特斯拉棄“碳” 碳化硅前景還好嗎?

　　近期國(guó)內(nèi)外多家企業(yè)紛紛布局碳化硅產(chǎn)業(yè)，引起業(yè)內(nèi)強(qiáng)烈關(guān)注。合盛硅業(yè)控股子公司寧波合盛新材已成功研發(fā)碳化硅半導(dǎo)體材料并具備量產(chǎn)能力；揚(yáng)杰科技計(jì)劃在江蘇揚(yáng)州建設(shè)6英寸碳化硅晶圓生產(chǎn)線；SK集團(tuán)宣布其位于釜山的新工廠將投入批量生產(chǎn)；德國(guó)晶圓代工廠X-Fab計(jì)劃投資2億美元提高碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)量。

　　但與此形成巨大反差的是，不久前特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克宣布特斯拉下一代電動(dòng)車將大幅削減75%的碳化硅用量。

　　碳化硅應(yīng)用市場(chǎng)究竟前景如何，剛剛起步的國(guó)內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)化之路該如何走?

　　市場(chǎng)前景廣闊

　　“碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料擁有良好的發(fā)展前景，新能源汽車是其核心驅(qū)動(dòng)力，其次為光伏及工控領(lǐng)域的器件應(yīng)用�！睍r(shí)代伯樂投資總監(jiān)朱斌斌指出。

　　“和dy代以硅為主、第二代以砷化鎵為主的半導(dǎo)體材料相比，碳化硅具有禁帶寬度大、飽和電子遷移率高、導(dǎo)熱性能等優(yōu)勢(shì)，特別適合于做大功率、耐高溫、耐高壓的半導(dǎo)體器件。”中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員陳小龍說(shuō)。

　　市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)Yole預(yù)計(jì)，全球碳化硅功率器件市場(chǎng)將從2021年的10.90億美元增長(zhǎng)至2027年的62.97億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)34%。集邦咨詢則預(yù)計(jì)2026年車用碳化硅器件市場(chǎng)將達(dá)到39.4億美元。

　　國(guó)際大廠對(duì)碳化硅未來(lái)的前景也一片樂觀。比如德國(guó)半導(dǎo)體大廠英飛凌就表示：“現(xiàn)在的新車只要能用碳化硅的地方，便不會(huì)再用傳統(tǒng)功率器件。”

　　成本和產(chǎn)量是瓶頸

　　既然業(yè)內(nèi)普遍看好碳化硅市場(chǎng)，那為何特斯拉要棄“碳”而行?

　　3月初，埃隆·馬斯克在投資者大會(huì)上宣布：未來(lái)要削減特斯拉75%的碳化硅用量。而當(dāng)年正是特斯拉率先在Model 3主驅(qū)的逆變器上使用碳化硅，一手開辟了碳化硅“上車”的先河。

　　業(yè)內(nèi)分析，特斯拉之所以棄“碳”而行，可能是出于成本、產(chǎn)能等多方位考量做出的無(wú)奈選擇。有消息人士分析，此舉與其碳化硅供應(yīng)商有很大關(guān)系，也有人認(rèn)為電動(dòng)汽車巨頭擔(dān)心碳化硅良品率低和供應(yīng)能力不足。

　　碳化硅單晶制備一直是全球性難題，晶體生長(zhǎng)工藝的穩(wěn)定性難以保證。碳化硅整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈大致上可以分成襯底、外延、器件3類廠商，然而在這一環(huán)接一環(huán)的生產(chǎn)程序上，目前每個(gè)環(huán)節(jié)的良品率都不是很高，生產(chǎn)的襯底很難合格，導(dǎo)致最終的器件成本極高，同時(shí)性能也不穩(wěn)定，產(chǎn)量難以保證。

　　新能源汽車對(duì)碳化硅的需求量很大，而供應(yīng)又遲遲跟不上車企產(chǎn)能擴(kuò)張的節(jié)奏。有國(guó)內(nèi)碳化硅頭部廠商表示：“我們目前沒有多余碳化硅產(chǎn)能外供，雖然特斯拉喊出‘減碳’，但實(shí)際上碳化硅的使用量在逐年增加并沒有減少，市場(chǎng)需求強(qiáng)勁�！�

　　江西新能源科技職業(yè)學(xué)院新能源汽車技術(shù)研究院院長(zhǎng)張翔也表示：“相較于傳統(tǒng)硅材料，碳化硅材料性質(zhì)更匹配高壓平臺(tái)，具備耐壓能力強(qiáng)、效率高、體積小等優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前仍是新能源車電驅(qū)動(dòng)方案的最優(yōu)選擇。”

　　由此可見，減用碳化硅只是新能源汽車企業(yè)出于精打細(xì)算的綜合抉擇，并不是改弦更張、另起爐灶。

　　國(guó)產(chǎn)化加速推進(jìn)

　　碳化硅應(yīng)用前景廣闊，國(guó)內(nèi)企業(yè)也看準(zhǔn)了這個(gè)賽道�！暗�是碳化硅晶體生長(zhǎng)極其困難，20世紀(jì)90年代只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家掌握晶體生長(zhǎng)和加工技術(shù)，我國(guó)碳化硅技術(shù)起步相對(duì)較晚，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)正在碳化硅領(lǐng)域奮起直追�！标愋↓堈f(shuō)。

　　集邦咨詢化合物半導(dǎo)體分析師龔瑞驕介紹說(shuō)，以6英寸碳化硅襯底為例，國(guó)內(nèi)良品率大概有40%，海外有60%～70%。另外，碳化硅半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管分為平面類和溝槽類，在同等條件下，溝槽類更具備成本和性能優(yōu)勢(shì)，但國(guó)內(nèi)企業(yè)需要跨過(guò)巨大的專利鴻溝。

　　業(yè)內(nèi)人士指出，當(dāng)前碳化硅的下游需求依舊旺盛，特別是車用級(jí)碳化硅襯底產(chǎn)能仍偏緊，國(guó)內(nèi)業(yè)界對(duì)于碳化硅國(guó)產(chǎn)替代的呼聲非常高。國(guó)家也意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題，在《“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中提出，將加速推動(dòng)以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體新材料新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，催生一批高速成長(zhǎng)的新材料企業(yè)。更值得注意的是，目前已有要對(duì)中國(guó)禁售碳化硅等產(chǎn)業(yè)高精尖設(shè)備的跡象，所以碳化硅國(guó)產(chǎn)化之路勢(shì)在必行。

　　現(xiàn)在業(yè)內(nèi)已經(jīng)紛紛行動(dòng)起來(lái)，布局碳化硅產(chǎn)業(yè)，加入碳化硅的國(guó)產(chǎn)化隊(duì)伍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年國(guó)內(nèi)新立項(xiàng)、簽約的碳化硅項(xiàng)目投資額超過(guò)476億元，而2018年這個(gè)數(shù)字還只有50億元。

　　業(yè)內(nèi)人士指出，隨著未來(lái)兩三年產(chǎn)能密集釋放，國(guó)內(nèi)碳化硅市場(chǎng)供需將會(huì)趨于平衡，成本將加速下降。屆時(shí)，國(guó)內(nèi)碳化硅中低端產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)或?qū)⒏�加激烈，業(yè)內(nèi)需要在技術(shù)突破上重點(diǎn)發(fā)力，實(shí)現(xiàn)彎道超車和自主可控，縮小與國(guó)際巨頭的差距，爭(zhēng)取在碳化硅高端市場(chǎng)分得一杯羹。