第三代半导体行业报告：碳化硅与新能源景气度共振（27页）

行业报告下载 2022年02月08日 06:13 管理员

碳化硅功率器件的性能优势直击新能源行业的发展痛点。碳化硅功率器件的耐高压、耐高温、低损耗、体积小等性能优势可满足新能源行业的发展需求。新能源行业包括电动汽车、光伏、风电、特高压输电、储能等细分领域普遍的发展痛点为开关损耗、导通损耗、热管理、充电速度等，碳化硅功率器件的性能优势直击新能源行业的发展痛点，迎来下游应用需求推动上游供给发展的高速发展阶段。碳化硅产品价格具备大幅下降空间，渗透率预计随着产能释放以及价格下降而大幅提升。据 CASA 数据，在 2018 年到 2020 年，650V 的 SiC MOSFET 与 Si IGBT 产品价格比从超过 10:1 下降至约 4:1。价格比下降一方面由于 SiC 衬底价格大幅下降导致器件价格下降，另一方面由于 Si IGBT 产能紧张代工费上涨导致 Si 基器件价格上升。目前，SiC 逆变器模块是硅基逆变器价格的 2-3 倍，而应用碳化硅逆变器模块后，电动车系统成本更低，可节省电池成本与热管理成本等。整体而言，碳化硅产品随着良率提升以及规模效应，成本仍具备大幅下降的空间，渗透率将随着产能释放以及价格下降而大幅提升。

碳化硅功率器件产业链分布与硅基产业链类似，其主要瓶颈集中在衬底和器件环节。碳化硅产业链主要分为衬底、外延、晶圆制造、芯片设计、模组封装、系统应用等环节，产业链分布与硅基功率器件产业链类似，部分企业向多个环节进行垂直整合（IDM）。目前，产业链瓶颈主要集中在衬底与制造工艺环节。衬底良率不足、供应不足导致衬底价格高，成本占比高，影响行业供应链扩张以及渗透率提升。制造工艺在 SiC MOSFET 产品上仍存在一定良率问题以及器件可靠性问题，主要由于 SiC 器件于产线打磨时间较短，许多实况的可靠性问题仍未充分暴露。碳化硅二极管工艺相对简单，技术相对成熟；碳化硅 MOSFET 工艺难度较高，由头部厂商率先推出。碳化硅功率器件从结构上分为二极管和晶体管，模块分为混合 SiC 模块和全 SiC 模块。其中，碳化硅二极管工艺相对简单，国内外技术均较为成熟，但并未直击新能源行业的需求领域，应用范围有限。碳化硅 MOSFET 工艺难度较高，目前商业应用主要由海外龙头厂商推广，而综合考虑技术、成本与效应，碳化硅模块部分厂商采用 SiC 二极管+Si IGBT 的混合模块方式，部分厂商推出全 SiC 模块。