作为一种新型的宽禁带半导体材料,碳化硅具有明显的功率密度和效率优势,并且随着市场价格不断下探,其在电动汽车、光伏等新能源领域的应用正迅速增长。
由于拥有早期起步、完善布局、领先技术和充足产能,三安光电的碳化硅业务正迎来高速增长的机遇。林科闯副董事长、总经理表示,公司在全球化合物半导体领域已经深耕二十多年,致力于成为全球碳化硅产业的领导者。
目前,三安光电的碳化硅衬底产品良率处于国内领先地位,并持续稳步提升。公司将继续提升技术优势,通过战略合作和市场布局双管齐下,抢占碳化硅产业竞争的制高点。与此同时,公司与意法半导体进行战略合作,深化在碳化硅领域的技术积累,拓展国际市场。另一方面,三安光电致力于缩短研发与终端用户之间的距离,以领先的性能和技术引领市场,推动汽车芯片走向国际标准。
产业发展环境良好,全球碳化硅产业高速增长,国际大厂展望积极。多家企业预计未来碳化硅业务收入将持续增长,市场增速迅猛。政府对新材料产业的支持以及全球市场对高性能半导体材料的需求旺盛,为国内碳化硅产业的发展提供了良好的机遇。
碳化硅具有出色的材料特性,在国内电力电子、射频等领域应用正在加速扩展,渗透率不断提高。据第三方市场研究公司Yole预测,全球碳化硅功率器件市场规模将持续增长,年均复合增长率达31%。
新能源汽车市场不断扩大,800V高压快充等新技术的推广应用成为推动碳化硅产业高速发展的关键动力。碳化硅功率器件及模块具有更快的充电速度、更长的续航里程和更高的能效比,相较于传统硅基器件,碳化硅功率器件具有更高的饱和电子迁移率和击穿电压,能够实现更高的效率。
在800V高压状态下,碳化硅功率器件电驱能效比同等硅基IGBT器件提升3%-5%,碳化硅可以在高频状态下稳定工作,实现更快的开关频率(约为IGBT的5倍到10倍),开关损耗降低超过75%,综合续航里程提升6%-8%。
目前,碳化硅功率器件及模块在一辆电动汽车中的价值约为1500美元至2000美元,覆盖主驱逆变器、电动压缩机、车载充电机等应用。
碳化硅功率器件及模块正加速从高端产品向下渗透。林科闯表示:“现在售价为20万元以上的800V电动汽车,碳化硅功率器件渗透率约为一半,可以全驱配置,或只配置主驱。对于售价在20万元以下的电动汽车,碳化硅功率器件渗透率快速提升,整车配置只是时间问题。”产品的加速应用将带来规模效应,形成成本降低、售价降低、应用进一步扩大的良性循环。
在光伏、储能等可再生能源领域,碳化硅也正大展拳脚。业内人士表示,光伏设备的技术趋势是提高功率,减小体积与重量,提高稳定性。碳化硅功率器件比硅基器件在单品价上贵2倍-3倍,但从系统角度看,碳化硅功率器件的应用使得散热器、电容电感等被动器件减小,而碳化硅功率器件的低开关损耗、高频、高压工作特性,对逆变器实现光伏发电系统高效、经济和稳定运行提供更强保障。
全产业链布局
技术产能优势强
三安光电是目前国内碳化硅产业布局最为完整的企业,覆盖长晶、衬底、外延、器件制造(设计、制造、封测)等各环节。海外实力大厂几乎也采取了全产业链垂直整合策略。林科闯指出:“这种垂直整合的模式有助于提高生产效率,确保产品质量,同时增强对供应链的把控性和稳定性。”
衬底环节价值量最高,占碳化硅功率器件及模块成本超过40%,衬底良率的提
林科闯表示,作为国内碳化硅产业的领军企业,三安光电见证了国内碳化硅产量稳步增长、技术进步带来的成本下降和良率提升。
对行业规律的深刻理解和对技术创新的持续追求,让三安光电化合物半导体业务实现前瞻布局。林科闯介绍说,公司从2014年开始瞄准化合物半导体集成电路产业,成立了厦门三安集成,主要从事微波射频、电力电子、光通讯、滤波器等化合物半导体芯片的研发、代工和服务。
目前,三安光电的碳化硅产能规模位居国内前列。公司在湖南长沙建设碳化硅超级工厂,一期工程产能已达6英寸碳化硅晶圆20万片/年,二期工程预计今年上半年贯通。二期达产后,项目合计满产6英寸碳化硅晶圆36万片/年,8英寸碳化硅晶圆48万片/年。
在技术和良率方面,三安光电的8英寸碳化硅产品已开始批量生产,衬底产品的良率水平位居国内前列且稳步提升。林科闯表示,技术进步和良率提升是降低成本、提高市场竞争力的关键因素。
在战略合作和市场布局方面,三安光电采取双管齐下的策略。一方面,公司与意法半导体在重庆共同投资建设8英寸碳化硅外延和芯片代工厂,受到行业认可。另一方面,三安光电与新能源汽车领军企业理想汽车成立合资公司,在碳化硅模块上展开合作。林科闯表示:“公司非常注重缩短终端与研发的距离,推动产品标准化,通过产品性能和技术领先来引领市场。”
林科闯认为,重视上游供应链合作和与终端客户紧密联系的双向策略,将有助于三安光电更好地把握市场脉搏,推动公司稳健发展,同时也为整个半导体产业的进步和新能源汽车
分析人士认为,多国陆续推进“双碳”战略,并且给出禁产燃油车的时间表,也将直接利好以碳化硅为代表的第三代半导体材料。林科闯表示,产业发展趋势愈发清晰,对企业而言开拓客户挑战越大。“碳化硅的技术路径十分明朗。未来,我们希望通过与汽车制造商、技术合作伙伴以及供应链伙伴的紧密合作,助力新能源汽车产业实现更环保、更高效、更节能的发展目标。”
他进一步表示,三安光电正紧紧围绕“横向外延,纵向整合”的战略,持续调整产业结构,加大第二曲线的业务增长和盈利能力,实现进一步强化LED产业的纵深发展和第三代半导体产业的飞跃式成长。
林科闯表示,成功不会给予“躺平”的人。随着全球人工智能化进一步升级,AI应用扩展,将极大地驱动半导体应用市场回暖,但只有做足了功课,只有准备好的人才能成为行业的佼佼者。在射频和光通讯板块,公司将聚焦数据通讯、光学感测、激光雷达等核心增长引擎,加强团队建设,迅速迭代产品推市场。在LED业务板块,三安Micro LED将加快扩产,加速实现规模效益;同时在车规级LED、植物照明、激光、紫外等着眼技术突破,加快商业化进程,抢占制高点。公司将充分发挥自身在Micro LED的技术优势,加速构筑细分市场的先发优势。
聚焦到碳化硅业务方面,林科闯表示,携手意法半导体,使公司向打造专业的国际化碳化硅晶圆代工厂的目标迈出了坚实的一步。继在日本、德国、美国设立研发机构后,公司在新加坡设立了研发机构,为加速“出海”构建了坚实的“护城河”。