近日，特斯拉在投資者日活動公開稱該公司下一代驅(qū)動單元成本將降低約1000美元，碳化硅(SiC)將減少75%，相應(yīng)的工廠占地面積將減少50%。此消息一出，引起了全球碳化硅板塊股票市場的波動，各種猜測議論紛紛，特斯拉這次的宣布是預(yù)示著相關(guān)產(chǎn)品的即將面世，還是空口無憑的噱頭呢，讓我們一起來看看最新的驅(qū)動單元碳化硅應(yīng)用市場報(bào)告。

　　面對投資壓力，減少碳化硅使用是無奈之舉

　　隨著各汽車企業(yè)的價(jià)格競爭不斷加強(qiáng)，特斯拉壓力倍增。前一段時(shí)間特斯拉公布了2022年第四季度及全年汽車交付量數(shù)據(jù)。其中最為重要的數(shù)據(jù)是特斯拉2022年總計(jì)生產(chǎn)137萬輛汽車，交付131萬輛，較2021年的93.6萬輛增長40%，未能實(shí)現(xiàn)年交付量增長50%的目標(biāo)，導(dǎo)致特斯拉股價(jià)在去年12月暴跌37%，去年一年暴跌65%。

　　因此，若特斯拉在2023年依然無法完成既定目標(biāo)，則會加劇投資者的信任危機(jī)，繼續(xù)面臨股價(jià)下跌的風(fēng)險(xiǎn)。面對特斯拉如今的境況，伯恩斯坦公司分析師托尼·薩克納吉(Toni Sacconaghi)在一份報(bào)告中寫道，“我們認(rèn)為特斯拉面臨嚴(yán)重的需求問題，我們認(rèn)為，特斯拉要么需要降低增長目標(biāo) (工廠不再滿負(fù)荷生產(chǎn))，要么維持或加大近期在全球范圍內(nèi)的降價(jià)，但這會對利潤率構(gòu)成壓力。”他的評價(jià)無疑是對特斯拉今后的生產(chǎn)經(jīng)營狀況抱著不看好的態(tài)度。

　　雖說碳化硅未來市場發(fā)展?jié)摿薮?，但就現(xiàn)階段而言，碳化硅SiC功率器件價(jià)格較高，是硅基IGBT的3~5倍左右，這個價(jià)格對現(xiàn)在面臨投資壓力的特斯拉來說太貴了。根據(jù)特斯拉的設(shè)想，舍棄部分碳化硅這一決定不僅能完成既定的生產(chǎn)目標(biāo)，也能增加一定的利潤空間。

　　根據(jù)特斯拉如今的言論與表現(xiàn)，可以看出特斯拉選擇了“產(chǎn)能拉滿，降本增量”的銷售方案，這也是其減少碳化硅使用量的主要原因。

　　但從研究技術(shù)角度來說，目前市場已知的材料與碳化硅比，同等性能的材料比碳化硅價(jià)格高，價(jià)格更低的材料性能卻比不上碳化硅。特斯拉在投資日上并沒有解釋通過何種技術(shù)去實(shí)現(xiàn)減少75%碳化硅的使用量，若馬斯克沒有說大話，我們猜測該技術(shù)可能還在研發(fā)階段，短時(shí)期內(nèi)還無法大批量地代替碳化硅應(yīng)用在下一代汽車上。

　　如何定義碳化硅的市場地位?

　　雖然是否真的能實(shí)現(xiàn)減少75%碳化硅使用量的目標(biāo)還未可知，但是特斯拉減少碳化硅使用量這一消息的宣布立刻在A股碳化硅板塊引起軒然大波。3月1日-3日，東尼電子、天岳先進(jìn)、天富能源等碳化硅原材料生產(chǎn)和銷售的公司股票持續(xù)走低。由此可以看出特斯拉作為全球頭部電動汽車企業(yè)對碳化硅生產(chǎn)廠家股票市場的影響力。

　　此次特斯拉在投資日的宣布是否會像2018年那樣影響全球碳化硅市場發(fā)生巨大變化，中國碳化硅市場及企業(yè)是否能維持穩(wěn)定發(fā)展?我們將從全球碳化硅功率器件市場與中國碳化硅生產(chǎn)鏈發(fā)展角度來進(jìn)行分析。

　　從全球市場來看，近幾年全球廠商積極布局，逐步完善碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈。受新能源汽車、5G通訊、交通等應(yīng)用領(lǐng)域的高速發(fā)展的影響，碳化硅功率器件市場規(guī)模增速也非常可觀(見圖1)。

　　圖1 2018-2022年全球碳化硅功率器件市場規(guī)模預(yù)測趨勢圖(單位：億美元)

　　從生產(chǎn)鏈上來說，碳化硅功率器件生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要為襯底、外延和器件三個環(huán)節(jié)(見圖2)。其中襯底是最核心的一環(huán)，由于對溫度和壓力以及晶型的要求較高，使其加工階段存在許多難點(diǎn)。襯底制造技術(shù)壁壘最高、價(jià)值量最大，是未來SiC大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的核心。

　　圖2 碳化硅器件工藝流程

　　目前全球碳化硅襯底的核心廠商包括Wolfspeed、II-VI Advanced Materials和ROHM等，其中Wolfspeed一家獨(dú)大，在2020年擁有高達(dá)62%的市場占有率(如圖3所示)。

　　圖3 全球碳化硅襯底頭部公司市場份額占比

　　從中游器件市場來看，全球碳化硅器件市場格局仍由海外巨頭主導(dǎo)。2021年全球?qū)щ娦吞蓟韫β势骷袌鲆?guī)模為10.90億美元，市場份額由海外巨頭意法半導(dǎo)體、Wolfspeed、羅姆、英飛凌、三菱電機(jī)、安森美等廠商壟斷，全球TOP6占據(jù)99%的市場份額(見圖4)。

　　圖4 2021年全球?qū)щ娦吞蓟韫β势骷袌龈偁幐窬?/p>

　　由以上可以看出，碳化硅功率器件產(chǎn)業(yè)鏈從原材料到襯底生產(chǎn)到器件生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈上的各個環(huán)節(jié)都非常完整。碳化硅功率器件未來發(fā)展?jié)摿κ欠浅４蟮?，碳化硅原料自身的?yōu)勢、巨大的市場需求都是推動其發(fā)展的重要因素。

　　碳化硅目前存在著制備成本高，成品良率低等難點(diǎn)，以特斯拉現(xiàn)在面臨的投資壓力預(yù)測減少碳化硅的使用只是其短期內(nèi)的計(jì)劃，不會動搖碳化硅作為第三代半導(dǎo)體的地位。從長期發(fā)展來看，碳化硅器件的大面積應(yīng)用是未來趨勢，隨著技術(shù)和設(shè)備的突破，碳化硅功率器件在未來很可能完全替代傳統(tǒng)硅基。

　　中國碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，下游市場需求帶動發(fā)展

　　無論是從原材料還是從下游終端市場來看，中國碳化硅產(chǎn)業(yè)都有著非常大的發(fā)展?jié)摿?。近些年，隨著中國新能源汽車、消費(fèi)類電源、光伏、5G通訊等產(chǎn)業(yè)的市場需求不斷增加(見圖5)，中國國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈也越來越完善，碳化硅功率器件市場規(guī)模不斷擴(kuò)大(見圖6)，緊跟全球發(fā)展腳步。

　　圖5 2021年中國碳化硅功率器件應(yīng)用市場結(jié)構(gòu)

　　圖6 2017-2021中國碳化硅功率器件應(yīng)用市場規(guī)模

　　與海外相比，中國碳化硅市場在技術(shù)和產(chǎn)能上都有一定的差距。但是近些年從生產(chǎn)鏈上看，上中下游都產(chǎn)生了許多優(yōu)秀的企業(yè)，碳化硅功率器件國產(chǎn)化正在逐步進(jìn)行。

　　首先從上游原材料分析，目前中國碳化硅產(chǎn)量十分豐富，出口量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)口量(見圖7、8)，基本上可以實(shí)現(xiàn)自給自足，不依賴進(jìn)口。2020年受疫情影響出口量有所下降，但在2021年恢復(fù)為374.8萬噸。

　　圖7 2015-2022年H1中國碳化硅出口量及增速統(tǒng)計(jì)圖

　　圖8 2015-2022年H1中國碳化硅進(jìn)口量及增速統(tǒng)計(jì)圖

　　在核心環(huán)節(jié)襯底制造中，中國受技術(shù)層面限制，碳化硅綜合良率較低(圖9)，且國外主流大廠正陸續(xù)量產(chǎn)8英寸產(chǎn)品，中國目前還主要以4寸和6寸為主，想要縮小與國外差距，中國企業(yè)必須持續(xù)加大投入研發(fā)，提高技術(shù)積累。

　　圖9 2018-2021年H1碳化硅良率統(tǒng)計(jì)圖

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)目前已有30余家碳化硅襯底企業(yè)，投資金額已經(jīng)超過500億元，其中天岳先進(jìn)和天科合達(dá)為國內(nèi)主要襯底生產(chǎn)廠商。

　　但是碳化硅襯底無法直接加工，需要在襯底上面再生長一層質(zhì)量更高的單晶材料，我們管其叫做外延片?，F(xiàn)階段外延設(shè)備基本上被海外企業(yè)壟斷，且技術(shù)壁壘相對較高，中國外延片生產(chǎn)發(fā)展受到一定限制。目前中國國內(nèi)相關(guān)外延廠商東莞天域和廈門瀚天天成，兩者均已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，可供應(yīng)4-6英寸外延片。

　　從中游碳化硅器件生產(chǎn)分析，器件設(shè)計(jì)上碳化硅二極管(SiC SBD)商業(yè)化逐步完善，目前中國國內(nèi)多家廠商已設(shè)計(jì)出SiC SBD產(chǎn)品，中高壓SiC SBD產(chǎn)品穩(wěn)定性較好，但碳化硅 MOSFET仍與海外存在一定差距。中國目前碳化硅 MOSFET設(shè)計(jì)雖已基本完成，多家設(shè)計(jì)廠商正與晶圓廠流片階段，但后期客戶驗(yàn)證仍需部分時(shí)間，因此距離大規(guī)模商業(yè)化仍有較長時(shí)間。碳化硅器件制造的工藝環(huán)節(jié)與硅基器件基本類似，包括涂膠、顯影、光刻、減薄、退火、摻雜、刻蝕、氧化、清洗等。但由于碳化硅材料獨(dú)有的特性，在生產(chǎn)中無法與傳統(tǒng)硅制程設(shè)備、工藝完全通用。所以中國在碳化硅設(shè)備方面還存在一定的局限性，從而導(dǎo)致當(dāng)前SiC晶圓制造產(chǎn)能緊缺。

　　全球碳化硅市場正處于高速發(fā)展階段，中國碳化硅國產(chǎn)替代空間較大，國內(nèi)已有眾多優(yōu)秀企業(yè)不斷發(fā)展，在襯底、外延片，器件封測等環(huán)節(jié)擁有優(yōu)秀成果，其中的代表企業(yè)包括：

　　1.天岳先進(jìn)

　　山東天岳是山東大學(xué)晶體研究所的產(chǎn)業(yè)化基地，主要從事寬禁帶碳化硅半導(dǎo)體襯底的研發(fā)與生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于電力輸送、航空航天、新能源汽車、半導(dǎo)體照明、5G通訊等技術(shù)領(lǐng)域。

　　天岳先進(jìn)較早在中國國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了 4 英寸半絕緣型碳化硅襯底的產(chǎn)業(yè)化，成為全球少數(shù)能批量供應(yīng)高質(zhì)量 4 英寸半絕緣型碳化硅襯底的企業(yè);完成了 6 英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底的研發(fā)并開始了小批量銷售。同時(shí)天岳先進(jìn)已計(jì)劃發(fā)展“8 英寸寬禁帶碳化硅半導(dǎo)體單晶生長及襯底加工關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目”。

　　2.三安光電

　　湖南三安半導(dǎo)體有限責(zé)任公司半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目主要從事碳化硅、硅基氮化鎵等第三代化合物半導(dǎo)體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝產(chǎn)業(yè)鏈。

　　三安光電公司主要產(chǎn)品為高功率密度碳化硅二極管、MOSFET 及硅基氮化鎵產(chǎn)品。碳化硅 MOSFET 工業(yè)級產(chǎn)品已送樣客戶驗(yàn)證，車規(guī)級產(chǎn)品正配合多家車企做流片設(shè)計(jì)及測試;碳化硅 MOSFET 車規(guī)級與新能源汽車重點(diǎn)客戶的合作已經(jīng)取得重大突破。

　　3、新潔能

　　新潔能公司的主營業(yè)務(wù)為MOSFET、IGBT等半導(dǎo)體芯片和功率器件的研發(fā)設(shè)計(jì)及銷售。通過持續(xù)的自主創(chuàng)新，新潔能在溝槽型功率MOSFET、超結(jié)功率MOSFET、屏蔽柵功率MOSFET以及IGBT等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)方面擁有多項(xiàng)核心技術(shù)。

　　目前新潔能已擁有覆蓋12V~1700V電壓范圍、0.1A~450A電流范圍的多系列細(xì)分型號產(chǎn)品，是國內(nèi)MOSFET產(chǎn)品系列最齊全且技術(shù)先進(jìn)的設(shè)計(jì)企業(yè)之一。新潔能還擁有完善的產(chǎn)品質(zhì)量管控體系，針對產(chǎn)品進(jìn)行全流程質(zhì)量管控，產(chǎn)品性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定、一致性高，公司產(chǎn)品在細(xì)分市場具有較高的品質(zhì)優(yōu)勢。

　　近年來，中國出臺了一系列相關(guān)政策支持碳化硅行業(yè)的發(fā)展，2019年底，工信部將GaN單晶襯底、功率器件用GaN外延片、SiC外延片，SiC單晶襯底等第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品列入《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》。2021年，在《中華人民共和國震果學(xué)邊和共牽規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中明確表明集中電路設(shè)計(jì)工具、重點(diǎn)裝備和高純靶材等關(guān)鍵材料研發(fā)，集中電路先進(jìn)工藝和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、微機(jī)電系統(tǒng)(MEIS等特色工藝突破，先進(jìn)存儲技術(shù)升級，碳化硅、氮化鎊等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展。

　　中國巨大的市場需求是碳化硅行業(yè)發(fā)展的核心動力，中國碳化硅企業(yè)應(yīng)盡快抓住光伏行業(yè)快速發(fā)展以及汽車市場回暖的契機(jī)，加快碳化硅器件國產(chǎn)化替代，沖擊國際碳化硅市場。

　　總結(jié)

　　隨著碳化硅生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備的突破、碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展越發(fā)完善以及新能源、光伏行業(yè)的迅速發(fā)展，在巨大的市場需求下，能夠預(yù)測特斯拉此次的決定在短時(shí)間內(nèi)無法對碳化硅市場產(chǎn)生顛覆性的影響。但是特斯拉此次給全球碳化硅股票市場帶來的影響給了我們一個重要的信息，沒有穩(wěn)定不變的市場，技術(shù)的不斷突破才是發(fā)展的核心。