电动车市场对于延长续航里程及缩短充电时间有着极大需求,整车平台高压化趋势愈演愈烈,对此各大车企已陆续推出800V高压车型,例如Porsche Taycan、Audi Q6 e-tron、Hyundai Ioniq 5等。据集邦科技研究显示,随着电动车渗透率不断升高,以及整车架构朝800V高压方向迈进,预估2025年全球电动车市场对6吋碳化硅(SiC)晶圆需求可达169万片。

800V电气架构的革新将促使耐高压SiC功率元件全面替代硅基(Si)IGBT,进而成为主驱逆变器标配,因此SiC深受车企追捧。一线厂商Delphi已率先实现800V SiC逆变器量产,BorgWarner、ZF、Vitesco相继跟进。

目前来看,电动车已成为SiC核心应用场景,其中OBC(车载充电器)和DC-DC转换器元件对于SiC元件的应用已经相对成熟,而基于SiC的主驱逆变器仍未进入大规模量产阶段。对此,包括意法、英飞凌、Wolfspeed、Rohm等功率元件商已与一线厂商及车企展开深入合作,以推进SiC上车进程。

SiC功率元件较早导入的领域为太阳能及储能中的逆变器,功率半导体业者看好SiC未来在电动车的应用,SiC功率元件导入OBC、逆变器、DC-DC转换器等,有助于缩短充电时间、缩小系统及电池体积、减轻车身重量、增加续航力等,因此将渐取代硅基功率元件于车载端的应用。

集邦表示,上游SiC基板材料环节将成为产能关键制约点,其制程复杂、技术门槛高、晶体生长缓慢。现阶段用于功率元件的N型SiC基板仍以6吋为主,儘管Wolfspeed等国际IDM大厂8吋进展超乎预期,但由于良率提升及功率晶圆厂由6吋转8吋需要一定的时间周期,因此至少未来五年内6吋SiC基板都仍为主流。而随着电动车市场的爆发,SiC逐渐大规模上车应用,其成本也将直接决定汽车800V高压架构升级进度。

法人看好汉磊及嘉晶将直接受惠于SiC应用大幅成长。为了满足客户对SiC晶圆代工产能强劲需求,汉磊预计将在未来二~三年投资0.8~1.0亿美元大扩产能,其中6吋SiC晶圆代工产能将扩增达目前的五~七倍。汉磊SiC月产能已达1,000片6吋约当晶圆。嘉晶也计画在未来二~三年投资4,000~5,000万美元扩大SiC及GaN基板产能,目标是将SiC基板产能扩增七~八倍。

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