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新能源汽車與SiC技術的崛起:中國市場的機遇與挑戰

要長高 ? 2024-10-31 14:56 ? 次閱讀

新能源汽車行業近年來發展迅速,已成為全球最耀眼的產業之一。據預測,2023年中國新能源汽車銷量將達到950萬輛,市場占比高達31.6%。到2024年,年銷量有望進一步攀升至1200-1300萬輛,市場占比可能超過45%,并占據全球年產銷量的60%。這一趨勢讓人聯想到光伏行業的崛起,新能源汽車行業的發展似乎正沿著相似的軌跡前進。

在SiC(碳化硅)技術的應用方面,自特斯拉在2017年推出首款基于SiC主驅的汽車后,中國企業如比亞迪等也于2020年前后開始跟進。隨后,各大汽車制造商和主驅制造商紛紛投身SiC平臺的研發。到2023年,已公開的國產SiC車型已達142款,標志著新能源汽車采用SiC的市場已全面打開。

在E維智庫第12屆中國硬科技產業鏈創新趨勢峰會暨百家媒體論壇上,清純半導體(寧波)有限公司市場經理詹旭標對車載SiC產業的發展以及國內車載SiC技術的進展進行了深入分析和解讀。

詹旭標指出,SiC技術為新能源汽車帶來了諸多優勢。目前,車機主驅應用的主流器件為1200V SiC MOSFET,而400V平臺則逐步采用750V SiC進行替代。SiC器件的性能、質量、價格及產能是主驅大規模應用的關鍵考量因素。

在提升續航里程方面,SiC MOSFET憑借低導通電阻和低開關損耗,相比傳統硅IGBT方案,電機控制器系統損耗可降低70%,從而增加5%的行駛里程。此外,SiC的應用還有助于緩解補能焦慮,通過提高充電功率,預計到2025年,用戶將能在15分鐘內補充80%的電能。

充電樁行業作為新能源汽車市場的另一大活躍領域,已進入充分競爭階段。目前,國內充電樁保有量約900-1000萬臺,2024年市場規模預計達25億人民幣。根據規劃,到2030年,汽車保有量將達到6000萬輛,車樁比達到1:1,意味著未來4-5年內還需新增約5000萬個充電樁。目前,充電模塊已開始采用SiC,并在DC-DC轉換及PFC應用中廣泛使用,每個充電樁至少使用8個以上SiC器件,市場規模潛力巨大。

然而,盡管國內SiC產業發展迅速,但全球SiC市場仍由國外企業引領。根據預測,到2025年,全球SiC市場規模預計將接近60億美元,年復合增長率有望達到36.7%左右。市場前五強企業的合計市場份額高達91.9%,國內企業的市場份額相對較小。

在產能方面,盡管國內產能規劃已達千億級別,但分布過于分散,頭部企業尚未形成明顯優勢。預計到2026年,國內SiC襯底規劃產能將達到460萬片,若這些產能能順利轉化為量產,將能滿足大約3000萬輛新能源汽車的需求。這可能導致SiC行業面臨內卷和產能過剩的風險。

技術方面,主流SiC MOSFET技術呈現出穩健發展的態勢,其設計方案主要分為平面柵結構和溝槽柵結構兩大類。國內SiC器件技術進展迅速,產業鏈日趨完善,從材料到設計、代工等各個環節均已形成較為成熟的體系。清純半導體等國內企業已在主驅領域推出了多款產品,其性能與國際一流水平相當,并在某些方面表現更佳。

展望未來,國內SiC半導體產業正蓬勃發展,競爭日益激烈,已進入快速洗牌階段。盡管在乘用車主驅應用上還暫時需要依賴進口,但預計未來2-3年內將顯著改善。隨著國產SiC MOSFET技術的快速發展和國際先進水平的差距不斷縮小,部分領域已實現并跑甚至領跑。國內SiC半導體產品因競爭而價格迅速下降,質量不斷提升,產能逐步擴大,有望最終主導全球供應鏈。

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