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碳化硅2022年或成關鍵轉折點

作者:創通石英 來源: 日期:2020/11/14 12:41:50 人氣:41 標簽:碳化硅

碳化硅相較于傳統半導體硅材料,在耐高壓、耐高溫、高頻等方面具備碾壓優勢,是材料端革命性的突破。隨著碳化硅在特斯拉Model 3等高端車市場成功運用,未來汽車領域被認為將是其成長主要動力。


而根據方正證券分析師陳杭9月4日報告整理,碳化硅還可被應用于數據中心、智能電網、高鐵動車、充電樁、5G、光伏、風力發電等多個領域,可謂“萬物皆可碳化硅”。其中在5G領域,碳化硅還被認為是5G通信晶片中最理想的襯底。據Yole預測,2017年至2023年,碳化硅的復合年增長率將達到31%,到2023年,其市場規模約為15億美元。


從競爭格局來看,目前,美、歐、日廠商在全球碳化硅產業中較為領先,其中美國廠商占據主導地位。方正證券陳杭9月4日報告指出,除上述應用領域外,碳化硅在材料和器件在軍工國防領域的重要作用愈發越來越突出,碳化硅外延設備在推動產業鏈國產化進程中,意義尤為重大。


需要注意的是,先發優勢是半導體行業的特點,而相較于第一代、第二代半導體,國產廠商對碳化硅研究起步時間與國外廠商相差不多,因此國產廠商有希望追上國外廠商,完成國產替代。


目前,國內碳化硅產業內主要集中于4寸、6寸碳化硅襯底生產,8寸襯底已有樣品出貨。根據陳杭上述報告整理,與傳統半導體類似,碳化硅產業鏈同樣分為設備、襯底、外延、設計、制造、封測、應用7個部分。


雖然在制程上,碳化硅大部分設備與傳統硅生產線相同,但陳杭強調,由于碳化硅具有硬度高等特性,需要一些特殊的生產設備,如高溫離子注入機、碳膜濺射儀、量產型高溫退火爐等,其中是否具備高溫離子注入機是衡量碳化硅生產線的一個重要標準。


技術以外,部分機構認為,目前制約碳化硅功率器件大規模應用的核心原因依然是成本,主要源于低效的晶體生長過程。


據介紹,碳化硅器件價值鏈可分為襯底——外延——晶圓——器件,其中襯底所占的成本最高為50%,,主要原因單晶生長緩慢且品質不夠穩定,這也使得碳化硅價格高,沒有得到廣泛的推廣。但隨著技術不斷進步,產量逐漸攀升,未來碳化硅襯底以及外延片價格都將下降。


海通證券分析師王猛3月15日報告預測,2022年有望成為碳化硅價格下降的關鍵轉折點,因為主流豪華汽車品牌開始量產采用碳化硅方案的車型,這將大幅提升Cree等襯底廠商8英寸線的產能利用率,到2025年碳化硅器件價格有望下降到當前水平的1/4-1/3,結合電池成本的節省,碳化硅的經濟性和性能優勢將充分顯現。


在應用方面,陳杭認為,汽車電動化將形成碳化硅最大的下游市場??紤]到未來電動車需要更長的行駛里程,更短的充電時間和更高的電池容量,碳化硅MOSFET元件將是大勢所趨,時間節點大約在2021年左右。碳化硅有望提高3%-5%的碳化硅逆變器效率,從而降低電池成本。


來源:財聯社


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