電動汽車800V快充的國產芯機會
800V快充大勢所趨
中汽協數據顯示，1～11月，新能源汽車產銷分別達到625.3萬輛和606.7萬輛，同比均增長1倍，市場占有率達到25%。值得一提的是，我國已提前3年完成《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》中制定的“新能源汽車將在2025年滲透率達到25%”的目標。而另據標普全球汽車動力總成與合規高級分析師張文娟在近期舉辦的第六屆集微半導體峰會中指出，中國新能源汽車產量到2030年將實現55%的滲透率，達到1600萬輛的規模。
不過，充電難、充電慢等問題依然是阻礙新能源汽車滲透率快速提升的重要因素。
當前，高壓快充成為行業的多數選擇。2019年，保時捷的Taycan全球首次推出800V高電壓電氣架構，搭載800V直流快充系統并支持350kw大功率快充。進入2021年后高壓快充路線受到越來越多主機廠的青睞，先是現代、起亞等國際巨頭發布800V平臺，之后比亞迪、長城、廣汽、小鵬等國內主機廠也相繼推出或計劃推出800V平臺，高壓快充體驗將會成為電動車市場差異化體驗的重要標準。
隨著車企的 800V布局加速，信達證券預計2025年，800V 高壓架構車型滲透率或將達到 15%，全球 800V 架構新能源汽車銷售量達到 370 萬輛。
車用SiC，迎來800V風口
800V電壓系統需要1200V的耐壓功率芯片，1200V器件選用SiC為襯底做MOSFET和Si襯底的IGBT對比能提高6%-8%的整車效率。因此，SiC正成為800V高壓快充平臺應用的最優選項。未來，以SiC為核心的800V強電系統，將在主逆變器、電機驅動系統、DC-DC、車載充電器（OBC）以及非車載充電樁等領域迎來規；l展。
早期的 SiC 產品受到 SiC 晶圓生長工藝和芯片加工能力限制，SiC MOSFET 的單芯片載流能力遠低于 Si IGBT。2021年，隨著技術逐年進步，量產耐壓1200V的SiC MOSFET載流能力上有了進步，已經看到了可以適配 200kW 以上功率的產品。
800V 應用最大的難點依然是離不開成本。汽車之心數據顯示，截至 2022 年 10 月 11 日，英飛凌兩款性能規格接近的 IGBT 與 SiC MOSFET 零售價格差在約 2.5 倍。
據Yole的預測數據，預計到2027年，SiC器件市場將從2021年的10億美元規模增長到60億美元以上。
國產SiC廠商迎來機遇
放眼市場，車用第三代半導體SiC領域仍以歐美日等成熟市場的半導體企業占據主導地位。
2021 年全球 SiC 功率器件市場格局
但隨著新能源汽車的快速發展，也吸引了一批國內企業密集布局。以比亞迪半導體、斯達半導、中國中車、三安光電、華潤微電子、派恩杰、芯聚能等本土企業也都在積極發力，發力車用SiC。尤其是比亞迪半導體、中車時代、三安光電、芯聚能等這些采用IDM模式的廠商優勢更明顯，斯達半導體也正從Fabless模式向IDM模式轉型。
不過，本土企業要想真正在車用SiC領域實現自主突圍，任重道遠。尤其是如何滿足車規的高標準要求，是幾乎所有本土企業亟待解決的問題，但目前已經實現了從無到有的突破，相信規模量產只是時間問題。
對于國內企業在800V SiC器件上的進展和挑戰，三安光電副總經理陳東坡表示：“對于SiC器件和模塊，要將系統電壓提升到800V的話，那么元器件應推升到1200V，但是1200V SiC MOSFET器件，目前國內還較為欠缺。再往上游看，襯底和材料部分，目前國內4英寸的基本可以滿足，但如果要追求性價比，降低成本的話需要往6英寸甚至8英寸延伸，目前國內市場和國外龍頭企業還有一些差距。”
國產 SiC 襯底與海外襯底的參數對比
資料來源：天岳先進招股說明書，天科合達招股說明書，華泰研究
國內廠商積極布局碳化硅器件領域，已經實現低端進口替代，F在已經商業化的 SiC 產品主要集中在 650V-1700V 電壓等級，主要產品為二極管和晶體管，3000V 以上電壓及 SiC IGBT 尚在研發當中。國內廠商如泰科天潤已發布 3300V/0.6 A-50 A SiC 二極管系列產品；三安集成、基本半導體等公司已實現 650V、1200V、1700V SiC MOSFET 的小規模量產；功率模塊方面，國內上市企業士蘭微、斯達半導等公司積極布局，目前比亞迪漢已經成功搭載了自主研發的 SiC MOSFET 控制模塊。
綜合來看，800V高壓快充平臺將是未來新能源汽車重要發展趨勢之一。未來兩三年內，800V高壓快充技術將得到大范圍普及應用。這場高壓平臺“升級革命”讓SiC器件成為焦點，伴隨國內外眾多企業加速布局800V高壓平臺，SiC產業鏈在其趨勢和挑戰中正迎來“風口”。
從行業當前進程來看，這是國產功率器件借著SiC在電動車主驅的應用契機，也是全面趕超國外功率器件的機會，值得關注。
編輯：zqy 最后修改時間：2022-12-30
