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资本|东风起,碳化硅被扶正了……

新材料情报NMT 2024-05-04 11:55 发布于江苏 发文

在2023年的特斯拉投资者日上,马斯克宣布特斯拉的每辆车都减少75%的碳化硅芯片使用量。随后,美股A股的一众碳化硅概念股齐齐崩盘,全球碳化硅龙wolfspee当日下跌7%,至今已经腰斩。碳化硅被马斯克重重甩在地上。

然而,被马斯克甩到地上的碳化硅,正在被雷军扶起。4月8日晚,智己在L6发布会上围绕三电、性能和智能配置等维度,用了大部分时间将L6与小米SU7对比,希望可以借此为L6造势吸引流量。

本想蹭一波流量,效果却适得其反。由于错误解读了小米SU7的电驱配置(智己提到“小米 SU7 Max 是前 IGBT + 后 SiC”),智己遭到了小米汽车的反击,没恰到流量,还助力小米宣传了“小米 SU7 Max 前后电机均为碳化硅”。

小米汽车相关负责人解释道:“小米SU7全系全域碳化硅,不仅前后电驱都是碳化硅,就连车载充电机(OBC)和热管理系统的压缩机都用了碳化硅。”

事件发酵后,有投资者在投资问答平台询问相关产业链公司:“贵司的碳化硅生产设备以及碳化硅产品有应用在小米汽车上吗?”被马斯克甩到地上的碳化硅,再次被推上了市场关注的焦点。

既如此,碳化硅究竟何许人物也?被马斯克高高“弃之”后又被雷军“扶起”。

碳化硅(SiC)

碳化硅,化学式SiC是一种无机物,用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。

历史上人类第一次发现碳化硅是在1891年,美国人艾奇逊在电溶金刚石的时候发现一种碳的化合物,这就是碳化硅首次合成和发现。

在经历了百年的探索之后,特别是进入21世纪以后,人类终于理清了碳化硅的优点和特性,并利用碳化硅特性,做出各种新器件,碳化硅行业得到较快发展。

由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途

作为第三代半导体材料,碳化硅具有极其优异的性能,尤其是用于功率转换和控制的功率元器件。与传统硅器件相比可以实现低导通电阻、高速开关和耐高温高压工作,因此在电源、汽车、铁路、工业设备和家用消费电子设备中倍受欢迎。

在功率半导体方面碳化硅芯片对比传统硅基功率芯片,有着无可比拟的优势:碳化硅能承受更大的电流和电压、更高的开关速度、更小的能量损失、更耐高温。

因此用碳化硅的做成的功率模组可以相应的减少了电容、电感、线圈、散热组件的部件,使得整个功率器件模组更加轻巧、节能、输出功率更强,同时还增强了可靠性,优点十分明显

既然碳化硅优势如此明显,为何仍是被马斯克甩在地上?

马斯克:太贵!

2018年,马斯克决定使用碳化硅,特斯拉开始在Model3的主驱逆变器里,使用基于碳化硅材料的碳化硅MOSFET,以替代传统的硅基IGBT。

相较于IGBT模块,SiC芯片能够为逆变器带来5-8%的效率提升,即逆变器效率从82%提升至90%。此外,SiC器件在高温下表现更好,哪怕达到200度的高温,也能维持正常功率,保证长时间的高效率输出。

随后,碳化硅在新能源电动汽车产业开始爆火,引得众多车企追相争捧。2020年,比亚迪推出了第一款高端车型“汉”在电机控制器中首次使用了碳化硅的功率模块;2021年,蔚来推出在电驱动系统上应用碳化硅材料的ET7;2022年,小鹏也推出了搭载碳化硅电驱动平台的G9车型。

相关数据显示,截至2023年上半年,全球已有40款碳化硅车型进入量产交付,上半年全球碳化硅车型销量超过120万辆。2023年全年,国内上险乘用车主驱碳化硅模块渗透率约为10.7%。

就在此时,马斯克将碳化硅重重甩到地上。2023年3月1日,马斯克在特斯拉投资者日上强调,下一代车型组装成本力争减少50%,并计划减少75%碳化硅晶体管数用量。

消息一出,随即引发主要碳化硅供货商股价震荡。当天在国外厂商中,安森美半导体和意法半导体股价收盘均下跌2%左右,碳化硅芯片厂商Wolfspeed股价下跌7%;国内厂商中,天岳先进下跌超过10%,东尼电子跌停,天富能源、晶盛机电等个股都有较大跌幅。

马斯克选择此时强势宣布大砍碳化硅的用量背后,无非是碳化硅较高的零部件成本价。这对当时深陷“价格战”涡轮急需控制成本的特斯拉而言,绝无益处。

尽管发展多年,但碳化硅长晶时间长、属性硬脆的特性依旧没能解决。这就导致即使行业龙头Wolfspeed,综合良率尚且只有60%,国内衬底厂商的良率更是在40%以下

低良率的直接结果就是高成本:以Model3为例,其主驱动逆变器采用的48个碳化硅MOSFET,总成本为5000元,是传统方案硅基IGBT的3-5倍

价格如此高昂,恰逢特斯拉年初刚进行了一波疯狂降价,马斯克也立下了“减价不减量,特斯拉性能不变,但总制造成本还要再减少1000美元”的Flag。此情此景,碳化硅势必被放弃。

然而,马斯克没想到的是,被他甩到地上的碳化硅,如今正在被雷军扶起。如此,碳化硅的未来又将走向何方?

碳化硅:2024年或迎来爆发

据悉,碳化硅类器件的制造,主要包含“衬底-外延-器件制造”三个步骤。其中,碳化硅衬底成本约占总成本的47%,碳化硅外延的成本占比23%。

有供应链从业者表示,由于国内碳化硅长晶、衬底参与者众多,在一线厂率先掀起降价模式的情况下,恐将迫使二、三线厂商被动跟进,碳化硅衬底“价格战”开启。也有消息预测,碳化硅衬底“价格战”爆发时间或在2024年。

此外,有业内专家表示,相较于国外,国内碳化硅“价格战”更凶,这主要是因为国内市场更卷。

北京半导体行业协会副秘书长朱晶也表达了同样的观点:同质化带来的低端内卷,是引发价格战的主要原因,而国际价格相对稳定,说明国内碳化硅对国际市场还没有多少影响力,也变相说明还没有掌握定价权,即质量还存在一定差距。

小结

被马斯克甩到地上的碳化硅,如今正在被雷军扶起碳化硅最后的走向如何,是否会在2024迎来爆发,我们一起静候!

参考:

马斯克“推倒”的碳化硅,被雷军“扶”正?

造神者推倒神像:碳化硅的崛起和塌房

碳化硅(SiC)的前世今生!

一文了解碳化硅的前世今生!

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