深度 | 碳化硅SiC的70%需求源自汽车，大厂靠什么主导市场？

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深度 | 碳化硅SiC的70%需求源自汽车，大厂靠什么主导市场？

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https://www.xcc.com/news/detail/5564911

新能源汽车与内燃机汽车的总拥有成本差距正在缩小，许多国家为实现净零排放目标，持续加大对电动汽车和充电基础设施的投资。这一趋势推动了半导体行业的发展，特别是碳化硅（SiC）在汽车领域的应用前景广阔。

碳化硅在汽车中的应用优势

与硅基器件相比，碳化硅器件在电动汽车动力总成中展现出显著优势，主要应用于逆变器，同时也用于DC-DC转换器和车载充电器。其优势包括更高的开关频率、热阻和击穿电压。

市场规模与需求预测

根据麦肯锡的数据，碳化硅器件目前市场规模约为20亿美元，预计到2030年将增长至110亿-140亿美元，复合年增长率达26%。其中，新能源汽车是碳化硅最大的需求来源，预计占比将达到70%。中国作为全球最大的新能源汽车市场，预计将占据汽车碳化硅总需求的40%左右。

800V纯电车动力总成的市场前景

800V纯电车动力总成最有可能采用基于碳化硅的逆变器。预计到2030年，纯电车将占新能源汽车产量的75%（高于2022年的50%），而混合动力和插电式混合动力汽车将各占25%。同时，800V动力总成的市场渗透率将从2022年的不到5%增长到2030年的超过50%。

汽车OEM的采购策略

新能源汽车向800V平台的过渡推动了对碳化硅器件的需求增加。汽车OEM采用多种采购模式，包括长期供应协议、战略和开发合作伙伴关系，甚至共同投资制造设施和合资协议。麦肯锡调查显示，18家主要汽车整车厂占2030年纯电动汽车销量的75%以上，其中12家已宣布与碳化硅制造商建立2个或更多合作伙伴关系，5家与1家碳化硅厂商合作，只有1家尚未建立合作关系。

图注：在逆变器的设计中，汽车OEM开始参与碳化硅的采购。（图源：麦肯锡，下同）

碳化硅制造商的垂直整合策略

目前，碳化硅制造商高度集中，前2名制造商控制着约55%至75%的市场份额。垂直整合晶圆与器件制造是头部厂商的主要特点，可以提高良率5到10个百分点，利润率提高10到15个百分点。

图注：2022年，碳化硅晶圆和器件市场的前2名厂商控制着55%-75%的市场份额。

图注：碳化硅采用晶圆和器件垂直整合的模式，可以显著提高利润和良率。

8英寸晶圆的市场趋势

预计碳化硅将从6英寸晶圆过渡到8英寸晶圆，2024年或2025年8英寸晶圆的应用规模开始扩大，到2030年市场渗透率将达到50%。8英寸晶圆将为制造商提供毛利率优势，预计毛利率收益约为5至10个百分点。

模块级解决方案的定制化趋势

越来越多的汽车OEM倾向于定义自己的碳化硅模块，更愿意让半导体供应商只提供裸芯片，允许不同供应商的芯片与他们的定制封装模块兼容。例如，理想汽车已与三安半导体合作建立碳化硅功率模块封装生产线，蔚来与安森美等碳化硅器件供应商签订了长期供应协议，长城汽车则建立了自己的封装生产线并投资碳化硅衬底制造商同光半导体。