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10亿美元市场在望:关于汽车SiC功率元件,还有哪些重点信息?

瑞士信贷预计,到下一个十年之初,全球将售出6300 万辆新能源汽车;其中,2900万辆将是全纯电。

瑞士信贷预计,到下一个十年之初,全球将售出6300 万辆新能源汽车;其中,2900万辆将是全纯电。与此同时,行业观察家警告称,不断增长的电力需求将对电力基础设施造成进一步压力。

 

为了进一步提升电动汽车(EV)的动力性能,全球主流汽车制造商将目标投向了新一代SiC(碳化硅)功率元件,相继推出了多款搭载相应产品的高性能车型。随着越来越多的汽车制造商开始将SiC 技术引入电驱动系统,媒体预计到2022年末,车载SiC 功率元件市场规模将达到10.7亿美元。

 

要抢地盘先保产链

 

车用SiC功率元件市场目前主要由欧美IDM 主导。主要供应商意法半导体、Onsemi、Wolfspeed、英飞凌、罗姆等长期深耕该领域,与各大车厂、及一梯队的制造商有着密切的交互。汽车市场的兴旺,也让主流制造商们意识到,拥有稳定供应能力是多么重要。

 

为了更好地控制原材料的供应,自短缺发生以来,汽车IC制造商们相继进入上游基板材料领域,力图对供应链进行全面控制。例如,Onsemi去年收购了GT Advanced Technologies。

 

而另一方面,各大车企对SiC寄予厚望,同步大力参与供应链建设。以中国这个全球最大的电动汽车市场来看,上汽、广汽等车企已经开始布局碳化硅全产业链,为国内供应商创造了宝贵的发展机遇。与此同时,比亚迪、现代等车企纷纷推出自己的芯片研发计划,为市场注入了新的活力。

 

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降本竞争十分激烈

 

此外,使用SiC功率元件的成本效益一直是市场关注的问题,其关键在于上游衬底材料。业界正在尝试各种方法来进一步降低成本,包括新的晶体生长方法(UJ-Crystal、晶格凌宇)、高效晶圆加工技术(Soitec、Disco、Infineon、Lasic Semiconductor Technology),以及跟随Wolfspeed 在8英寸晶圆技术方向。

 

随着SiC 材料技术的不断突破以及芯片结构和模块封装工艺的成熟,SiC功率器件在汽车市场的渗透率有望保持上升趋势,并逐渐从目前的高端汽车应用向中、 低端汽车以加速汽车电气化进程。

 

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市场成熟不等人

 

据专业人士分析,GaN和SiC解决方案非常适合用于电动汽车和混合动力汽车的AC/DC 车载充电器和高压转低压(HV-to-LV)DC/DC转换器。到2025年,预计全球每售出10 辆汽车中就有一辆是48-V轻度混合动力汽车。在轻度混合动力车中使用48V系统可以提高燃油效率,在不增加发动机尺寸的情况下提供4倍的功率,并有助于在不增加系统成本的情况下减少排放。

 

据Exawatt 称,到2024 年,搭载SiC 基MOSFET 的乘用电动汽车的销量将超过搭载Si IGBT 的电动汽车的销量。随着逆变器的SiC 市场份额的增长,EV制造商们正在消除广泛商业化的最后障碍,例如较之传统Si方案,SiC成本更高等问题。

 

最后从供应端来说,确保足够的SiC 晶圆供应仍然是业界迫切关注的问题。领先的衬底制造商已在晶体生长方面进行了大量投资,以满足不断增长的SiC 需求,而据媒体报道,目前几乎所有领先的设备制造商,都购买了内部晶圆技术或提高了现有的晶圆能力。

 

最后再一次总结,随着越来越多的汽车制造商开始将SiC 技术引入电驱动系统,预计2022年车载SiC功率组件市场将达到10.7亿美元,到2026 年将攀升至39.4亿美元。

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