半導體產(chǎn)業(yè)是實體經(jīng)濟尤其是現(xiàn)代工業(yè)的核心和基礎，同時為新一代信息技術、高端裝備制造、綠色低碳、數(shù)字經(jīng)濟、新能源汽車、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供重要的戰(zhàn)略支撐，特別是以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體材料及器件已成為全球半導體產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展的必然趨勢、各國競相爭奪的戰(zhàn)略性資源。

 

其中，在新能源汽車中，功率器件是電驅(qū)動系統(tǒng)的主要組成部分，對其效率、功率密度和可靠性起著主導作用。功率器件產(chǎn)品中，MOSFET和IGBT是汽車電子的核心。MOSFET產(chǎn)品是功率器件市場應用最多的產(chǎn)品，占功率半導體分立器件市場的35.4％；IGBT是功率器件中增長最為迅速的產(chǎn)品，占總市場的25％，其作為新能源汽車必不可少的半導體器件，下游需求相當強勁。

 

新能源汽車系統(tǒng)架構(gòu)中涉及功率半導體應用的組件包括電機驅(qū)動器、車載充電器（OBC）、車載電源轉(zhuǎn)換（DC/DC）系統(tǒng)。此外，功率半導體器件在非車載充電樁領域也有一定的應用空間。

 

相比于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車功率器件使用量更大。業(yè)內(nèi)普遍認為，新能源汽車市場將是SiC快速增長的主要驅(qū)動力。據(jù)國際能源署（IEA）預測，到2030年，全球銷售的純電動汽車數(shù)量將是2017年的15倍，達到2150萬輛。新能源汽車的發(fā)展對功率半導體器件的需求量將會日益增加。

 

當前全球多國已宣布燃油車禁售時間，加之國內(nèi)政策補貼等，國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈可能有5-10年的持續(xù)高增長發(fā)展態(tài)勢。2020年10月國務院常務會議正式通過《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃指出，要堅持電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化發(fā)展方向，深入實施發(fā)展新能源汽車國家戰(zhàn)略，以融合創(chuàng)新為重點，突破關鍵核心技術，推動我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，加快建設汽車強國。產(chǎn)業(yè)政策的落地，有效提振了資本方的投資信心，也進一步明確了市場的投資方向。

 

新能源汽車市場的增長必將帶動功率半導體的發(fā)展。Yole預測，SiC電力電子器件的市場規(guī)模到2023年將增長至14億美元，年復合增長率接近30%。火爆的市場需求驅(qū)動著半導體廠商紛紛加碼。

 

其中，3月11日，聞泰科技全資子公司、全球功率半導體領先企業(yè)安世半導體宣布，其與國內(nèi)汽車行業(yè)龍頭公司聯(lián)合汽車電子有限公司(UAES)達成合作，雙方將在功率半導體氮化鎵(GaN)領域展開深度合作，以滿足未來新能源汽車電源系統(tǒng)對技術不斷提升的需求，并共同致力于推動GaN工藝技術在中國汽車市場的研發(fā)和應用。

 

2020年9月29日，第三代半導體垂直整合制造平臺“三安集成”與新能源客車龍頭企業(yè)“金龍新能源”在廈門簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，確定雙方利用各自優(yōu)勢資源，共同推進碳化硅功率器件在新能源客車電機控制器、輔驅(qū)控制器的樣機試制以及批量應用。

 

資料顯示，從全球SiC參與者來看，目前以美國、歐洲、日本廠商為主，其中CREE（子公司W(wǎng)olfspeed負責器件生產(chǎn)）、羅姆（子公司SiCrystal負責SiC晶圓生產(chǎn)）實現(xiàn)了從SiC襯底、外延、設計、器件及模塊制造的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，實力最強。國際主要的上游原材料企業(yè)均實現(xiàn)從襯底到外延的連續(xù)布局，如CREE、SiCrystal、DOW、II-VI等。國際主要的器件生產(chǎn)廠商以IDM形式為主，如英飛凌、意法半導體、富士電機、三菱電機、安森美、東芝等。

 

2019年年初，科銳（CREE）剝離照明業(yè)務，專注于化合物半導體射頻和功率應用市場，以滿足5G通信和新能源汽車的市場需求，同年宣布斥資10億美元，擴大碳化硅產(chǎn)能。 

 

近年來，日本昭和電工已三度進行了碳化硅晶圓的擴產(chǎn)，羅姆也宣布在2026年3月以前投資600億日圓（約5.6億美元），讓SiC功率半導體產(chǎn)能提高16倍。德國X－Fab、臺灣環(huán)球晶、嘉晶、漢磊也都斥資新建碳化硅生產(chǎn)線。

 

我國雖是全球最大的半導體消費國，半導體市場需求占全球市場約40％，但各類半導體器件和芯片的國產(chǎn)率卻很低，進口可替代空間巨大。目前國內(nèi)在主流的第三代半導體材料為碳化硅與氮化鎵領域積極布局。

 

在碳化硅方面，國內(nèi)公司已經(jīng)逐步形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，可以生產(chǎn)新一代的碳化硅功率半導體；在氮化鎵材料方面，國際市場也處于起步研究階段，市場格局尚不明朗，但國內(nèi)諸多高等院校、研究機構(gòu)、公司廠商已經(jīng)進行了大量研究，擁有諸多的專利技術。

 

從全球供需關系來看，目前SiC產(chǎn)品供不應求。但國內(nèi)生產(chǎn)供應能力不足5%，未來成長空間巨大。在國產(chǎn)替代的需求和政策刺激下，期待國內(nèi)的SiC企業(yè)有龍頭企業(yè)成長起來。