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13103866733据行家说Research预估,2024年SiC功率半导体市场同比增长14%左右,增速较去年会降低,您怎么样看待SiC需求出现较动的背后原因?
一是新能源汽车增速放缓:新能源汽车是碳化硅功率半导体的主要应用领域,其数量虽在增多,但增速相较前两年放缓。同时,部分国家和地区减少了针对新能源汽车的补贴政策,进而影响到车企的碳化硅采购需求。
二是终端库存未消化:前些年下游企业基于较高预期以及囤货策略,出现过度备货状况,到了2024 年仍处于库存消化阶段,致使短期需求下降。
三是价格差距依旧过大:碳化硅器件成本相比来说较高,与 IGBT 价格相差约两倍,部分下游客户因成本压力会推迟采用碳化硅方案。另一方面,硅基IGBT在技术和成本上仍一直在优化,所以在部分中低功率场景,部分厂商仍会沿用或回归硅基方案,从而给碳化硅带来压力。
四是市场之间的竞争愈加激烈:当下进入碳化硅市场的企业众多,行业竞争非常激烈,价格下降趋势不可避免,虽然总体出货量可能上涨,但因为价格下降,整体的市场规模会受到一定影响。
五是验证周期较长:碳化硅在新能源市场需求虽多,但规模化导入及应用尚需时间,尤其是汽车领域,其进入门槛高、认证周期长,目前由国外碳化硅主导主驱市场,国内碳化硅器件在汽车市场发力还需 1 - 2 年时间。
行家说三代半:尽管2024年SiC行业进入了阶段性调整期,但也不乏发展亮点。您认为行业今年取得了哪些新的进步?
关键技术持续突破:在材料端,大尺寸衬底、外延技术取得了显著进展,目前已相对成熟且实现了小批量量产。据我观察,国内的外延工艺发展迅速,不仅达到了国外头部企业的性能水平,在某些参数方面甚至实现了超越。
在器件端,国内众多碳化硅企业也取得了突破,尤其是在比导通电阻这一衡量碳化硅器件性能的关键参数上,已达到国际领先水平。综合看来,国内碳化硅技术已迈上了新的台阶。
产业链协同发展:总的来看,整个行业在关键设备和材料的国产化方面取得了较大进步,对进口的依赖程度逐渐降低,国产化进程明显加速。同时,国内企业通过自身的努力以及行业内的合作,上下游之间的协同效应得到了显著加强。这种协同不仅提升了国内产业链的整体效率,还使得整个产业链的生态更加健康。
应用场景逐步扩大:与前几年相比,碳化硅的价格已经有了较大幅度的下降,这一价格变化使得碳化硅的应用不再局限于传统的新能源汽车、光伏储能以及充电桩市场,在工业电源、服务器电源、低空经济等领域的渗透率也得到了逐步提升,为碳化硅行业开拓了更广阔的市场空间。
材料&器件端:8英寸衬底和外延的普及将成为行业发展的重要方向,并有助于终端企业逐步降低成本。同时,在器件设计上,比导通电阻将持续减小,只有在比导通电阻不断降低的基础上,配合材料成本的降低,碳化硅的整体成本才有可能接近或达到硅基IGBT,当成本降低到一定程度时,碳化硅在市场上的普及程度将会大大提高,从而推动整个行业的快速发展。
封测端:由于碳化硅器件相较于硅基器件具有更快的开关速度,因此需要与之相匹配的高效封装方案来提升其性能和功率密度。目前的封装技术在一定程度上限制了碳化硅器件性能的发挥,所以封装技术的革新将是未来行业发展的一个关键方向。通过研发和应用更适合碳化硅性能的封装技术,可以充分发挥碳化硅器件的优势,进一步提升其在市场上的竞争力,满足不同应用场景对高性能功率器件的需求。
应用端:除了现有的新能源汽车、光伏、储能、充电桩等新能源应用领域,碳化硅在未来还将在其他应用领域展现出巨大的潜力。例如,在 AI 服务器电源、低空经济等领域,随着下游厂商对高性能、高效率电源的需求日益增加,碳化硅器件凭借其优势有望在这些领域得到广泛应用。
企业端:目前,碳化硅在一些对成本较为敏感的领域应用受限,但通过企业大规模扩产和稳定化生产,碳化硅成本有望进一步降低,从而打开更多应用领域,提高其市场渗透率。
行家说三代半:在过去一年,贵公司SiC业务主要做了哪些关键性工作?取得了哪些成绩?
充电桩:飞锃半导体在该领域的市场份额一直以来都处于领先状态,相较于2023年,2024 年的市场份额仍有进一步提升。
光伏&储能:我们已经成功向一些光伏、储能领域的头部客户导入最新产品(包括 MOS 管和二极管),并在 2024 年开始批量交付。
新能源汽车:在车载 OBC 以及 DC/DC 领域,我们在2024 年持续批量交付,并与一些头部车厂及 tier1 达成合作。在主驱应用领域,飞锃半导体通过技术迭代,将在 2025 年发布主驱级碳化硅芯片,其性能达到业内领先水平。
完善Gen 3B平台产品阵容:一是推出750V产品,以向下覆盖 650V产品,为客户提供更高应用余量,产品规格包括 11mΩ、18mΩ、25mΩ、40mΩ、55mΩ 等,主要应用于车载OBC、服务器电源、储能市场等领域。二是继续完善1200V产品,产品规格覆盖15mΩ、20mΩ、30mΩ、40mΩ、70mΩ 、400mΩ等,并在新能源应用、工业电源等领域拥有较多成功导入案例。
推进主驱芯片及高压产品开发:我们已成功开发1200V、 13mΩ规格的主驱级芯片,计划在2025年正式推出。此外,我们还在布局高压产品开发,包括 1500 V、1700 V、2000 V产品,2024 年已完成大量研发工作,计划在 2025 年陆续推出。
行家说三代半:贵公司在激烈的市场竞争中脱颖而出,最核心的竞争优势是什么?
李和明:一是技术优势明显:我们的Gen 3B 产品在开关速度、比导通电阻、量产参数的一致性和可靠性等方面达到国内领先水平,不仅可以应用于工业市场以及非主驱车规市场,还能够满足高端应用场景的需求。此外,公司已获50多项专利授权,还有 70多项专利正在申请中,这些专利覆盖从工艺开发、芯片设计到封装技术等各个关键环节,为公司的技术创新和产品竞争力提供了有力保障。
二是供应链自主可控:依托华大集团,飞锃半导体拥有从碳化硅衬底、外延、器件到封测的完整产业链,能确保供应链的自主可控和成本优势。通过集团上下游协同,能够快速响应市场需求,减少相关成本,缩短产品开发周期,提升交付效率。
三是市场基础稳定:飞锃半导体从 2015 年开始做碳化硅,是国内较早进入该领域的企业之一,已与多家行业龙头企业建立了长期战略合作关系,拥有比较稳定的客户基础,目前1200V碳化硅器件累计出货超过了3000万颗,产品得到众多市场验证和认可。
四是团队专业程度高:我们的研发到管理团队成员均来自行业内头部企业,包括国内和国外的知名企业,具有深厚的技术积累和丰富的行业经验,能够相互协作,推动技术创新和产品开发,为公司的发展提供持续动力。
国内碳化硅企业崛起 :碳化硅行业早期主要由国际企业主导,它们在技术、市场份额和专利布局上占据主导地位。但近年来,包括飞锃半导体在内的国内同行在充电桩、光储、新能源汽车等多个领域取得了显著进展,与国际巨头的差距正逐步缩小。未来,随着产业链的优化和整合,国内企业有可能在某些领域超越国际巨头。
产业链垂直整合加速 :无论是国内还是国外的碳化硅企业,都在通过并购或合作的方式向上下游延伸,加强产业链垂直整合,进而提升企业竞争力。对此,飞锃半导体依托华大半导体集团,在材料、设计、生产等产业链环节以集团层面的 IDM 模式运营,逐渐打造核心竞争力。
中国市场地位持续提高 :中国作为全球最大的新能源汽车市场,是碳化硅行业的重要战场。可以预见的是,未来国内外企业都将加大在中国市场的投入,届时竞争将不仅来自国内企业,也来自国外企业。
行家说三代半:现在SiC行业价格战打得火热,贵公司如何同时兼顾成本控制、高品质、稳定供应?
李和明:我们主要通过技术创新、质量管理以及供应链管控三大方面来实现成本与性能的平衡。
技术创新方面:与传统 Fabless 公司相比,飞锃半导体依托华大半导体集团产业链资源,可以与 Fab 厂达成深度合作,共同研发器件设计及量产工艺。此外,我们通过工艺优化和技术创新,不断进行技术改进,实现技术降本,以应对价格战带来的成本压力,同时保持产品竞争力。
质量管理方面:飞锃半导体已通过ISO9001质量体系认证和IATF16949质量体系审核,所有产品开发遵循车规 APQP 流程,确保从产品提出到开发的全过程符合车规体系要求。与此同时,我们的碳化硅器件已经通过了一些车规级认证,且在部分测试项目和条件下高于 AEC -Q101 标准,保证产品在严苛环境下的可靠性和一致性。
供应链管控方面:飞锃半导体借助集团IDM 模式,去实现产业链的垂直整合,能有效控制成本,同时保证产品质量和工艺稳定性。与此同时,我们以客户需求为导向,以市场需求为依据,以此推动技术进步和产能扩张,确保产品成本低、品质高、供应稳定。
成本压力 :相较于硅器件,碳化硅成本较高,阻碍了其在中低端市场的应用进程。随着竞争加剧,碳化硅器件面临较大的降价压力,市场价格可能进一步下降,这对企业的盈利能力是一个挑战。
技术壁垒 :如何打破车规级和大尺寸方面的技术壁垒,仍是一大挑战。虽然头部厂商在集中布局8英寸碳化硅,但从整个行业来看,大尺寸、低缺陷率衬底的量产技术仍是难点。此外,车规级碳化硅器件对可靠性和一致性要求极高,大部分碳化硅企业还未能成功进入这一市场。
国际竞争 :国际品牌在技术和市场上占据优势,在车规级等高端市场,国内企业面临较大的竞争压力。但长远来看,国产化是不可逆的趋势,这需要整个行业共同努力克服区这些问题。
综合来看,我认为行业机会需要聚焦技术进步与创新。在器件端,通过芯片工艺以及封装技术的创新,碳化硅在新能源市场的渗透率将逐步提升,带动市场需求增长,进而促进生产制造成本下降,未来叠加大尺寸衬底关键技术突破和量产,将大幅降低碳化硅成本。一旦成本降下来,碳化硅的应用领域可以横向扩大,形成正向循环,使碳化硅应用更普及,渗透率更高。
首先是充电桩市场:目前飞锃半导体在充电桩市场的市占率属于国内领先,2025 年我们将继续在此市场发力,通过提供更丰富的产品组合和更可靠的质量,进一步提升市场份额。
其次是新能源汽车市场:我们正在深化与国内外主流车企的合作关系,将在主驱、OBC、DC/DC以及空调压缩机等领域加大投入和研发力度,同时针对800V高压平台,开发更多碳化硅产品组合,未来目标是成为全球领先的车规级碳化硅供应商。
最后是光储市场:我们也会针对光储市场的应用特点,开发更高效、更可靠的碳化硅产品,包括单管和模块等,通过提供高性能的碳化硅产品,帮助客户提升产品的性价比和效率。
行家说三代半:除了充电桩市场外,未来还有哪些市场对国产碳化硅器件会比较友好?
李和明:一是商用车市场:目前新能源汽车对碳化硅器件要求较高,但在重卡等商用车领域,随着国家政策支持,未来有望成为切入点,为国产碳化硅器件提供市场机会。
二是AI 服务器电源市场:AI 服务器电源对高效能器件需求大,而碳化硅器件在高频、高压、高功率等方面性能优越,能够满足 AI 服务器电源对电源转换效率和功率输出的严格要求,所以AI市场增长有望带动国产碳化硅器件导入应用。
三是低空飞行器市场:低空飞行领域逐渐兴起,碳化硅器件可用于其主驱驱动,未来随着低空飞行产业的发展,对碳化硅器件的需求有望增加。
四是替代硅基IGBT部分市场:随着碳化硅价格下降,使其在一些替代 IGBT 的中低端应用场景中更具竞争力,如电焊机电源、工业电源、设备电源等,这些领域对成本较为敏感,国产碳化硅器件可进一步拓展其市场空间。
李和明:在商用车市场,尤其是重卡市场,虽然目前体量相对乘用车较小,但也是进入主驱市场的一个方向。通过在商用车市场应用碳化硅器件,可以相对快速地验证器件在主驱市场的性能表现,获得市场认可,为后续在更大规模的乘用车市场推广奠定基础。
虽然商用车市场是进入主驱市场的路径之一,但真正要实现大规模销量,还是要依托乘用车市场。因此,飞锃半导体会依托整个集团的优势,寻找一到两家头部车厂以及有影响力的 tier1 供应商,建立长期战略合作关系,共同推动碳化硅芯片的上车验证。
一是采用碳化硅提升频率,从而在达到相同性能的同时降低系统成本,这是很多头部客户正在探索的方向,即在效率略高的情况下实现成本下降。目前在光伏逆变器的 MPPT 系统中,碳化硅二极管的渗透率非常高,基本取代了硅基二极管。
二是随着光储系统的母线V以上,硅基IGBT 可能无法满足应用要求,碳化硅 MOS 管的优势将更加明显,从而成为光储系统应用的不二选择。
未来,光储行业的技术革新将带来对碳化硅器件的需求增长,当碳化硅成本降低到某些特定的程度,其收益与成本达到交叉点时,碳化硅方案将优于硅基IGBT 加碳化硅二极管的组合方案。我认为2026 年左右可以看到碳化硅器件在光储市场渗透率的快速提升。
行家说三代半:目前电焊机企业已经在导入碳化硅器件,但渗透率较低,您认为主要原因有哪些?
李和明:实际上,电焊机市场对价格极为敏感,目前碳化硅价格相对硅基IGBT 较高,限制了其在电焊机市场的推广速度和渗透率。碳化硅要在电焊机市场充分发挥性能,需要整个系统的配合,尤其是在控制算法和 MCU 等方面,但目前电焊机企业由于成本原因,缺乏动力去做这些工作,因为这需要投入大量资源。
所以,碳化硅企业如果想要提高在电焊机市场的渗透率,一方面要通过技术创新、产业链整合等方式,助力降低碳化硅成本,提高其价格竞争力。另一方面,需要提供针对碳化硅器件性能的系统级优化方案,帮助电焊机企业更好地发挥碳化硅器件的优势。
行家说三代半:现在低空经济、新能源船舶等新兴市场正在发展,贵公司怎么看待碳化硅在这些领域的应用前景?
李和明:我认为低空经济、新能源船舶等新兴市场都是未来碳化硅的增量市场,大部分碳化硅企业都会重点关注和布局。
但是,新领域、新市场意味着对碳化硅芯片规格有新的要求,需要根据市场特点在不同参数上做取舍。此外,碳化硅的封装模块大多基于传统的 IGBT 方案,这在某些特定的程度上限制了碳化硅优势的充分的发挥,对于低空飞行器等新兴领域,对碳化硅的信任和质量要求更高,因此在碳化硅模块封装层面也需要进行探索,以发掘更适用于这些市场的创新技术。
未来,飞锃半导体将深度洞察新兴市场的需求,与终端客户紧密合作,共同开展研究。通过精准把握市场脉搏,开发出更贴合市场需求的芯片及模块,满足市场对碳化硅器件的高标准性能要求,为低空经济、新能源船舶等新兴领域的发展提供强有力的支撑,推动碳化硅产业在新领域的蓬勃发展。
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