碳化硅作為一種新型的寬禁帶半導體材料,功率密度和效率優(yōu)勢明顯,疊加市場價格下探,正讓其在電動汽車、光伏等新能源領域的應用快速增長。
因為起步早、布局完整、技術領先、產(chǎn)能充足,三安光電的碳化硅業(yè)務迎來高成長契機?!肮镜漠a(chǎn)能規(guī)模位居全球同業(yè)上游水平,規(guī)模優(yōu)勢突出,在促進產(chǎn)品轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著重要作用,并通過垂直整合產(chǎn)業(yè)鏈來加強這一優(yōu)勢?!比涨?#xff0c;三安光電副董事長、總經(jīng)理林科闖在接受中國證券報記者專訪時表示,三安光電已在化合物半導體領域深耕二十多年,公司致力于成為全球碳化硅產(chǎn)業(yè)的領導者。
目前,三安光電碳化硅襯底產(chǎn)品良率水平居國內(nèi)前列,且穩(wěn)步提升。公司將繼續(xù)提升技術優(yōu)勢,并通過戰(zhàn)略合作與市場布局雙管齊下,搶占碳化硅產(chǎn)業(yè)競爭高地。一方面,與意法半導體的戰(zhàn)略合作,加深了三安光電在碳化硅領域的技術積累,也打開了更廣闊的國際市場。另一方面,三安光電正在力爭不斷縮短研發(fā)與終端用戶的距離,以性能、技術領先性去引領市場,推動汽車芯片邁向國際標準。
● 本報記者 吳科任
增長動能涌現(xiàn)
產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境良好
全球碳化硅產(chǎn)業(yè)高速增長,國際大廠展望積極。英飛凌預計,2024財年其碳化硅業(yè)務收入將增長50%至7.5億歐元;安森美2023年碳化硅業(yè)務收入超8億美元,預計2024年全球碳化硅市場增速為20%-30%,而其將以市場增速的2倍增長;意法半導體2023年碳化硅業(yè)務收入達11.4億美元,預計其2025年碳化硅業(yè)務收入將突破20億美元。
林科闖表示,政府對新材料產(chǎn)業(yè)的大力支持,以及全球市場對高性能半導體材料的需求旺盛,為國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。
憑借出色的材料特性,碳化硅正在國內(nèi)電力電子、射頻等下游應用領域加速“出圈”,滲透率不斷走高。根據(jù)第三方市場研究公司Yole預測,全球碳化硅功率器件市場規(guī)模將從2022年的17.94億美元增至2028年的89.06億美元,年均復合增長率達31%。
新能源汽車市場的持續(xù)擴大,以及800V高壓快充等新技術的推廣應用,已成為驅(qū)動碳化硅產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的關鍵動能?!疤蓟韫β势骷澳K可實現(xiàn)更快的充電速度、更長的續(xù)航里程以及更高的能效比?!绷挚脐J說,相較于傳統(tǒng)硅基器件,碳化硅功率器件及模塊具有更高的飽和電子遷移率和擊穿電壓,這意味著碳化硅功率器件及模塊能在更高的電壓和電流下工作,從而實現(xiàn)更高的效率。
在800V高壓狀態(tài)下,應用碳化硅功率器件電驅(qū)比同等硅基IGBT器件電驅(qū)能效增長3%-5%,碳化硅可以在高頻狀態(tài)下穩(wěn)定工作,實現(xiàn)更快的開關頻率(約為IGBT的5倍到10倍),開關損耗降低超75%;綜合續(xù)航里程提升6%-8%。目前,碳化硅功率器件及模塊在一輛電動汽車中的價值約為1500美元至2000美元,覆蓋主驅(qū)逆變器、電動壓縮機、車載充電機等應用。
碳化硅功率器件及模塊正加速從高端產(chǎn)品向下滲透?!艾F(xiàn)在售價為20萬元以上的800V電動汽車,碳化硅功率器件滲透率約為一半,可以全驅(qū)配置,或只配置主驅(qū)。對于售價在20萬元以下的電動汽車,碳化硅功率器件滲透率快速提升,整車配置只是時間問題?!绷挚脐J說,產(chǎn)品的加速應用將帶來規(guī)模效應,形成成本降低、售價降低、應用進一步擴大的良性循環(huán)。
在光伏、儲能等可再生能源領域,碳化硅也正大展拳腳。業(yè)內(nèi)人士表示,光伏設備的技術趨勢是提高功率,減小體積與重量,提高穩(wěn)定性。從單品看,碳化硅功率器件比硅基器件要貴2倍-3倍。但從系統(tǒng)角度看,碳化硅功率器件的應用使得散熱器、電容電感等被動器件減小,而碳化硅功率器件低開關損耗、高頻、高壓工作的特性,也對逆變器實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)高效、經(jīng)濟和穩(wěn)定運行提供了更強保障。
全產(chǎn)業(yè)鏈布局
技術產(chǎn)能優(yōu)勢強
三安光電是目前國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)布局最為完整的企業(yè),覆蓋長晶、襯底、外延、器件制造(設計、制造、封測)等各環(huán)節(jié)??v觀海外實力大廠,也幾乎采取了全產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合策略。“這種垂直整合的模式有助于提高生產(chǎn)效率,確保產(chǎn)品質(zhì)量,同時增強對供應鏈的把控性和穩(wěn)定性?!绷挚脐J說。
襯底環(huán)節(jié)價值量最高,占碳化硅功率器件及模塊成本超過40%,而且襯底良率的提升將對整體器件良率起到重要作用。由于產(chǎn)業(yè)鏈上下游的高度耦合,芯片良率的提升將帶動單晶圓供車量直線上升?!敖陙?#xff0c;我們與理想汽車等一線汽車廠商的相繼合作,說明了公司深厚的技術積累和全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展策略的正確性,進一步奠定了公司的競爭優(yōu)勢?!绷挚脐J表示,“作為國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)的領軍企業(yè),我們見證了國內(nèi)碳化硅產(chǎn)量的穩(wěn)步增長,以及技術進步帶來的成本下降和良率提升?!?/p>
對行業(yè)規(guī)律的深刻理解和對技術創(chuàng)新的持續(xù)追求,讓三安光電化合物半導體業(yè)務實現(xiàn)前瞻布局。林科闖介紹,“2014年開始,公司瞄準化合物半導體集成電路產(chǎn)業(yè),并于同年設立廈門三安集成,其業(yè)務主要涵蓋微波射頻、電力電子、光通訊、濾波器等化合物半導體芯片的研發(fā)、代工及服務?!?/p>
目前,三安光電碳化硅產(chǎn)能規(guī)模居國內(nèi)前列。公司在湖南長沙建設碳化硅超級工廠,一期工程產(chǎn)能已達6英寸碳化硅晶圓20萬片/年,二期工程預計今年上半年貫通。二期達產(chǎn)后,項目合計滿產(chǎn)6英寸碳化硅晶圓36萬片/年,8英寸碳化硅晶圓48萬片/年。
技術與良率方面,三安光電的8英寸碳化硅產(chǎn)品已批量生產(chǎn),其中襯底產(chǎn)品良率水平居國內(nèi)前列且穩(wěn)步提升。林科闖表示,技術進步和良率提升是降低成本、提高市場競爭力的關鍵因素。
戰(zhàn)略合作與市場布局方面,三安光電雙管齊下。一方面,得益于行業(yè)認可,三安光電與意法半導體共同在重慶投資建設8英寸碳化硅外延、芯片代工廠。另一方面,三安光電與新能源汽車領軍企業(yè)理想汽車成立合資公司,在碳化硅模塊上展開合作?!斑@體現(xiàn)了公司非常注重縮短終端與研發(fā)的距離,推動產(chǎn)品邁向標準化,通過產(chǎn)品性能、技術領先去引領市場?!绷挚脐J表示。
在林科闖看來,既重視上游供應鏈合作,又緊密聯(lián)系終端客戶的雙向策略,將使三安光電能夠更好地把握市場脈搏,在推動公司穩(wěn)健發(fā)展的同時,也將為整個半導體產(chǎn)業(yè)的進步與新能源汽車產(chǎn)業(yè)的成長作出貢獻。
成長因素匯聚
拓寬碳化硅應用范圍
目前,三安光電碳化硅產(chǎn)品已廣泛應用于光伏、儲能、新能源汽車、充電樁等領域。在新能源汽車產(chǎn)業(yè),用戶有理想汽車、比亞迪、聯(lián)電、威邁斯、匯川、英搏爾、富特等;在光伏領域,用戶包括陽光電源、古瑞瓦特、錦浪、固德威、上能等;電源用戶則包括臺達、維諦、長城、歐陸通、科華、英威騰等一線廠商;工業(yè)領域則涵蓋了格力、美的、視源、斯達、士蘭微、英飛特等著名廠商。
分析人士認為,多國陸續(xù)推進“雙碳”戰(zhàn)略,并且給出禁產(chǎn)燃油車的時間表,也將直接利好以碳化硅為代表的第三代半導體材料。林科闖表示,產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢愈發(fā)清晰,對企業(yè)而言開拓客戶挑戰(zhàn)越大?!疤蓟璧募夹g路徑十分明朗。未來,我們希望通過與汽車制造商、技術合作伙伴以及供應鏈伙伴的緊密合作,助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)更環(huán)保、更高效、更節(jié)能的發(fā)展目標。”
他進一步表示,三安光電正緊緊圍繞“橫向外延,縱向整合”的戰(zhàn)略,持續(xù)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構,加大第二曲線的業(yè)務增長和盈利能力,實現(xiàn)進一步強化LED產(chǎn)業(yè)的縱深發(fā)展和第三代半導體產(chǎn)業(yè)的飛躍式成長。
林科闖表示,成功不會給予“躺平”的人。隨著全球人工智能化進一步升級,AI應用擴展,將極大地驅(qū)動半導體應用市場回暖,但只有做足了功課,只有準備好的人才能成為行業(yè)的佼佼者。在射頻和光通訊板塊,公司將聚焦數(shù)據(jù)通訊、光學感測、激光雷達等核心增長引擎,加強團隊建設,迅速迭代產(chǎn)品推市場。在LED業(yè)務板塊,三安Micro LED將加快擴產(chǎn),加速實現(xiàn)規(guī)模效益;同時在車規(guī)級LED、植物照明、激光、紫外等著眼技術突破,加快商業(yè)化進程,搶占制高點。公司將充分發(fā)揮自身在Micro LED的技術優(yōu)勢,加速構筑細分市場的先發(fā)優(yōu)勢。
聚焦到碳化硅業(yè)務方面,林科闖表示,攜手意法半導體,使公司向打造專業(yè)的國際化碳化硅晶圓代工廠的目標邁出了堅實的一步。繼在日本、德國、美國設立研發(fā)機構后,公司在新加坡設立了研發(fā)機構,為加速“出海”構建了堅實的“護城河”。未來,碳化硅板塊將圍繞車規(guī)級應用開發(fā),加快碳化硅MOSFET的技術迭代,推動產(chǎn)品性能升級,并迅速擴充和布局國際市場。
三安光電將繼續(xù)擴大產(chǎn)能,特別是在8英寸碳化硅襯底和外延片,以滿足日益增長的市場需求。同時,公司將繼續(xù)加大碳化硅材料和器件研發(fā)的投入,降低成本,以滿足新能源汽車市場對高性能碳化硅功率器件的不斷增長的需求,并加快探索碳化硅在光伏、儲能、充電樁等領域的應用,拓寬產(chǎn)品應用范圍。此外,公司還將繼續(xù)尋求與國際先進企業(yè)的合作機會,通過技術交流和市場合作,提升自身的國際競爭力。
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