半导体：五大优势加速SiC布局，功率厂商更待何时？

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2023年6月7日，意法半导体宣布，将与三安光电在中国成立200mm碳化硅器件制造合资企业，预计2025年第四季度投产，预计在2028年全面建成，到2030年碳化硅收入将超过50亿美元（约合人民币：356.24亿元）。

五大优势加速碳化硅布局，功率厂商有望迎来历史性发展机遇。（1）SiC器件助力实现系统小型化，增大汽车可用空间。SiCDC/DC转换器体积较硅DC/DC转换器减少20%，SiC电机控制器体积较硅控制器缩小64%，SiC车载充电器体积较硅车载充电器减少40%，故使用SiC器件可实现系统小型化；硅器件极限工作温度一般不能超过300℃，而SiC器件极限工作温度可以达到600℃以上；叠加SiC热导率均是硅2.67倍，有助于器件散热，可简化冷却散热装置，进一步增大可用空间。（2）物理性能较硅基器件全面升级，助力导通及开关损耗减少，从而续航里程增加。SiC（3.3eV）禁带宽度为硅（1.1eV）的3倍，可实现高浓度掺杂，使漂移区宽度大幅缩短，在SiCMOS器件导通时，正向压降和导通损耗皆小于Si-IGBT，且不存在拖尾电流，进一步降低损耗；叠加SiC载流子迁移率为硅的3倍左右，可提供更快开关速度，以降低开关损耗。（3）SiC模组减少汽车重量，有利于轻量化。若采用SiCSBD混合模组，主逆变器较纯硅模组重量减少2kg；若采用纯SiC模组，主逆变器相较于混合模组重量减少4kg，较纯硅模组重量减少6kg。（4）SiC器件承受输入功率大，电机扭矩更大，加速能力强。电车动力来源于电机，在低转速时，电机扭矩输出最大，随着转速提高，电机阻抗增加，输出扭矩降低。SiC材料可保证电机在低转速承受更大输入功率且功率损耗较小，起步时扭矩更大，加速能力更强，如比亚迪汉采用SiC模块后，输出功率达200kw，百公里加速3.9秒。（5）SiC导入降低电池成本提升续航里程，降低整车成本。在使用SiC-MOSFET驱动逆变器后，电池、轻量化及冷却系统可节省共计525-800美元，而使用SiC器件相较于硅器件，成本增加75-200美元，故在相同里程前提下，使用SiC驱动逆变器可至少节省300美元，有效降低整车成本。

汽车应用主导碳化硅市场规模，国内功率厂商迎来春天。根据Yole数据，2027年全球导电型碳化硅功率器件市场规模有望增至62.97亿美元，2021-2027年年均复合增长率为34%；其中，汽车应用主导SiC市场，占整个功率SiC器件市场75%以上。目前，国内如比亚迪汉EV、蔚来ET7、小鹏G9、吉利Smart精灵#1等量产车型均有搭载碳化硅器件。其中，除蔚来ET7搭载进口品牌SiC功率模块外，其余三个品牌均采用国内自研SiC功率模块：吉利Smart精灵#1采用芯聚能模块，小鹏G9SiC模块自2022年9月由斯达半导提供；比亚迪模块自供。

投资建议：凭借高频高效、耐高压、耐高温等优异特性，第三代半导体功率器件可提升整车能源利用率并加速车企新能源汽车产品升级，随着SiC器件工艺升级，成本进一步下降，其渗透率有望提升，将进一步拓宽第三代半导体功率器件市场空间。建议关注国内研发能力强，供应链完整且布局碳化硅相关产业龙头厂商。

风险提示：宏观经济形势变化风险致使产业链受到冲击；碳化硅研发进度不及预期；新能源汽车市场景气度不及预期。

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