半導體產業是實體經濟尤其是現代工業的核心和基礎，同時為新一代信息技術、高端裝備制造、綠色低碳、數字經濟、新能源汽車、新材料等戰略性新興產業發展提供重要的戰略支撐，特別是以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體材料及器件已成為全球半導體產業技術發展的必然趨勢、各國競相爭奪的戰略性資源。

 

其中，在新能源汽車中，功率器件是電驅動系統的主要組成部分，對其效率、功率密度和可靠性起著主導作用。功率器件產品中，MOSFET和IGBT是汽車電子的核心。MOSFET產品是功率器件市場應用最多的產品，占功率半導體分立器件市場的35.4％；IGBT是功率器件中增長最為迅速的產品，占總市場的25％，其作為新能源汽車必不可少的半導體器件，下游需求相當強勁。

 

新能源汽車系統架構中涉及功率半導體應用的組件包括電機驅動器、車載充電器（OBC）、車載電源轉換（DC/DC）系統。此外，功率半導體器件在非車載充電樁領域也有一定的應用空間。

 

相比于傳統燃油車，新能源汽車功率器件使用量更大。業內普遍認為，新能源汽車市場將是SiC快速增長的主要驅動力。據國際能源署（IEA）預測，到2030年，全球銷售的純電動汽車數量將是2017年的15倍，達到2150萬輛。新能源汽車的發展對功率半導體器件的需求量將會日益增加。

 

當前全球多國已宣布燃油車禁售時間，加之國內政策補貼等，國內新能源汽車產業鏈可能有5-10年的持續高增長發展態勢。2020年10月國務院常務會議正式通過《新能源汽車產業發展規劃》，規劃指出，要堅持電動化、網聯化、智能化發展方向，深入實施發展新能源汽車國家戰略，以融合創新為重點，突破關鍵核心技術，推動我國新能源汽車產業高質量可持續發展，加快建設汽車強國。產業政策的落地，有效提振了資本方的投資信心，也進一步明確了市場的投資方向。

 

新能源汽車市場的增長必將帶動功率半導體的發展。Yole預測，SiC電力電子器件的市場規模到2023年將增長至14億美元，年復合增長率接近30%。火爆的市場需求驅動著半導體廠商紛紛加碼。

 

其中，3月11日，聞泰科技全資子公司、全球功率半導體領先企業安世半導體宣布，其與國內汽車行業龍頭公司聯合汽車電子有限公司(UAES)達成合作，雙方將在功率半導體氮化鎵(GaN)領域展開深度合作，以滿足未來新能源汽車電源系統對技術不斷提升的需求，并共同致力于推動GaN工藝技術在中國汽車市場的研發和應用。

 

2020年9月29日，第三代半導體垂直整合制造平臺“三安集成”與新能源客車龍頭企業“金龍新能源”在廈門簽署戰略合作框架協議，確定雙方利用各自優勢資源，共同推進碳化硅功率器件在新能源客車電機控制器、輔驅控制器的樣機試制以及批量應用。

 

資料顯示，從全球SiC參與者來看，目前以美國、歐洲、日本廠商為主，其中CREE（子公司Wolfspeed負責器件生產）、羅姆（子公司SiCrystal負責SiC晶圓生產）實現了從SiC襯底、外延、設計、器件及模塊制造的全產業鏈布局，實力最強。國際主要的上游原材料企業均實現從襯底到外延的連續布局，如CREE、SiCrystal、DOW、II-VI等。國際主要的器件生產廠商以IDM形式為主，如英飛凌、意法半導體、富士電機、三菱電機、安森美、東芝等。

 

2019年年初，科銳（CREE）剝離照明業務，專注于化合物半導體射頻和功率應用市場，以滿足5G通信和新能源汽車的市場需求，同年宣布斥資10億美元，擴大碳化硅產能。 

 

近年來，日本昭和電工已三度進行了碳化硅晶圓的擴產，羅姆也宣布在2026年3月以前投資600億日圓（約5.6億美元），讓SiC功率半導體產能提高16倍。德國X－Fab、臺灣環球晶、嘉晶、漢磊也都斥資新建碳化硅生產線。

 

我國雖是全球最大的半導體消費國，半導體市場需求占全球市場約40％，但各類半導體器件和芯片的國產率卻很低，進口可替代空間巨大。目前國內在主流的第三代半導體材料為碳化硅與氮化鎵領域積極布局。

 

在碳化硅方面，國內公司已經逐步形成完整產業鏈，可以生產新一代的碳化硅功率半導體；在氮化鎵材料方面，國際市場也處于起步研究階段，市場格局尚不明朗，但國內諸多高等院校、研究機構、公司廠商已經進行了大量研究，擁有諸多的專利技術。

 

從全球供需關系來看，目前SiC產品供不應求。但國內生產供應能力不足5%，未來成長空間巨大。在國產替代的需求和政策刺激下，期待國內的SiC企業有龍頭企業成長起來。