乘着新能源车销量暴涨的“东风”，极具潜力和市场空间的第三代半导体材料碳化硅当下已成为半导体界的“当红炸子鸡”。
11月15日-19日，在今年高交会期间举办的“2022广东省半导体产业发展趋势论坛-汽车‘芯’未来”上，产业链人士讨论的焦点也集中在碳化硅上，与这一热度相匹配的是，碳化硅相关投资也愈发火热。
不过，业内人士指出，碳化硅不可能全部替代IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，未来更多是二者之间的互补。
市场发展超出预期
据了解，新能源汽车的快速发展是碳化硅功率器件应用的主要驱动力，碳化硅功率器件可助力新能源汽车提升加速度、降低系统成本、增加续航里程以及实现轻量化等。2021年9月，特斯拉宣布旗舰车型Model3将搭载意法半导体的碳化硅功率器件，此举是碳化硅“上新能源车”的里程碑事件。
在诸多优势之下，碳化硅搭上了新能源的快车道。据TrendForce集邦咨询《2022第三代半导体功率应用市场分析报告》显示，随着越来越多车企开始在电驱系统中导入碳化硅技术，预估2022年车用碳化硅功率元件市场规模将达到10.7亿美金，至2026年将攀升至39.4亿美金。
对于碳化硅的飞速发展，合肥工业大学电气与自动化工程学院教授李贺龙感慨道，几年前曾对碳化硅市场发展做过预测：“我们当时认为做的预测已经很勇敢、大胆了，但后来发现我们的预测还是跟不上市场的发展速度。”
“由于碳化硅器件在新能源汽车领域的巨大应用前景，汽车厂商纷纷与碳化硅龙头企业开展合作，包括Wolfspeed与通用汽车公司、大众集团开展合作，Infineon与上汽集团、大众集团开展合作等。与此同时，国内汽车厂商纷纷布局碳化硅，包括比亚迪投资天科合达，吉利汽车与日本ROHM开展碳化硅领域合作，小鹏汽车投资瞻芯电子等等。”北京天科合达半导体股份有限公司董事、常务副总经理彭同华说。
国内企业密集投资
不过，需要注意的是，在目前整个碳化硅市场中，美、日、欧等外商仍占据主导地位。根据Yole数据显示，Wolfspeed、英飞凌、罗姆约占据90%的碳化硅市场份额，其中Wolfspeed是碳化硅衬底的主要供应商，占据了一半以上的碳化硅晶片市场。证券指出，虽然相较于国外市场，我国开展碳化硅方面的研究工作比较晚，但国内目前已经催生出一批优质企业并实现碳化硅制造的全产业链覆盖。目前该领域以山东天岳、天科合达、同光晶体、中科钢研等衬底产品竞争优势相对突出。
而在这一基础上，A股的相关产业链公司也在加速相关投资和扩产。11月8日，三安光电旗下全资子公司与一从事新能源汽车业务的公司签署了碳化硅芯片《战略采购意向协议》，相关采购规模达到38亿元；今年7月，士兰微正式启动“SiC(碳化硅)功率器件生产线建设项目”，项目计划投资15亿元，建设一条6_SiC功率器件芯片生产线，最终形成年产14.4万片6_SiC功率器件芯片的产能；时代电气也于近期透露，投资4.6亿对原有SiC产线进行产能提升。
“在既有的产线上，我们主要是在做产品的深度验证。与新能源领域汽车端的合作伙伴进行积极合作，SiC的产品在用户车型上进行验证。从目前最新的产品性能来看，近几个月取得了重大进展，性能与国内头部企业非常接近，后续会进一步提升良率。SiC和IGBT供应状态一样，模块和芯片都做。对未来的市场需求也在做积极准备，国内的很多车企派了团队来针对车型的情况和需求进行研讨。”时代电气方面说。
对于碳化硅相关问题，士兰微在近期回复投资者提问也指出：“SiC明年的产能我们已经在规划和加快实施，争取明年能达到月产能6000片。SiC芯片已有少量的出货，主要配合IGBT应用在汽车OBC.汽车主驱上用的SiC模块，还在做内部测试评价，车规级的测试环节较多，即将给客户送样。我们争取在明年三季度能够开始供货。”
将与IGBT实现互补
在碳化硅产业链不断深化扩张之际，行业内就一直有声音提出：碳化硅未来是否会完全取代IGBT？
对此，深圳大学微电子研究院及半导体制造研究院院长王序进院士认为：“IGBT目前是用得最多的，碳化硅会逐渐替代一部分IGBT.但我个人认为不可能全部替代，因为市场永远是追求性价比，我认为未来应该是IGBT和碳化硅的互补。”
“碳化硅不会全部取代IGBT，它会在一些高端车或者在工业等级、电池容量达到一定程度的高端车型上才会有优势。”李贺龙表示，虽然相比IGBT使用碳化硅会使成本上升，但总体上却会在电动车成本最大的电池上提升效率并降低成本，从而实现整体成本的下降。
同时，李贺龙指出，未来新能源汽车对碳化硅模块的应用要求主要有4点：第一，成本低；第二，可靠性高；第三，可扩展性，即芯片和模块可以覆盖多个不同功率等级的车型需求；第四，可替换/可升级。
“总体上看，碳化硅有一定优势，尤其在汽车领域把碳化硅的技术进行快速迭代以后，未来光伏、风电等领域还会有更大的市场。目前碳化硅模块方面处于群雄逐鹿的阶段，尤其是国内的公司非常多，国内目前的碳化硅模块普遍采用跟随的策略，留给国内研发人员的空间还是比较大的。”李贺龙说。