最近,关于作为技术前沿领域之一的碳化硅行业的讨论热度持续攀升,尤其是随着华为推出SiC电驱平台这一举措,使得该行业再次成为焦点。即便近期特斯拉大幅减少了对碳化硅的应用,此间的争论和分析却在不断地引导着业界对于碳化硅未来应用的信心与展望,从而描绘出了一幅清晰且充满希望的图景。这一过程不仅展现了市场对碳化硅技术长期潜力的坚定信念,也揭示了其在全球能源转型和可持续发展中不可替代的关键角色。通过深入探讨和理性分析,行业专家正逐步廓清并巩固着碳化硅在新能源领域中的重要地位与未来趋势,预示着尽管当前面临挑战,但其作为“黄金赛道”的前景依然广阔且光明。
近来,华为公司盛大举行了一场主题为智能电动领域的创新会议,在此盛会上,华为不仅揭示了其专注于动力系统领域的最新科技成果——“DriveONE新一代超融合黄金动力平台”,还同步推出了旨在优化充电基础设施的“新一代全液冷超充架构”方案。这些发布标志着在推动电动车领域技术进步和用户体验提升方面的重要里程碑。
DriveONE这一创新的超融合黄金动力平台,专注于服务于B/B+级纯电动汽车与增程式混动车型,以及A级纯电车辆的动力系统需求。其核心目标在于持续优化整车能量利用效率,通过提升每单位电池电量的行驶里程和油量效能,确保在同等能源投入下实现更卓越的行驶距离。
该平台创新地集成高效SiC技术,引领行业标准,在性能、能效、充电速度及续航能力方面均达到领先水平。这不仅代表了动力解决方案的技术革新,更是对可持续移动出行领域的一次重大突破,旨在为用户提供更加高效、便捷且环保的驾驶体验。
作为第三代半导体材料的典范,碳化硅在资本市场中备受追捧。其器件以其卓越性能著称,包括能够承受极端温度与压力的能力、优异的高频特性、高效的转换效率以及体积小、重量轻等优点,这些特点使得其在全球新能源汽车、轨道交通、光伏、5G通讯等多个领域展现出极高的应用价值和市场潜力。
在这一碳化硅技术的突破性机遇中,华为的前瞻性布局已然全面铺开。在此之前,华为通过其子公司——华为哈勃资本,精准地参与了SiC产业链的核心环节投资,包括与先进外延制造企业东莞天域、瀚天天成的合作,以及对关键衬底供应商山东天岳、天科合达的投资,同时亦对装备制造商特思迪和材料研发企业德智新材进行了赋能。这一系列举措彰显了华为在SiC领域深邃的战略视野和布局能力。
△Source:化合物半导体市场根据公开信息整理
华为的投资策略在第三代功率半导体领域展现了其对SiC技术发展蓝图的深入洞察与前瞻性布局。自2021年起,公司便预测,未来十年将是SiC创新加速的关键时期,其渗透率将迎来显著提升,并有望开启市场潜力的全面释放阶段。这表明华为对SiC产业链的每一个环节都给予了充分的关注和支持,彰显了其对于SiC技术潜在价值的高度信任与期待。随着产业拐点的临近,华为的投资策略将助力SiC技术在各应用领域实现更广泛的普及和深入发展,从而推动这一领域的创新突破和市场拓展。
尽管当前面临着SiC技术在良率、制造工艺以及成本上的挑战,全球范围内的汽车原始设备制造商与电动车辆初创企业已普遍采纳该材料,将其应用于电动汽车的牵引逆变器和车载充电器,甚至在产品设计阶段即着手采用。这一广泛的接纳与应用充分彰显了SiC技术相较于其目前面临的局限性而言,优势更为显著。
基于全球汽车行业的最新发展脉络,包括宝马、迈凯伦、大众、奔驰以及现代起亚在内的知名汽车制造商,携手国际领先的半导体企业如Wolfspeed、英飞凌和ST意法半导体,旨在稳固其对碳化硅材料的供应链,确保在技术创新与生产能力建设方面取得先机。此举不仅体现了行业巨头对于可持续发展和电动化进程中的关键资源供应安全的高度关注,同时也预示着汽车制造业对未来高效、节能技术的持续追求。通过这样的战略联盟,各方将共同应对市场对碳化硅应用日益增长的需求,并加速推动新能源汽车领域的革新步伐。
宝马汽车集团近日宣告,已与业界领先的半导体制造商安森美达成一项长期供应链合作计划。根据此协议条款,安森美的750V EliteSiC模块将被整合至宝马的400V电动驱动系统之中,进一步巩固了双方在新能源汽车领域深化合作的战略伙伴关系。
同样地,安森美也与众多全球知名汽车制造商建立起了密切合作关系。例如,在2023年伊始,德国大众汽车公司与安森美签署了重要战略协议,共同探索并推动碳化硅技术在新能源汽车上的应用。根据协议内容,安森美的创新碳化硅产品将为大众未来系列车型的牵引逆变器提供关键技术支持。
另外,在今年1月早些时候,起亚汽车宣布其旗舰电动车型EV6 GT已成功搭载了安森美公司的EliteSiC系列碳化硅功率模块。这标志着安森美在新能源汽车产业中的影响力进一步扩大,成为了推动汽车行业电气化转型的重要力量之一。
在年初的一次重要声明中,Wolfspeed公司宣示了其碳化硅器件已被梅赛德斯-奔驰纳入旗下下一代动力总成系统的多款车型之中,这一举措标志着奔驰正积极为大规模SiC车型的生产与投放市场做好充分准备。
紧接着二月末,Exro Technologies宣告了一项重大合作进展,携手欧洲领先的全球汽车供应商,共同开发800V SiC线圈系统,此举彰显了双方在新能源技术领域深度整合的雄心壮志。
迈凯伦品牌于三月宣布与意法半导体建立战略合作伙伴关系。根据协议内容,未来一代IPG5 800V逆变器将集成由ST提供的1200V SiC MOSFET模块,这标志着迈凯轮在电动化和高性能车辆领域的技术升级步伐。
而进入月末阶段,日立能源官网发布消息,宣布接获吉利汽车的长期订单,并将为极氪品牌的电动车提供其先进的RoadPakTM功率模块。这一合作协议不仅强化了双方在新能源汽车产业的合作关系,也预示着日立能源正为其在电动汽车领域的市场扩展注入强大动力。
在汽车行业的前沿领域中,诸多领军企业正积极地拓展其技术版图。小鹏、东风与哪吒等品牌均在新能源汽车的电气化道路上迈出坚定步伐,引入了800V SiC技术,这标志着他们对高效能动力系统的追求进入了新的阶段。其中,小鹏已将扶摇平台G6装备上了这一创新技术;东风汽车则推出马赫E品牌,并计划在年内实现SiC控制器与SiC模块的量产,以此为自家车型注入更强的动力源;哪吒GT在上海车展上震撼上市,其搭载的800V SiC电驱系统无疑成为了焦点,展现出了新能源市场的勃勃生机。而一汽红旗更是不落人后,在技术创新方面持续发力:不仅将在年内推出两款搭载“旗帜”超级架构、SiC技术的车型,还自主研发了基于超高频高功率SiC模块的红旗HSM高效电驱系统,并已成功完成了全国产电驱用1200V塑封2in1碳化硅功率模块A样件的研发。这些举措不仅展现了行业内的竞争活力和技术创新热情,更预示着未来新能源汽车领域将迎来更多突破与可能。
在2023年举办的第二十届上海国际汽车工业展览会上,SiC驱动车辆作为行业的一大焦点,吸引了广泛的关注。蔚来、理想、东风、红旗、广汽埃安、远航汽车、极星和深蓝汽车等知名车企,纷纷高调展示了其搭载SiC技术的车型。这一现象明确表明,采用SiC技术的速度正在显著加快,同时在众多汽车制造商积极引入该技术的过程中,SiC在汽车行业中的地位愈发凸显,展现出前所未有的重要性与影响力。
根本原因之所在,乃在于成本壁垒高耸,这深层次反映了在研发与生产环节所遭遇的挑战与难题。
根据对全球及国内的碳化硅产业分析,可以发现近数年正处于技术创新和市场开拓的关键阶段,众多企业在这一时期集中资源于研发活动,致力于技术突破与产品优化,因而多数企业仍处于投资和成长阶段,尚未全面实现经济效益的最大化或达到完全盈利的状态。
基于碳化硅衬底的行业巨头Wolfspeed,自1987年将这一技术从实验室推向商用生产以来,已步入高速发展阶段近四十五载。尽管近期产品需求持续攀升,该公司的碳化硅业务仍面临连年的财务挑战,过去三年累计亏损高达8.46亿美元。在2021财年中,其毛利率录得30%,而在去年第四季度时,净亏损显著扩大,从上一年同期的4400万美元跃升至1.45亿美元。
Wolfspeed在过去几年内始终保持在产能扩张和技术创新的第一线。为了满足不断增长的市场需求与推动研发创新的步伐,Wolfspeed在过去三年中稳步增加了研发投入与销售管理成本投入,这样的支出占总营收的比例接近三分之二。这一策略体现了公司对长期发展与市场领先地位的坚定承诺。
根据近期发布的财务报告,Wolfspeed在过去两年内致力于资本投资,显著保持着高支出水平。在2021财年中,这一数字达到了约5.5亿美元,而在紧随其后的2022财年里,公司的资本支出预估约为4.75亿美元,彰显了其持续的扩张动力和战略前瞻性。
值得注意的是,在研发领域的投入力度同样不容小觑。Wolfspeed在碳化硅技术的研发上,坚持将约30%的营收用于这一领域,此举虽然短期内可能加剧了亏损的情况,但长远来看,无疑是推动企业创新、增强市场竞争力的关键驱动力。这种对未来的投资策略反映了其对可持续发展和技术创新的高度承诺与决心。
即便面临报告期内的连续亏损,Wolfspeed对于未来的财务预期抱持着乐观态度。一旦最大生产能力的工厂全面投入运营,并实现产能的稳步提升,该企业理应见证其营业收入显著加速增长的趋势。
据预测,在项目全部竣工于2024年时,此新设的工厂将显著提升碳化硅晶圆制造产能至当前规模的三十倍之巨。在公司2022财年的首季电话会议中,管理层对新厂充满信心,预估其运营成本可望实现约半数的缩减,并且生产周期也将同步减少一半左右。伴随新厂于公历年2022年正式启动运行,用于建设该工厂的开支将明显降低,从而有效缓解此前的亏损状况,进而推动利润率的提升。
在天科合达的创始人陈小龙以及其科研团队与投资者共同面临的挑战中,公司自成立以来大多时期的盈利状况并未达到预期目标,这一情况对所有相关方构成了显著的压力。根据公开的数据分析,天科合达与另一家公司天岳先进都面临着累计未弥补亏损的问题,这一现象归因于企业在持续研发投入上的高成本以及碳化硅材料工业化应用进程缓慢等因素的综合影响。
同样地,露笑科技亦曾明确指出,在SiC产业的前期研发和固定资产投资上投入巨大,这直接导致了其2022年度净利润预计亏损人民币2.30亿至2.95亿元,且这一业绩表现较之往年出现显著下滑。
在经历了重重挑战后,我国大型企业于碳化硅领域取得了显著突破,相关企业正加速推进扩产计划。唐代诗人曹松笔下那首广为人知的诗句——“凭君莫话封侯事,一将功成万骨枯”——恰如其分地描绘了碳化硅产业化的历程。这条漫长之路是以无数先驱者的不懈探索为基石铺就的。
当前,尽管我们已踏入新的阶段,但通往大规模商业应用的道路依旧充满挑战。碳化硅技术正稳步向前,致力于提升切割效率、加速生长速度、扩大晶圆尺寸和降低生产成本,以实现更广泛的应用与普及。这一旅程虽漫长且艰难,但我们对未来的前景充满期待,相信在不远的将来,碳化硅将为各领域带来革命性的改变。
随着特斯拉在其标志性车型Model 3上首次引入碳化硅作为IGBT的替代品,这种材料的地位愈发凸显。然而,近来特斯拉在一场备受瞩目的投资者大会上的决定,即计划在未来自家下一代平台上将碳化硅用量减少至现有水平的25%,已在业界掀起了一股波澜。这一决策不仅对特斯拉的发展路径产生了直接影响,同时也促使整个行业对其在新能源汽车技术应用上的最新动态予以密切关注和深入探讨。
芯粤能的总经理徐伟,在最近举行的第二十五届中国集成电路制造年会,期间在功率半导体及化合物半导体论坛上深入解析了特斯拉大幅削减碳化硅材料使用量的背后逻辑。他指出,特斯拉此举的直接原因可能包括对硅基IGBT的替代性应用以及通过技术创新与优化方法,成功将碳化硅芯片面积用量减少了75%。然而,徐伟也强调,究其根本,成本问题始终是这一决策的关键因素——当前市场环境下,碳化硅的成本依然居高不下,这是影响特斯拉减少使用量的根本原因所在。
△Source:全球半导体观察现场拍摄
鉴于近期关于特斯拉显著减少碳化硅应用规模的消息在业界引发了较为消极的情绪反馈,似乎市场对此反应略显过激。然而,从长远角度来看,碳化硅所展现出的卓越电气性能属性,实则远超常规硅材质所能及的高度。
TrendForce集邦咨询的分析师龚瑞骄阐述道,在800V充电架构的应用领域中,转向采用碳化硅替代硅基IGBT已成为不可逆的趋势。此转变的根本原因在于,随着技术的发展,硅基IGBT性能已达到瓶颈,无法再满足主驱逆变器日益提升的技术要求。
从下游应用角度来看,对于电动汽车制造商而言,碳化硅组件成为了至关重要的核心部件,其不可或缺性显著增加。同时,在光伏储能领域,碳化硅的使用亦呈加速态势,这进一步推动了市场的需求。因此,龚分析师预判,未来几年内,碳化硅市场将保持供不应求的状态,相关产业的热度将持续高涨,不减反增。
根据TrendForce集邦咨询的洞察,特斯拉对于SiC材料的稳健性及供应链的可靠性持有谨慎态度,同时考虑到当前SiC功率器件价格相对高昂,其选择采用MOSFET或许并非源自对SiC技术本身的不信任,而是在评估SiC发展现状后作出的一种审慎考量。
根据TrendForce集邦咨询的深入分析和预测,在大厂与汽车、能源行业伙伴合作项目日渐清晰的推动下,2023年度全球SiC功率器件市场规模预计将达到22.8亿美元,展现出41.4%的增长率。展望未来,TrendForce集邦咨询乐观预期,至2026年时,SiC功率元件市场总额将跃升至53.3亿美元的规模。
基于对未来技术进步和规模化生产的乐观预期,特别是在良品率显著提升和成本逐步降低的驱动下,预测碳化硅材料将展现出爆炸性的增长潜力。