由于SiC、GaN有著硅 Si 材料無法企及的優(yōu)勢(shì),所以用這兩款半導(dǎo)體材料制造的芯片可以承受更高的電壓,輸出更高能量密度,承受更高的工作環(huán)境溫度。然而,受工藝、成本等因素限制,多年來僅限于小范圍應(yīng)用。
而隨著工藝進(jìn)步、材料生長(zhǎng)、器件制備等技術(shù)的不斷突破,第三代半導(dǎo)體逐漸打開應(yīng)用市場(chǎng)空間,觸角向5G基站、特高壓、城際高鐵交通、新能源充電樁、智能汽車、消費(fèi)電子等關(guān)鍵領(lǐng)域延伸。
根據(jù)光大證券研報(bào),新能源汽車為SiC的最重要下游領(lǐng)域,主要應(yīng)用包括主驅(qū)逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、充電系統(tǒng)中的車載充電機(jī)和充電樁等,單車用量平均為0.5片6寸碳化硅,碳化硅晶片價(jià)格為7000元/片,單車碳化硅襯底價(jià)值量約3500元。根據(jù)IHS數(shù)據(jù),2018年和2027年碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模分別約4億和100億美金,復(fù)合增速約40%。
若按光大證券的估算,若車用碳化硅晶圓成功替代硅晶圓,平均兩輛電動(dòng)車需要一片6英寸碳化硅晶圓。
以特斯拉為例,其一季度宣稱6月底美國(guó)工廠Model 3及Model Y的年產(chǎn)能將達(dá)50萬(wàn)輛,上海廠計(jì)劃年底產(chǎn)能50萬(wàn)輛,使其總產(chǎn)能規(guī)模近100萬(wàn)輛。也就是說,特斯拉一年平均約要50萬(wàn)片6英寸碳化硅。然而,有數(shù)據(jù)顯示,目前全球碳化硅晶圓總年產(chǎn)能約在40-60萬(wàn)片。一家特斯拉便可以吃掉行業(yè)全部產(chǎn)能。
旺盛需求下,我國(guó)第三代半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展風(fēng)口已至。以碳化硅SiC、氮化鎵GaN為代表的第三代半導(dǎo)體材料,熱度急劇上升。不完全統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)“已有+在建”碳化硅產(chǎn)線104條,GaN項(xiàng)目也達(dá)到了43個(gè)(統(tǒng)計(jì)截至2021年8月19日)。