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这两年，第三代半导体质料碳化硅（SiC）在业内如雷贯耳。

行业玩家放肆扩产，资源市场也是闻风而逃，与碳化硅擦点边的标的都是青云直上。

有媒体将2021年誉为“碳化硅发作元年”，又将2022年誉为“碳化硅功率芯片应用的新元年”，今年还没等来新口号，等到的却是特斯拉在投资者日上宣称“下一代汽车平台将削减75%碳化硅使用量”的设计。

此新闻一出，瞬间引发了产业界和资源市场的恐慌，特拉斯自身股价也下跌了5%以上，搅起SiC市场一池春水。

01、特斯拉“突变”，醉翁之意不在酒？

特斯拉之以是有云云强的能量，是由于特斯拉2018年在Model 3中开创了使用碳化硅的先河，被视为碳化硅上车的风向标。

在已往五年中，碳化硅市场的增进在很洪水平上依赖于特斯拉，也是当今*的采购商。而作为碳化硅上车的先驱者和电动汽车领域的动员者，在吸引各大车企如火如荼地导入碳化硅时，特斯拉又突然调转枪口，颇有种“背刺”的感受。

那么，我们该若何解读75%的寄义？

特斯拉这一行为会对行业发生什么影响？

碳化硅不香了吗？

...

一连串问题接踵而来。行业对此举行了多种剖析息争读，笔者也跟业内人士举行了求证和探讨，基本可以归纳为以下几种明白：

1）特斯拉宣称的75%指的是成本下降或面积下降。

从成本角度看，碳化硅*的成本在质料端，2016年6英寸碳化硅衬底价钱在2万元一片，现在也许6000元左右，下降幅度挺大。从质料和工艺来讲，碳化硅良率提升、厚度变薄、面积变小，能缩减成本。

从面积下降来看，特斯拉的碳化硅供应商ST（意法半导体）最新一代产物面积正好比上一代削减75%。然则器件体积减小，会提高对散热方面的要求，以是特斯拉可能会改善其封装能力，使用双面水冷手艺来获得更好的散热能力和热泵效率。

2）整车平台升级至800V高压，改用1200V规格碳化硅器件。

现在，特斯拉Model 3接纳的是400V架构和650V碳化硅MOS，若是升级至800V电压架构，需要配套升级至1200V碳化硅MOS，器件用量可以下降一半，即从48颗削减到24颗。

3）除了手艺升级带来的用量削减外，另有看法以为，特斯拉将接纳硅基IGBT 碳化硅MOS的方案，变相削减碳化硅的使用量。

综合来看，特斯拉公然声明新闻传出后，一度带崩相关板块，但无论是用量削减照样面积削减，最终体现在特斯拉身上的就是成本下降。或许特斯拉更主要的是想对产业链放风，思量到现在产能对照主要，让人人能够把价钱和成本降下来。

正如云岫资源合资人兼CTO赵占祥所言，“这可以看成转达的潜台词是向碳化硅产业示意，现在价钱太贵，且有用产能太小。”

因此，对于碳化硅产业不必太过管忧。事实上，碳化硅巨头正忙着扩产并购，无论是Wolfspeed、意法半导体、英飞凌、安森美，照样海内产业链公司都在起劲推进建厂、验证等事情。

数据泉源：清枫资源

同时，SiC也是2022年各大企业的营收增进利器，各大企业纷纷示意会继续提高对SiC的投资。

意法半导体示意，SiC产能扩产预计将占2023整年资源主要支出；Wolfspeed预计在2024年前将SiC产能扩充30倍，设计2027财年实现SiC市场40亿美元营收；英飞凌预计到2027年将产能增添10倍。

安森美半导体示意2023年的SiC产能已经销售一空，收入预计将从2022年的3亿美元增添到10亿美元大关。未来三年，安森美将为SiC提供40亿美元的答应收入，为了杀青目的，安森美已经将生产SiC的晶圆厂产能翻了一番，并设计在2023年再次翻番，然后在2024年再次翻番。

三菱电机宣布将之前宣布的住手2026年3月的投资设计翻一番，到达约2600亿日元，主要用于建设新的晶圆厂，以增添SiC功率半导体的生产；罗姆也示意，预计2025年能将SiC产能相比2021年提升6倍。

此外，以三安光电、比亚迪半导体、斯达半导体、中车时代、泰科天润、华润微、士兰微、基本半导体、派恩杰等在内的本土厂商，也正在迈向SiC功率半导体“芯”征程。

可见，整个产业未有停下脚步的迹象，SiC市场远景仍然异常乐观。

TrendForce集邦咨询在调研讲述中展望，随着上述企业扩产与应用市场的晴朗化，预计将推动2023年整体碳化硅功率元件市场产值达22.8亿美元，年发展41.4%。至2026年碳化硅功率元件市场产值可望达53.3亿美元。市场远景广漠。

能看到，行业大厂都在大肆投入碳化硅产能建置。只管特斯拉的声明引起行业惊动，但产业链厂商的动态足以说明，SiC 市场远景仍然异常乐观。

那么，推动SiC市场快速增进的缘故原由有哪些？我们来看一下。

02、为何看好碳化硅市场？

汽车架构变化，需求激增

作为第三代半导体质料，碳化硅相较于硅质料，具有大禁带宽度、高击穿电场、高饱和电子漂移速率、高热导率、高抗辐射等特点，适合制造高温、高压、高频、大功率的器件。

在应用场景方面，电动汽车是碳化硅*的下游应用市场，涉及到功率器件的应用包罗电驱、OBC、DC/DC和非车载充电桩等。其中，碳化硅器件主要应用于电驱中的主逆变器，能够显著降低电力电子系统的体积、重量和成本，提高功率密度。微型轻量化的SiC器件还可以削减因车辆自己重量而导致的能耗。

这些优势已在特斯拉Model 3的设计中获得了很好的体现，给每辆车带来了500-1000美元的成本节约。

SiC依附优良特征正在成为各大车厂追捧的香饽饽，现在全球有跨越20家车企在车载充电系统中使用碳化硅。

TrendForce指出，现在电动车用芯片约1000颗，其中30 颗为第三代半导体元件（绝大多数为SiC）。未来车用功率元件将连续发展，预估第三代半导体器件的需求也会大幅增进，至少将到达100颗的规模。

800V架构趋势下

SiC加速取代硅基IGBT

另一方面，快充是汽车另一个大规模增进领域。

随着已往几年电动汽车的生长趋势，更长的续航里程是客户的主要需求之一。然而，这反过来又发生了对快速直流充电的需求，以削减在充电站的守候时间。800V EV是知足需求的解决方案，并已经从2021年最先渗透市场。

若是说800V会是未来新能源汽车市场的主流，那么碳化硅犹如催化剂，可以将800V高压平台的优势释放得加倍充实。这也就是SiC器件施展主要作用的地方。

尤其是在800V架构之下，硅基IGBT已经到达性能的极限，能耗大幅上升，很难知足主驱逆变器的手艺需求，碳化硅取代硅基IGBT成为不能逆的趋势。

围攻英伟达，三大巨头的芯片再出招

图源：行家说三代半

在800V架构下，接纳碳化硅器件优势显著：

首先，碳化硅器件可以大幅削减电池的成本或提升电池续航能力。业界普遍以为，单纯将IGBT替换为碳化硅，主驱逆变器的效率能提升5%-10%，前不久理想汽车在电话集会中提到，800V SiC可以将效率提升15%。以2021年电池成本132美元/kWh来算，假设接纳碳化硅将效率提升10%，那么一辆100kWh的电动汽车，在同样的续航里程情形下，电池成本可以节约1320美元。

其次，只管碳化硅器件的成本比硅基IGBT高，然则由于节约无源元器件、冷却系统等成本，整体主驱逆变器的系统综合成本却比硅基方案系统成本更低。

图源：行家说三代半

另外，碳化硅另有助缩小驱动电机的尺寸和重量。由于碳化硅的频率比硅基IGBT更高，因此汽车厂商转而接纳高速电机可将电机重量削减三分之一左右。

同时，IGBT近期泛起较洪水平缺货，不仅价钱连涨，业界更以“不是价钱多高的问题，而是基本买不到”来形容缺货盛况。DIGITIMES数据更是示意，IGBT缺货问题至少在2024年中前难以解决，这也给碳化硅器件替换IGBT提供了更多时机和时间窗口。

综合来看，SiC功率器件依附上述特点和优势，正在成为电动汽车性能致胜的一大依赖手艺， SiC芯片供应商正成为车企争相绑定的“宠儿”。

碳化硅成本高的“表”与“里”

此外，成本高一直是碳化硅被吐槽的弊病。

由于碳化硅在生产环节存在单晶生产周期长、环境要求高、良率低等问题，碳化硅衬底的生产中的长晶环节需要在高温、真空环境中举行，对温场稳固性要求高，而且其生长速率比硅质料有数目级的差异。因此，碳化硅衬底生产工艺难度大，良率不高。

这直接导致了碳化硅衬底价钱高、产能低的问题。

从成本角度来看，有数据统计，2016年6英寸碳化硅衬底的价钱在2万元左右，现在*的单价是6000元左右，行业巨头Wolfspeed的单价仍高达1.3万元。虽然其价钱呈逐年下降趋势，但对比硅质料照样有着很大差距，对应到制品器件上也是云云。

中科院电工所这张SiC MOSFET和IGBT价钱对比图也鲜明地说明晰这一点。

资料泉源：中国科学院电工研究所

然而，在车企眼中，“碳化硅贵”只是一个局部问题，在系统层面它反而可以节约成本。

上文有提到，只管单独看车规级碳化硅芯片的成本有所增添，但使用碳化硅器件节约的电池、被动元器件、冷却系统等系统成本，会跨越增添的成本，同时使用效率和用户体验也有显著的提升。这也是未来车规级碳化硅芯片会在需求端连续高速增进的要害缘故原由之一。

与此同时，业界也正在从诸多途径来实验进一步降低成本，包罗新型晶体生长法、高效率晶圆加工手艺，以及晶圆尺寸迈向8英寸。

与硅基晶圆生长路径相同，未来碳化硅衬底也将连续提升晶片尺寸，降低单元面积芯片成本，推进碳化硅器件的成本下降。

据Wolfspeed数据，在相同尺寸的芯片下，8英寸衬底片可切出的芯片数目相比6英寸衬底片提高约90%，同时降低约7%的边缘虚耗，带来生产力和效率的大幅提升。随同着尺寸扩张带来的规模效应以及自动化产线带来的相关成本的降低，Wolfspeed预计至2024年，8英寸衬底带来的单元芯片成真相较于2022年6英寸衬底的单元芯片成本降低跨越60%，这将连续推进碳化硅产物的降价，加速对硅基器件的替换。

碳化硅衬底尺寸越大、良率越高，其单元成本就越低。当前海内SiC衬底的主流尺寸为4或6英寸，而Wolfspeed、ST等国际大厂早已最先或已经实现8英寸衬底的量产。扩径有着极高的手艺壁垒，差异尺寸的SiC衬底之间有约莫5年的差距

在Yole的功率SiC展望中，6英寸仍将是未来五年的*平台。但在降低成本及更大晶圆直径的拉动下，8英寸SiC晶圆被以为是扩大生产规模的要害步骤，目的显然是提高产量并在下一轮竞争中获得优势。

同时在这个历程中，碳化硅质料和整体器件成本有望显著下降，提升下游客户的替换意愿，进而拉升碳化硅功率器件的市场渗透率。

综合以上几点因向来看，碳化硅市场即将迎来加速扩张阶段。但有一点需要明确的是，SiC只管有诸多性能优势，但其并不能周全替换硅基器件，由于许多优势在消费类电子产物中并不显著，而且许多领域并不需要稀奇高的器件性能就能实现功效知足。相反地，SiC晶圆制备难题、产量低、成本高，且刻蚀难题等缘故原由也是其生长的阻碍要素。

因此，SiC在可预见的未来并不会周全替换硅质料，两者将耐久并存、交织互补。

03、国产碳化硅奋起，弯道超车好时机？

TrendForce示意，现在车用SiC功率元件市场，主要由西欧IDM大厂掌控，要害供应商意法半导体、安森美半导体、Wolfspeed、英飞凌及罗姆等在此领域深耕已久，与各大车企及Tier1厂商互动亲热。

然则在蓬勃生长的电动汽车需求和半导体自给自足的耐久目的的推动下，中国也在致力于生长SiC产业。早在2021年3月宣布的最新五年设计（2021-2025）中，北京就将SiC确定为“第三代半导体”中最有前途的手艺之一，以为碳化硅对中国的“新基建”至关主要。

SiC在中国的生长势头源于强劲的电动车需求。自从比亚迪在2020年推出汉EV——*辆基于SiC主逆变器的电动车以来，从蔚来、小鹏这些造车新势力到上汽、北汽、吉祥等众多中国电动车OEM正在推出基于SiC器件的车型，这也给本土供应商提供了新的生长时机。

从产业模式看，与外洋产业链主要以纵向多环节整合为主差异，海内产业链相对较为涣散，除三安光电以及中电科下属研究所接纳产业链全笼罩模式之外，更多厂商选择专注于产业链中某个特定环节。

碳化硅本土产业链概览

现在我国碳化硅产业整体处于早期阶段，但本土企业已最先加大结构力度，在手艺升级与下游客户导入上均实现突破，国产替换正有序推进。虽然缺乏*的IDM企业，但国产厂商在SiC衬底、外延片、器件和封装方面都有很好的定位，可以通过行使整体制造能力来填补不足。

相较外洋的碳化硅公司，海内的相关企业更具备弯道超车的优势，这点从质料、芯片和模块等产物角度也能看到，双方差异远没有传统硅产业那么大，只是在产能和晶圆规模上另有不少需要追赶的空间，主要目的照样解决产能被预订一空的问题。在买通上下游产业链的条件下，中国的汽车、工业与储能作为当前市场经济下仍然维持稳健的态势，这对碳化硅产业的普及提供更多时机。

从行业竞争角度来看，美欧日为主导，外洋厂商例如Wolfspeed已突破8英寸节点，海内企业还处于4、6英寸衬底导入阶段。然则海内企业现在正在加速追赶，不停突破衬底质料、外延、芯片和封装测试瓶颈，开发新工艺和新手艺，降低质料的缺陷密度、提高产物良率和降低成本，专利和市占率连续提升，海内碳化硅产业化带有“学研”基因极为突出。

同时，资源市场已经最先接纳长线战略，近期不少碳化硅相关的公司在投融资上的动作都不小。据财联社创投通数据显示，2022年至今，碳化硅领域一级市场累计完成73起投资。其中，国资LP方面，来自深圳、苏州、上海和杭州的国资机构尤为活跃，并倾向于投资支持内陆的碳化硅相关企业的融资生长。

对于一个正处于产业化起步加速阶段的行业来说，势必须要更多更连续的资源投入，才气继续搅动整个市场。从2023年的碳化硅投融资现状来看，无论是头部企业照样初创公司，仍在享受着资源注入带来的快速生长盈利。

04、结语

只管特斯拉减量碳化硅一事闹得沸沸扬扬，但碳化硅产业链厂商在扩产以及与车企互助方面依旧频仍。

可见，碳化硅在电动汽车市场的应用不会受到影响。碳化硅领域企业纷纷将电动汽车列为企业的战略偏向，这也从侧面说明，碳化硅器件相较于硅基器件，依然为电动汽车电驱动方案的*解。碳化硅器件能够提升电动汽车的续航里程、缩短充电时间，在高温高频环境下保持更好的稳固性，进而提升电动汽车的整车性能。

若未来碳化硅的成本能够进一步降低、产物良率和产能供应提升，碳化硅相较硅基器件的各项性能优势会促使碳化硅器件成为车规领域的主流产物。

从另一个角度来看，若是特斯拉真的要削减碳化硅器件用量，这反而会使得碳化硅器件供应商能够服务更多的汽车企业，其他车企的主流车型将较少受限于碳化硅器件的产能供应，导入碳化硅的节奏也会加速。

这将进一步推动碳化硅手艺的提高和普及，为碳化硅行业的生长提供新的前进偏向和路径，有利于碳化硅在汽车更普遍领域的普及化应用。

总而言之，特斯拉“风浪”，并没有给碳化硅产业带来晦气影响，甚至在行业的聚焦下更增添了几分热度。