系统本钱。

能够说，碳化硅对传统硅基IGBT现已具有了代替的根底。依据Yole猜测，2020年全球碳化硅功率器材市场规模约5亿美元～6亿美元，约占整个功率半导体器材市场份额的3%～4%，估计到2022年，碳化硅功率器材的市场规模有望超越10亿美元。赛迪参谋则在陈述中指出，现在第三代半导体资料已逐步进入各轿车集团的干流供给链中，SiC衬底作为要害资料，将成为第三代半导体资料的布局热门。

国际大厂全面进军碳化硅工业

人们对碳化硅功率器材的研制始于20世纪90年代，因为其具有抗高压、高温、高频、可适用于1200V以上的大电力范畴等长处，现在现已成为新式功率半导体器材研讨开发的干流。国际首要功率半导体器材厂商均对碳化硅给予高度重视，以期抢抓工业展开的主导权。

意法半导体标明将大力展开碳化硅事务，并将其作为战略和收入的要害部分的方案。Jean-Marc Chery指出：“原资料和外延层方面是完结碳化硅技能展开的重要环节。意法半导体两年前收买了 Norstel公司，填补了6 英寸晶圆的制作技能。实验成果证明，咱们的产品技能功能高于竞争对手。最近，咱们还交付了首个8英寸碳化硅晶圆，并方案在8英寸碳化硅晶圆上首先制作测验二极管，进行MOSFET流片和测验。”

英飞凌相同布局碳化硅工业多年。英飞凌科技大中华区总裁苏华指出，功率半导体的未来展开趋势是碳化硅资料。早在1992年，英飞凌的前身西门子半导体部分就开端了对碳化硅的研讨。2018年，英飞凌收买了碳化硅晶圆切开范畴的新锐公司Siltectra。Siltectra的冷切开技能（Cold Spilt）比较传统工艺可进步90%的出产功率。

美国碳化硅大厂科锐公司则于本年3月宣告完结出售旗下LED产品工作部分，加上2019年5月完结照明事务出售买卖。科锐将彻底成为一家以碳化硅和氮化镓产品为主的第三代半导体公司，首要事务包括出售衬底、外延片、功率或射频器材产品，而且供给氮化镓射频器材代工事务，包括了宽禁带半导体的一切环节。

依据CASA的计算，全球碳化硅器材范畴首要厂商包括意法半导体、英飞凌、科锐、罗姆，四家算计占有90%的市场份额。

强化需求牵引加速构建碳化硅工业生态

近年来，我国也活跃打开对碳化硅工业的开发。6月23日，三安光电在湖南建造的半导体基地一期项目正式投产。项目达产后可构成月产3万片6英寸碳化硅晶圆的出产才能。三安光电股份有限公司副董事长、总司理林科闯标明，湖南项目是三安光电向第三代半导体范畴扩张的重要一步。项目总出资160亿元，将打造国内首条、全球第三条碳化硅笔直整合工业链。5月31日，山东天岳递交了科创板上市招股书，有望成为第一个科创板上市的碳化硅衬底资料企业。上市方案征集资金20亿元，用于碳化硅半导体资料项目的建造。

碳化硅工业链首要包括单晶资料、外延资料、器材、模块和使用几个环节。这几个工业环节我国均有所布局。SiC衬底资料方面，天科合达、山东天岳、同光晶体等均能供给3英寸～6英寸的单晶衬底。SiC外延片方面，厦门瀚天天成与东莞天域出产3英寸～6英寸SiC外延片。器材方面，除三安光电外，华润微的6英寸商用SiC产线也现已正式量产。

不过，中国工程院院士丁荣军指出：“我国功率半导体工业经过长时间自主立异，以晶闸管为代表的第一代、第二代器材达到了国际先进水平，IGBT干流器材的研制与工业化取得了不少打破，但以碳化硅、氮化镓等为代表的第三代宽禁带半导体技能研制起步较晚，技能展开趋势知道含糊，人财物资源投入缺乏，仍落后于国际顶尖水平。”

丁荣军主张应从几个方面要点打破：一是经过资源整合，打造功率半导体国家级立异渠道，联合政、产、学、研、用各环节既有资源，环绕全工业链需求和痛点展开协同立异和公共服务，构建自主生态和协同立异系统。二是功率半导体作为技能密布、资金密布和人才密布型职业，前期投入大，报答周期长，出资危险大，需求政府给予相应的方针歪斜，支撑并带动社会各界继续投入资源，推进工业展开。三是国家出台鼓舞自主立异的支撑方针，加速功率半导体器材技能立异和国产化进程，营建鼓舞科技立异、支撑自主研制的杰出环境。四是强化需求牵引，政府、职业、用户应继续加大自主功率半导体器材的推行力度，大力支撑自主功率半导体器材产品的收购使用。