SiC器件后,新能源汽车逆变器效率可以大幅提升,相同续航下对电池容量需求降低,以及实现系统冷却体积和重量的优化,有效降低SiC器件本身带来的成本增加。
SiC功率器件主要应用于主驱逆变器、OBC、DC/DC车载电源转换器和大功率DC/DC充电器领域。随着未来800V电压平台推出,在大功率,大电流条件下减少损耗、增大效率和减小器件尺寸,电机控制器的主驱逆变器将不可避免从硅基IGBT替换为SiC基MOS模块,存量替代市场空间巨大。
2023SiC和GaN功率器件行业市场投资分析?存量替代市场空间巨大
《中国制造2025》将集成电路的发展上升为国家战略,2014年6月公布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,半导体产业及相关材料将在我国将受到充分的政策优惠。中国未来的半导体行业将有着良好的政策支持。相比硅基,SiC材料在热导率、开关频率、电子迁移率和击穿场强均具备优势,因此SiC材料具备更高效率和功率密度。从产业链来看,衬底是价值链核心,在成本SICSBD器件中,衬底价值量占比达到47%。从SiC材料适用范围来看,碳化硅器件可广泛应用于高压、高频和大电流场景,因此十分适合光伏、新能源车和5G通信领域。
sic器件行业市场需求前景广阔。预计到2025年新能源汽车市场对6英寸碳化硅晶圆需求将达到169万片。目前,电动车已成为碳化硅的核心应用场景,其中OBC(车载充电器)和DC-DC转换器组件对于SiC器件的应用已相对成熟,而基于SiC的主驱逆变器仍未进入大规模量产阶段。
SiC产业链已经相对完善,从衬底到外延,国内和国际都有生产的企业,并且主要以IDM企业为主,纯Fabless和Foundry企业的数量较少。SiC器件的漂移区电阻要比硅低200倍,即使高耐压的 SiC场效应管的导通压降,也比单极型、双极型硅器件的低得多。而且,SiC器件的开关时间可达10nS量级,并具有十分优越的 FBSOA。
根据中研普华研究院撰写的《2022-2027年中国SiC和GaN功率器件行业市场环境与投资分析报告》显示:
SiC的发现始于1824年的瑞典科学家J.J.Berzelius,但是鉴于当时硅(Si)技术的卓越发展,SiC的研究工作没有再进一步。直到20实际90年代,Si基电力电子装置出现了性能瓶颈,再次激发了相关机构对SiC材料的研究兴趣。同时SiC功率器件广泛用于新能源汽车、光伏、轨道交通等领域,未来市场增速能够得到保证。